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UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS CARRERA DE INGENIERÍA AGRÍCOLA MENCIÓN AGROINDUSTRIAL
EVALUACIÓN DEL APROVECHAMIENTO DE LA ZANAHORIA NARANJA (Daucus carota) Y ZANAHORIA BLANCA (Arracacia xanthorrhiza), COMO HARINAS NO
TRADICIONALES PARA LA ELABORACIÓN DE PAN DULCE.
TRABAJO DESCRIPTIVO
Trabajo de titulación presentado como requisito para la obtención del título de
INGENIERO AGRÍCOLA MENCIÓN AGROINDUSTRIAL
AUTOR
MEZA TUMBACO JUANA PRISCILLA
TUTOR
Ing. ANA MARÍA CAMPUZANO VERA, M.Sc.
GUAYAQUIL – ECUADOR
2020 PORTADA
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UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
CARRERA DE INGENIERÍA AGRÍCOLA MENCIÓN AGROINDUSTRIAL
APROBACIÓN DEL TUTOR
Yo, ING. CAMPUZANO VERA ANA MARÍA, M.Sc., docente de la Universidad
Agraria del Ecuador, en mi calidad de Tutor, certifico que el presente trabajo de
titulación: “EVALUACIÓN DEL APROVECHAMIENTO DE LA ZANAHORIA
NARANJA (Daucus carota) Y ZANAHORIA BLANCA (Arracacia xanthorrhiza),
COMO HARINAS NO TRADICIONALES PARA LA ELABORACIÓN DE PAN
DULCE”, realizado por la estudiante MEZA TUMBACO JUANA PRISCILLA; con
cédula de identidad N° 093108933-8 de la carrera INGENIERÍA AGRÍCOLA
MENCIÓN AGROINDUSTRIAL, Unidad Académica Guayaquil, ha sido orientado
y revisado durante su ejecución; y cumple con los requisitos técnicos exigidos por
la Universidad Agraria del Ecuador; por lo tanto se aprueba la presentación del
mismo.
Atentamente, Ing. Ana María Campuzano Vera, M.Sc. Guayaquil, 10 de noviembre del 2020
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UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
CARRERA DE INGENIERÍA AGRÍCOLA MENCIÓN AGROINDUSTRIAL
APROBACIÓN DEL TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN
Los abajo firmantes, docentes designados por el H. Consejo Directivo como
miembros del Tribunal de Sustentación, aprobamos la defensa del trabajo de
titulación: “EVALUACIÓN DEL APROVECHAMIENTO DE LA ZANAHORIA
NARANJA (Daucus carota) Y ZANAHORIA BLANCA (Arracacia xanthorrhiza)
COMO HARINAS NO TRADICIONALES PARA LA ELABORACIÓN DE PAN
DULCE”, realizado por la estudiante MEZA TUMBACO JUANA PRISCILLA, el
mismo que cumple con los requisitos exigidos por la Universidad Agraria del
Ecuador.
Atentamente,
Dr. Freddy Arcos Ramos, M.Sc. PRESIDENTE
Ing. Nadia Cadena Iturralde, M.Sc. Ing. Ahmed El Kotb Khairat El Salous, M.Sc. EXAMINADOR PRINCIPAL EXAMINADOR PRINCIPAL
Ing. Magna Gutiérrez Rodas, M.Sc. EXAMINADOR SUPLENTE
Guayaquil, 5 de noviembre del 2020
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Dedicatoria
Dedico mi trabajo de grado, a mis padres Jacinto
Meza y Aura Tumbaco, por el apoyo incondicional
en todo momento; por ser motivo de inspiración y
lucha diaria, de mi constante búsqueda al éxito, y
mis pilares fundamentales para alcanzar todas mis
metas y por inculcarme los buenos valores para ser
de mí una persona de bien.
A todos mis familiares y amigos por estar inmersos
de alguna u otra manera que me impulsaron para
culminar mi carrera.
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Agradecimiento
Dejo constancia de mi agradecimiento a Dios por
darme salud y las bendiciones necesarias para
lograr una de mis metas.
A mis padres y tíos que son mis pilares
fundamentales de mi formación académica y
personal.
A la Ing. Karina Marín, M.Sc., por haberme guiado
en el desarrollo de este trabajo por su constante
disposición, apoyo y consejos; a todos los docentes
de la Facultad de Ciencias Agrarias y a mis amigos
y compañeros quienes estuvieron presentes en mi
vida universitaria.
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Autorización de Autoría Intelectual
Yo, Juana Priscilla Meza Tumbaco, en calidad de autora del proyecto realizado,
sobre “Evaluación del aprovechamiento de la zanahoria naranja (Daucus
carota) y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza), como harinas no
tradicionales para la elaboración de pan dulce” para optar el título de
Ingeniería Agrícola Mención Agroindustrial, por la presente autorizo a la
UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos
que me pertenecen o parte de los que contienen esta obra, con fines estrictamente
académicos o de investigación.
Los derechos que como autora me correspondan, con excepción de la presente
autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en
los artículos 5, 6, 8; 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y
su Reglamento.
Guayaquil, 11 de noviembre del 2020
MEZA TUMBACO JUANA PRISCILLA
C.I. 093108933-8
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7
Índice general
PORTADA .............................................................................................................1
APROBACIÓN DEL TUTOR ............................................................................... 2
APROBACIÓN DEL TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN ...................................... 3
Dedicatoria ...........................................................................................................4
Agradecimiento ...................................................................................................5
Autorización de Autoría Intelectual ...................................................................6
Índice general ......................................................................................................7
Índice de tablas ................................................................................................. 12
Índice de figuras ................................................................................................ 13
Resumen ............................................................................................................ 15
Abstract .............................................................................................................. 16
1. Introducción ................................................................................................... 17
1.1 Antecedentes del problema ........................................................................ 17
1.2 Planteamiento y formulación del problema .............................................. 18
1.2.1 Planteamiento del problema .............................................................. 18
1.2.2 Formulación del problema ................................................................. 19
1.3 Justificación de la investigación ............................................................... 19
1.4 Delimitación de la investigación ................................................................ 20
1.5 Objetivo general .......................................................................................... 20
1.6 Objetivos específicos.................................................................................. 20
2. Marco teórico ................................................................................................. 21
2.1 Estado del arte ............................................................................................. 21
2.2 Bases teóricas ............................................................................................. 22
2.2.1 Zanahoria naranja (Daucus carota) ................................................... 22
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8
2.2.1.1 Definición de la zanahoria naranja ................................................. 22
2.2.1.2 Variedades comerciales de la zanahoria naranja .......................... 23
2.2.1.3. Taxonomía de la zanahoria naranja ............................................... 23
2.2.1.4 Composición nutricional de la zanahoria naranja ......................... 23
2.2.1.5 Morfología de la zanahoria naranja ................................................ 24
2.2.1.6 Nutrientes de la zanahoria naranja ................................................. 24
2.2.1.7 Producción de zanahoria naranja en Ecuador .............................. 24
2.2.1.8 Usos de la zanahoria naranja .......................................................... 24
2.2.1.9 Beneficios de la zanahoria naranja ................................................ 25
2.2.1.10 Carotenoides de la zanahoria naranja .......................................... 25
2.2.1.11 Fibra dietaría ................................................................................... 26
2.2.1.12 Obtención de la fibra de la zanahoria ........................................... 26
2.2.2 Zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza) ....................................... 27
2.2.2.1 Definición de la zanahoria blanca ................................................... 27
2.2.2.2 Morfología de la zanahoria blanca .................................................. 27
2.2.2.3 Composición de la zanahoria blanca ............................................. 27
2.2.2.4 Taxonomía de la zanahoria blanca ................................................. 28
2.2.2.5 Variedades de la zanahoria blanca ................................................. 28
2.2.2.6 Cultivo de la zanahoria blanca ........................................................ 29
2.2.2.7 Producción de la zanahoria blanca en ecuador ............................ 29
2.2.2.8 Usos de la zanahoria blanca ........................................................... 30
2.2.2.9 Beneficios de la zanahoria blanca .................................................. 30
2.2.2.10 Obtención de la harina de zanahoria blanca ............................... 30
2.2.3 Pan ....................................................................................................... 31
2.2.3.1 Composición proximal del pan ....................................................... 31
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9
2.2.3.2 Funcion de cada ingrediente ........................................................... 31
2.2.4 Gluten ................................................................................................... 32
2.2.4.1 Estructura del gluten ....................................................................... 32
2.2.5 Polifenoles ........................................................................................... 32
2.3 Marco legal ................................................................................................... 33
2.3.1 Norma técnica ecuatoriana INEN 616 ................................................ 33
2.3.2 Norma técnica ecuatoriana INEN 2945 .............................................. 33
3. Materiales y métodos .................................................................................... 34
3.1 Enfoque de la investigación ....................................................................... 34
3.1.1 Tipo de investigación .......................................................................... 34
3.1.2 Diseño de investigación ..................................................................... 34
3.2.1 Variables .............................................................................................. 34
3.2.1.1. Variable independiente ................................................................... 34
3.2.1.2. Variable dependiente ...................................................................... 34
3.2.2 Tratamientos ........................................................................................ 35
3.2.3 Diseño experimental ........................................................................... 35
3.2.4 Recolección de datos ......................................................................... 36
3.2.4.1. Recursos .......................................................................................... 36
3.2.4.1.1 Materia prima ................................................................................. 36
3.2.4.1.2 Equipos .......................................................................................... 36
3.2.4.1.3 Instrumentos y utensilios ............................................................. 36
3.2.4.2. Métodos y técnicas ......................................................................... 37
3.2.4.2.1 Determinación de polifenoles totales mediante el método de
Folin- Ciocalteau en el pan a base de harina de zanahoria naranja (Daucus
carota) y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza). ............................... 37
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10
3.2.4.2.2 Determinación de humedad de harina de origen vegetal .......... 37
3.2.4.2.3 Diagrama de flujo para la obtención de la harina de zanahoria
naranja y zanahoria blanca ......................................................................... 39
3.2.4.2.4 Descripción para la obtención de la harina de zanahoria naranja
y zanahoria blanca ....................................................................................... 40
3.2.4.2.6 Diagrama de flujo para la producción de pan a base de harina de
zanahoria naranja y zanahoria blanca ........................................................ 41
3.2.4.2.7 Descripción de la producción de pan con harina de zanahoria
naranja y zanahoria blanca ......................................................................... 42
3.2.5 Análisis estadístico ............................................................................. 43
4. Resultados ..................................................................................................... 44
4.1 Obtención de la harina de zanahoria naranja (Daucus carota) y zanahoria
blanca (Arracacia xanthorrhiza), por el método de deshidratación .............. 44
4.2 Análisis físico-químico (humedad) en la harina de zanahoria naranja
(Daucus carota) y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza). ..................... 45
4.3 Elaboración de los tres tratamientos de pan dulce a base de harina de
zanahoria naranja (Daucus carota) y zanahoria blanca (Arracacia
xanthorrhiza) ...................................................................................................... 46
4.4 Determinación del compuesto bioactivo (polifenoles totales) a los tres
tratamientos de pan dulce a base de harina de zanahoria naranja (Daucus
carota) y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza) ..................................... 47
5. Discusión ....................................................................................................... 49
6. Conclusiones ................................................................................................. 52
7. Recomendaciones ......................................................................................... 53
8. Bibliografía ..................................................................................................... 54
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9. Anexos ........................................................................................................... 62
9.1 Anexo 1. Elaboración de la harina de zanahoria naranja (Daucus carota)
y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza) .................................................. 62
9.2 Anexo 2. Análisis de humedad de la zanahoria naranja (Daucus carota) y
zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza) ..................................................... 67
9.3 Anexo 3. Elaboración del pan dulce a base de harina de zanahoria naranja
(Daucus carota) y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza) ...................... 69
9.4 Anexo 4. Análisis de polifenoles totales a los tres tratamientos de pan a
base de harina de zanahoria naranja (Daucus carota) y zanahoria blanca
(Arracacia xanthorrhiza) ................................................................................... 74
9.5 Anexo 5. Análisis de polifenoles por el método de Folin-Ciocalteu ....... 77
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12
Índice de tablas
Tabla 1. Taxonomía de la zanahoria naranja ................................................. 23
Tabla 2. Valor nutricional de la zanahoria naranja ......................................... 23
Tabla 3. Carotenoides en diferentes alimentos .............................................. 26
Tabla 4. Composición de la zanahoria blanca................................................ 28
Tabla 5. Taxonomía de la zanahoria blanca .................................................. 28
Tabla 6. Composición proximal del pan. ........................................................ 31
Tabla 7. Requisito de las harinas ................................................................... 33
Tabla 8. Límites de requisitos físico-químicos para el pan ............................. 33
Tabla 9. Tratamiento para la elaboración de pan de zanahoria ..................... 35
Tabla 10. Balance de materia de zanahoria naranja ...................................... 44
Tabla 11. Balance de materia de zanahoria blanca ....................................... 45
Tabla 12. Resultados de los análisis físico-químico (humedad)..................... 45
Tabla 13. Tratamiento para la elaboración de pan de zanahoria ................... 46
Tabla 14. Contenido de polifenoles totales en los tres tratamientos .............. 47
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Índice de figuras
Figura 1. Esquema para el proceso de la harina de la zanahoria naranja y
zanahoria blanca ............................................................................................ 39
Figura 2. Esquema para la elaboración de pan a base de harina de zanahoria
naranja y zanahoria blanca. ........................................................................... 41
Figura 3. Comparación en el histograma entre la norma NTE INEN 616, 2015 y
los resultados obtenidos sobre los porcentajes de humedad ......................... 46
Figura 4. Punto de comparación de los tres tratamientos de pan a base de
harina de zanahoria naranja y blanca ............................................................ 48
Figura 5. Zanahoria naranja (D. carota). ....................................................... 62
Figura 6. Rallado de la zanahoria naranja. .................................................... 62
Figura 7. Deshidratación de la zanahoria naranja. ......................................... 63
Figura 8. Molienda de la zanahoria naranja. .................................................. 63
Figura 9. Harina de zanahoria naranja. .......................................................... 64
Figura 10. Zanahoria blanca (A. xanthorrhiza). .............................................. 64
Figura 11. Rallado de la zanahoria blanca. .................................................... 65
Figura 12. Deshidratación de la zanahoria blanca. ........................................ 65
Figura 13. Molienda de la zanahoria blanca. ................................................. 66
Figura 14. Harina de zanahoria blanca. ......................................................... 66
Figura 15. Humedad en la harina de zanahoria naranja. ............................... 67
Figura 16. Humedad en la harina de zanahoria blanca. ................................. 68
Figura 17. Harina de zanahoria naranja y blanca. .......................................... 69
Figura 18. Ingrediente para la elaboración del pan. ....................................... 69
Figura 19. Mezclado de los ingredientes para la elaboración del pan. ........... 70
Figura 20. Amasado. ...................................................................................... 70
file:///D:/TESIS%20PRISCILLA/TESIS%20(EMPASTADO).docx%23_Toc55852351
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14
Figura 21. Primera Fermentación. .................................................................. 71
Figura 22. Boleado de la masa. ..................................................................... 71
Figura 23. Segunda fermentación. ................................................................. 72
Figura 24. Horneado del pan.......................................................................... 72
Figura 25. Pan producto final. ........................................................................ 73
Figura 26. Tratamiento 1 polifenoles totales. ................................................. 74
Figura 27. Tratamiento 2 polifenoles totales. ................................................. 75
Figura 28. Tratamiento 3 polifenoles totales. ................................................. 76
Figura 29. Método del análisis de polifenoles. ............................................... 77
Figura 30. Descripción de materiales y métodos de polifenoles totales. ........ 78
Figura 31. Polifenoles totales. ........................................................................ 78
file:///D:/TESIS%20PRISCILLA/TESIS%20(EMPASTADO).docx%23_Toc55852355file:///D:/TESIS%20PRISCILLA/TESIS%20(EMPASTADO).docx%23_Toc55852362file:///D:/TESIS%20PRISCILLA/TESIS%20(EMPASTADO).docx%23_Toc55852363file:///D:/TESIS%20PRISCILLA/TESIS%20(EMPASTADO).docx%23_Toc55852364
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Resumen
El desarrollo de la investigación describe el “Aprovechamiento de la zanahoria
naranja (Daucus carota) y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza), como
harinas no tradicionales para la elaboración de pan dulce”, se efectuó mediante la
selección de materia prima, pelado, rallado, luego fue sometida por el proceso de
deshidratación mediante un horno eléctrico convencional, a una temperatura de
66°C por 3 horas; por lo tanto, se logró pasar por un molino manual y
posteriormente se realizó el tamizado, obteniendo harina de zanahoria naranja
(D. carota) y zanahoria blanca (A. xanthorrhiza). De este modo, se realizó análisis
de humedad, cumpliendo con lo requerido obteniendo resultados de 2,80 y 4,80%;
comparando con la NTE INEN 616, 2015. De esta manera, se elaboró el pan de
dulce utilizando tres tratamientos con diferentes dosificaciones, en cuanto a la
harina de trigo, se sustituyó parcialmente con el 14% de harina zanahoria naranja
y zanahoria blanca: T1 (7% zn, 7% zb); T2 (2% zn, 12% zb); T3 (12% zn, 2% zb).
Asimismo, se obtuvo valores significativos de polifenoles totales en los tres
tratamientos, el T3 se mostró (3297 mg/kg de muestra seca), siendo el resultado
óptimo, mientras que el T1 (1550 mg/kg de muestra seca) y T2 (1153 mg/kg de
muestra seca) resultarón los más bajo. Finalmente, los tres tratamientos tienen un
aporte significativo en cuanto a polifenoles, ya que al consumir más (600 mg)
acompañado de hábitos de una vida saludable, suministra beneficios preventivos
frente a padecimientos de las enfermedades crónicas no infecciosas, tales como,
problemas cardiovasculares y diabetes.
Palabras claves: Zanahoria naranja, zanahoria blanca, deshidratado, harina, pan,
análisis de polifenoles.
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Abstract
The development of the research describes the "Use of the orange carrot
(Daucus carota) and white carrot (Arracacia xanthorrhiza), as non-traditional
flours for the production of sweet bread", was carried out through the selection
of raw material, peeled, grated, then it was subjected to the dehydration process
using a conventional electric oven, at a temperature of 66 ° C for 3 hours;
Therefore, it was possible to go through a manual mill and then sieving was
carried out, obtaining orange carrot flour (D. carota) and white carrot
(A. xanthorrhiza). In this way, a humidity analysis was carried out, complying
with the requirements obtaining results of 2.80 and 4.80%; comparing with the
NTE INEN 616, 2015. In this way, sweet bread was made using three treatments
with different dosages, referring to wheat flour, it was partially replaced with 14%
of orange carrot and white carrot flour: T1 (7% zn, 7% zb); T2 (2% zn, 12% zb);
T3 (12% zn, 2% zb). Likewise, significant values of total polyphenols were
obtained in the three treatments, T3 was shown (3297 mg / kg of dry sample),
being the optimal result, while T1 (1550 mg / kg of dry sample) and T2 (1153
mg / kg of dry sample) were the lowest. Finally, the three treatments have a
significant contribution in terms of polyphenols, since by consuming more (600
mg) accompanied by habits of a healthy life, it provides preventive benefits
against diseases of chronic non-infectious diseases, such as cardiovascular
problems and diabetes.
Keywords: Orange carrot, white carrot, dehydrated, flour, bread, polyphenol
analysis.
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1. Introducción
1.1 Antecedentes del problema
De acuerdo al estudio de Datt, Kark, Singh, y Attri (2012), se evaluó la
“Composición química, propiedades funcionales y procesamiento sobre el
rendimiento de zanahoria”, en donde se utilizó orujo de zanahoria en los alimentos
como pan, pasteles, galletas, aderezos y pan de trigo fortificado, en la cual el orujo
de zanahoria fue analizada para la composición total de fibra, fue incorporada a
niveles de 10, 20 y 30% en harina de trigo para preparar alto contenido de fibra
dulce y salado en galletas, el tiempo de secado fue de 65°C. Sin embargo, cuando
se integró el 5; 7,5 y 10%, se comprobó mediante análisis reológico y
organoléptico la adición de orujo de zanahoria.
Según estudios de Chao y Li (2008), en el “Efecto de la proteína anticongelante
de zanahoria (Daucus carota) sobre la textura”, se estudiaron las propiedades de
la masa congelada y compuestos volátiles de migajas, donde la AFT puede
disminuir el punto de congelación de forma no equilibrada, denominada actividad
de histéresis térmica y retarda fuertemente la cristalización. Los efectos de la
proteína concentrada de la zanahoria (PCC) fue de 15,4% (p/p).
De acuerdo a Cobo, Quiroz y Santacruz (2013), el presente estudio de “La
sustitución parcial de trigo (Triticum aestivum) por zanahoria blanca (Arracacia
xanthorrhiza) en la elaboración de pan”, muestran que las zanahorias fueron
sometidas a un proceso que consiste en la selección, lavado, pelado, cortados en
forma de cubos de 0.5 por 0.5cm, se deshidrató a 50°C, luego se realizó la
molturación y se obtuvo la harina mediante un tamiz número 8. Después se
procedió a la elaboración del pan, en el cual se establecieron cuatro tratamientos,
donde se sustituyó la harina de trigo parcialmente en un 10 y 40%, se realizaron
análisis físicos, evaluación sensorial y análisis estadísticos.
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18
Según Astaíza, Ruiz y Elizalde (2010), en la investigación de “Pastas
alimenticias enriquecidas a partir de quinua (Chenopodium quinoa Willd.) y
zanahoria (Daucus carota)”, determinaron que el contenido nutricional presente
en la sémola de trigo fue muy bajo en proteínas, pero al combinar la zanahoria y
la quinua este tendría un valor nutritivo aceptable, en la cual se desarrollaron dos
fases; en la fase 1 se obtuvieron pastas enriquecidas con harina integral de quinua
con las siguientes formulaciones 30%, 40% y 50%, en la fase 2 se adicionó
zanahoria con un 15 % en la etapa líquida de las formulaciones, en ambas fases
se logró evaluar la cocción, calidad sensorial de las pastas y composición química.
Según Gamboa, González y Hurtado (2007), en la “Valoración nutricional y
sensorial de panquecas elaboradas a base de harina de trigo y zanahoria”, se
realizó la sustitución parcial de harina de trigo por rebanada de zanahoria en las
panquecas, sus formulaciones fueron las siguientes (100% harina de trigo – 0%
harina de zanahoria; 75% harina de trigo – 25% harina de zanahoria; 50% harina
de trigo – 50% harina de zanahoria; 25% harina de trigo - 75% harina de
zanahoria), se empleó un diseño totalmente aleatorio, con el fin obtener un
producto beneficioso y nutritivo que contenga vitamina A, proteínas y energía.
1.2 Planteamiento y formulación del problema
1.2.1 Planteamiento del problema
Según el (INEC, 2013), se muestra que en el 2011 y 2013, la principal causa
de muerte en el Ecuador se debe al sobrepeso, ya que representa un problema y
una amenaza para las personas, aumentando la posibilidad de exponerse a
enfermedades crónicas no infecciosas, tales como, problemas cardiovasculares y
diabetes. En una investigación realizada por la (ENSANUT) que fue difundida
entre el 2014 y 2015, la cual anunció que en el Ecuador el 29,9% de los menores
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19
de 5 a 11 años padecen de sobrepeso, esta referencia intensificó el 62,8% de las
personas mayores entre 19 a 59 años, de acuerdo a la (OMS, 2020). A raíz de
este problema que radica en Ecuador, se planteó la elaboración de un pan a base
de harina zanahoria naranja (D. carota) y zanahoria blanca (A. xanthorrhiza), ya
que es un vegetal rico en minerales, almidón, vitaminas, azúcares, betacaroteno,
luteína, zeaxantina y polifenoles. Estas características que poseen las zanahorias
son beneficiosas para la salud, por su valor nutritivo muy elevado e incluso aporta
protección contra las enfermedades cardiovasculares y diabetes (Espín, et al.,
2014).
1.2.2 Formulación del problema
¿El pan dulce a base de zanahoria naranja (Daucus carota) y zanahoria blanca
(Arracacia xanthorrhiza) será comparable en cuanto a la cantidad de polifenoles y
aceptable frente al pan dulce de harina de trigo?
1.3 Justificación de la investigación
La presente investigación se justifica con el propósito de obtener un producto
que proporcione características funcionales, potencializando así su contenido con
propiedades promotoras para la salud como los polifenoles totales, reemplazando
parcialmente la harina de trigo y aprovechando la harina de zanahoria naranja
(D. carota) y zanahoria blanca (A. xanthorrhiza), para la elaboración de pan dulce.
El consumo de zanahoria en la dieta diaria es muy bajo en Ecuador, esto se
debe a la falta de cultura de las personas al no incluir hortalizas en nuestra
alimentación, ya que es abundante en compuestos bioactivos como los
carotenoides y polifenoles, también reconocido como una fuente de antioxidantes
naturales, es decir, que previene enfermedades crónicas no infecciosas, es por
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eso que el consumo de la zanahoria y sus derivados a aumentado, pero aún no
es frecuente.
1.4 Delimitación de la investigación
• Espacio: El presente trabajo se realizó en el sur de la ciudad de Guayaquil.
• Tiempo: Tomó un tiempo de 6 meses.
• Población: Fue dirigido a los consumidores en general.
1.5 Objetivo general
Evaluar el aprovechamiento de la zanahoria naranja (Daucus carota) y
zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza), como harinas no tradicionales para la
elaboración de pan dulce.
1.6 Objetivos específicos
• Obtener harina de zanahoria naranja (Daucus carota) y zanahoria blanca
(Arracacia xanthorrhiza) por método de deshidratación.
• Analizar el contenido físico-químico (humedad) en la harina de zanahoria
naranja (Daucus carota) y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza).
• Elaborar tres tratamientos de pan dulce a base de harina de zanahoria
naranja (Daucus carota) y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza).
• Determinar el contenido del compuesto bioactivo (polifenoles totales) a los
tres tratamientos de pan dulce a base de harina de zanahoria naranja
(Daucus carota) y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza).
1.7 Hipótesis
Al menos uno de los tratamientos de pan con harina de zanahoria naranja
(Daucus carota) y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza) tendrá un aporte
significativo en cuanto a polifenoles totales.
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21
2. Marco teórico
2.1 Estado del arte
En el estudio realizado por Mejía y Quintanilla (2018), “Desarrollo de pastas
elaboradas a base de harina de trigo y lechuga (Lactuca sativa) deshidratada en
polvo o harina de cáscara de zanahoria (Daucus carota)”, concluye que el
deshidratado que se realizó por un tiempo de 2.5 horas a 60°C en lechuga y 3
horas a 60°C en zanahoria, lo cual lograron menor contenido de humedad. Al
sustituir parcialmente la harina de trigo por los otros tipos de harina, generó
diferencia estadística en aumento de peso y volumen, acidez, actividad de agua y
color. La pasta de harina de trigo con sustitución de 35% de harina de cáscara de
zanahoria fue la más aceptada.
Según Datt, et al. (2012), en la “Composición química, propiedades funcionales
y procesamiento de la zanahoria”, se aprobaron que las adiciones de orujo de
zanahoria en base seca complementaban el pan con carotenoides, fibra y
minerales; el mejor tratamiento desde el punto de vista reológico y organoléptico
fue de 5% de adición de orujo de zanahoria. En cuanto a las galletas el polvo
contenía una cantidad representativa de ceniza y fibra dietética, mejorando el
mineral y la en ambos tipos de galletas, el orujo de zanahoria en base al peso
seco contenía 2.5+0.15% de humedad, 5.5+0.10% ceniza, 1.3+0.01% grasa,
0.7+0.04% proteína, 20.9+0.15% fibra cruda, 55.8+1.67 de fibra dietética total,
71.6+0.23% carbohidratos totales y 301+0.09 kcal/100g de energía.
Según Cobo, et al. (2013), en la “La sustitución parcial de trigo (Triticum
aestivum) por zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza) en la elaboración de
pan”, el rendimiento del pan obtenido con el 10% de zanahoria blanca y el 90%
de harina de trigo en los análisis físicos estuvo dentro de los parámetros
-
22
establecidos, este pan se asemejó a uno que tuviera 100% harina de trigo,
mientras que en el análisis sensorial, el producto que obtuvo mayor aceptabilidad
por los consumidores fue el del 10%, pero las masas con el 30% y 40%, se pudo
manejar más fácil, por otra parte los que tuvieron menos porcentajes de harina de
zanahoria blanca se tornaron un poco pegajosas la cual fue difícil de manejar.
De acuerdo a Gamboa, et al. (2007), en la “Valoración nutricional y sensorial
de panquecas elaboradas a base de harina de trigo y zanahoria”, con una
formulación de (50% harina de trigo, 50 % harina de zanahoria y 25% harina de
trigo, 75% harina de zanahoria), se obtuvo contenido de fibras, minerales grasa,
carbohidratos y betacarotenos, en las de (25% harina de trigo y 75% harina de
zanahoria) y altos niveles de calcio, mientras que el hierro y fósforo se redujeron,
en cambio las que fueron elaboradas con el (50% harina de trigo; 50% harina de
zanahoria), obtuvieron buena aprobación en base a los atributos sensoriales.
2.2 Bases teóricas
2.2.1 Zanahoria naranja (Daucus carota)
2.2.1.1 Definición de la zanahoria naranja
Según Ladrón, Quiróz, Acosta, Pimentel y Quiñones (2004), la zanahoria cuyo
nombre científico (D. carota), es originario de Asia de la familia Apiaceae, siendo
un tubérculo que se encuentra en todo el mundo, primero se usaron como fines
médicos y posteriormente se usaron como alimento. Es una fuente de compuestos
antioxidantes, ayudan a proteger contra las enfermedades cardiovasculares y el
cáncer, promoviendo la buena visión, especialmente la visión nocturna (Obinna,
Barber y Enyi, 2018).
-
23
2.2.1.2 Variedades comerciales de la zanahoria naranja
Existen diversas plantas comerciales llamadas silvestres en la cual algunas de
las variedades son Amsterdam, Barlikune y Chantenay, son cultivadas en
Colombia (González, Galvis y Flores, 2010).
2.2.1.3. Taxonomía de la zanahoria naranja
Tabla 1. Taxonomía de la zanahoria naranja Reino Vegetal
Subreino Embriofitas
Phylum Traqueófitas
Clase Angiosperma
Subclase Dicotiledónea
Familia Umbelliferae
Genero Daucus
Especie D. carota
Zanahoria naranja (D. carota) taxonomía Almeida y Zambrano, 2007
2.2.1.4 Composición nutricional de la zanahoria naranja
Tabla 2. Valor nutricional de la zanahoria naranja Composición Zanahoria naranja
Energía 40 kcal
Proteína 0,90 g
Hidrato de carbono 7,30 g
Fibra 2,90 g
Potasio 260,0 mg
Calcio 33,0 mg
Yodo 10,0 μg
Provitamina A 1346,0 g
Vitamina E 0,50 μg
Folatos NN
Composición nutricional de la zanahoria en 100g de sustancia comestible Vilaplana, 2004
-
24
2.2.1.5 Morfología de la zanahoria naranja
La zanahoria es cultivada desde el siglo X después de Cristo, debido a los
niveles altos de pigmentación en la zanahoria purpura pensaban que era la más
habitual, desde aquel momento se ha evolucionado los tonos de la zanahoria
naranja, blanco, morado y rojo. Se manifiesta que las raíces purpuras en la cual
incluye mutantes de tonos que van del Amarillo al naranja, del amarillo al blanco
y purpura al amarillo; esto se debe a una intersección entre silvestres y
germoplasma cultivadas (Barzee, El-Mashad, Zhang y Pan, 2019).
2.2.1.6 Nutrientes de la zanahoria naranja
La zanahoria naranja contiene nutrientes esenciales entre ellos está la vitamina
C, vitamina B6 y los carotenoides, denominados provitamina A, que al ingerirlo
nuestro organismo lo transforma en vitamina A, ayudando a prevenir
enfermedades en la piel, visuales, cáncer y mucosas en condiciones normales
(Arroyo, et al., 2018).
2.2.1.7 Producción de zanahoria naranja en Ecuador
En Ecuador se cultiva la zanahoria en el valle de Machachi, provincia del
Pichincha y en Chaco la provincia de Chimborazo, es cultivada en pequeñas
escalas, casi en toda la sierra ecuatoriana. Este se cultiva en climas fríos y es
localizados especialmente en los valles intermediarios, pero más se desarrollan
en provincias de Chimborazo, Pichincha, Bolívar, Cotopaxi y Tungurahua (Cruz,
et al., 2018).
2.2.1.8 Usos de la zanahoria naranja
• Fruto seco: Los frutos secos son consumidos a nivel mundial sean estos
crudos, en ensaladas, sopas o en pure; también se lo utiliza en jugos
combinándola con otros frutos.
-
25
• Fruto procesado: En cuanto a los frutos procesados mayormente son
consumido en curtidos, deshidratados, enlatados e instantáneos ya que
es una forma rápida de adquirir estos alimentos.
• Medicinal: Este tubérculo se le da un uso medicinal por sus
características nutricionales como la vitamina A y carotenoides, ya que
son antioxidantes naturales que nos ayudan a prevenir enfermedades
como el cáncer y también es un cicatrizante intestinal (Yerbabuena,
2013).
2.2.1.9 Beneficios de la zanahoria naranja
• Calcio y fósforo: Este ayuda al adiestramiento de los huesos,
articulación del sistema nervioso y dientes.
• Carbohidratos y grasas: En este caso lo carbohidratos son los que nos
genera energía al organismo y son necesarias las grasas para la
formación de vitaminas (FAO, 2011).
2.2.1.10 Carotenoides de la zanahoria naranja
Según Carranco, Calvo y Pérez (2011), los carotenos son los encargados de la
pigmentación de colores que están presentes en los alimentos vegetales,
pertenecen a la familia de los terpenos, es decir, que están formados por unidades
de isopreno. La causa que actúan en la presencia de carotenoides es genotipo,
función de la precosecha, curso de maduración, de este modo la realización del
proceso y subsistencia. Entre estos esta la magnitud de la iluminación y la
temperatura (Urango, et al., 2009).
-
26
Tabla 3. Carotenoides en diferentes alimentos Mayoritarios carotenoides Fuente
Alfa-caroteno y beta-caroteno Zanahoria (Daucus carota)
Licopeno Tomates (Lycopersicum spp)
Zeaxantina/Luteína Maíz (Zea maíz), Alfalfa (Medicago sativa), cempasúchil (Tagetes erecta), huevo de gallina
Luteína/zeaxantina, Violaxantina, beta-criptoxantina
Naranja (Citrus sinensis)
Cantaxantina Crustáceos
Astaxantina Crustáceos, levadura, microalgas salmón (salmo spp)
Crocentína Azafrán (Crocus sativus)
Presencia de carotenoides en diferentes alimentos Carranco, Calvo y Peréz, 2011
2.2.1.11 Fibra dietaría
La fibra dietaría se presente de forma natural en diversas fuentes de cereales,
las verduras juegan un papel fisiológico en la salud humana, para reducir el
colesterol y la presión arterial, mejorando el control del peso y reduciendo el riesgo
de cáncer. Además, se han incorporado fibras dietéticas como un ingrediente de
alimento funcional a los productos alimenticios para proporcionar capacidad de
retención de líquidos, viscosidad, capacidad de formación de gel y capacidad de
unión de grasas en productos alimenticios (Jung y Dong, 2012).
2.2.1.12 Obtención de la fibra de la zanahoria
Según Morales (2011), el motivo de la investigación fue obtener la fibra de la
zanahoria naranja, en el cual se extrajo el bagazo y las fibras deshidratándolas a
60 °C, en un horno de charola de circulación forzada. El rendimiento alcanzado
de la fibra dietaría soluble fue de 1.7% y de la fibra dietaría fue de 19.5%, con una
base húmeda de 45.16% en la harina deshidratada y fibra dietaría total fue de
21.2%.
-
27
2.2.2 Zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza)
2.2.2.1 Definición de la zanahoria blanca
Según Quilapanta, Dávila, Vásquez y Frutos (2018), la zanahoria blanca
(A. xanthorrhiza) pertenece a la familia Apiaceae (Umbelliferae), es una raíz
empleada como hortaliza, pero con más sabor, minerales (hierro, calcio y potasio),
proteínas, vitaminas (C y B) que la zanahoria normal, su sabor muy dulce se debe
a los hidratos de carbono ya que contiene azúcares (Coral y Gallegos, 2015).
2.2.2.2 Morfología de la zanahoria blanca
La raíz posee partes de principales disposiciones: los tallos, hojas y la región
de acumulación recluida en la cepa (Rodriguez, et al., 2010).
• Las cepas de almacenamiento: Son beneficios primordiales
asequibles del vegetal y se aglomera la gran ración de la fécula.
• La cepa: Consiste en una armadura cilíndrica voluminoso de extensión
y grosor variante, acatando de causas hereditarias y función de
plantación.
• Tallos: Estas despojan del fragmento elevado de la raíz y es llamado
colinos es un nombre que se lo usa frecuentemente.
• Hojas: Radica de pedúnculos prolongados con láminas bipinnadas
particularmente de cada una de las variedades de tono verdoso potente
y cuando están en el proceso de maduración son amarillentos (Barrera,
Tapia y Monteros, 2003).
2.2.2.3 Composición de la zanahoria blanca
Es significativo consumir la zanahoria blanca, por la factible asimilación al
digerir la fécula y por sustancias ricas en hierro, niacina, fósforo, calcio, vitamina
A, proteína, ácido ascórbico y carbohidratos (Cobo y Mejia, 2012).
-
28
Tabla 4. Composición de la zanahoria blanca
Composición de la zanahoria blanca para 100g del producto Acosta, 2012
2.2.2.4 Taxonomía de la zanahoria blanca
Tabla 5. Taxonomía de la zanahoria blanca Reino Plantae
Subreino Angiospermae
Phylum Apiales
Clase Apiaceae
Subclase Apioideae
Familia Selineae
Genero Arracacia
Especie A. xanthorrhiza
Clasificación taxonómica de la zanahoria blanca (A. xanthorrhiza) Gonzáles, 2018
2.2.2.5 Variedades de la zanahoria blanca
La zanahoria blanca tiene variedades, dependiendo del color ya sea violeta,
blanca, rojas y amarillas; y dependiendo de cuanto mida su raíz, como se describe
a continuación:
Composición Cantidades Composición Cantidades
Humedad 73% Hierro ppm 1,20
Proteína 0.80% Grasa 0,20%
Carbohidratos totales 24,90 Calcio mg 29,00
fibra 0,60 Fosforo mg 0.17
Yodo ppm 0.21 Magnesio mg 0,07
Fibra almidón 63,72 Sodio mg 0,09
Energía Kcal/100g 104,0 Potasio mg 2,13
Vitamina C mg/100g mf 13,94 Manganeso ppm 9,5
Eq. retinol Vitamina A 100g mf 27,28 Zinc ppm 9,10
Vitamina B12 0,04 Vitamina B1 mg 0,06
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29
• Amarillas: Originan cepas de tono amarillentos y en la planta un tono
verdoso, en este conjunto concierne la variedad que se llama yema de
huevo.
• Violeta: La raíz es de tonalidades amarillas o blancas, pero con
demarcación violetas en el interior de la raíz.
• Blancas: En este conjunto consta de la variedad blanca, la planta es de
tonalidad verde, la cepa de tonalidad blanca, durante 10 meses es ciclo
vegetativo y es consumida por el mercado.
• Largas: Crecen hasta los 20 y 25 cm, estas son Imperato, Bercoro,
Hicolor.
• Semilarga: Crecen hasta 15 a 20 cm como las Romosa y Nantes.
• Semicortas: Crecen hasta 10 y 12 cm como las Chantenay y Danvers.
• Cortas: Crecen hasta menos de 10 cm como Guerande y Ocheart
(Rivera, et al., 2015).
2.2.2.6 Cultivo de la zanahoria blanca
La zanahoria blanca se siembra en diminutas demandas de insumos y en una
pluralidad de aclimatación de zonas altas y cálidas evitando las heladas y
obviando las enfermedades que deterioran a las cepas de almacenamiento
provocadas por patógenos (Alvarado, et al., 2017).
2.2.2.7 Producción de la zanahoria blanca en ecuador
La producción de zanahoria blanca en el Ecuador, se da en las provincias de
Pichincha, Tungurahua ubicada en zonas con mayor humedad de la cordillera de
los Andes; esta producción se dedica a los mercados de zona central del país,
también es producida en San José de Minas, pero hay muy poco interés por la
-
30
zona por el contenido de humedad muy baja (Mazón, Castillo, Hermann y
Espinosa, 1996).
2.2.2.8 Usos de la zanahoria blanca
Según Suquilanda (2015), la mayor parte de la hortaliza es consumida luego
de ser cosechadas, las raíces se consumen como ingredientes principales en
sopas, puré, hervidas, asadas y en rodajas frita. Como la raíz contiene almidón
son recomendadas para las dietas de los niños, ancianos y enfermos. La
producción de harinas y hojuelas con raíces deshidratadas contiene un aroma
muy agradable (Mazón, et al., 1996).
2.2.2.9 Beneficios de la zanahoria blanca
De acuerdo a Plúa, Aragundia y Cornejo (2011), la zanahoria blanca es
considera un alimento con un alto contenido de hierro y fosforo, esto lo convierte
en un alimento ideal para combatir enfermedades crónicas, anemias, insuficiencia
renal, también ayuda en el embarazo porque eleva el contenido de hierro en los
niños que nacen prematuros. Esta raíz posee fuente de vitaminas y minerales para
el crecimiento cognitivo del ser humano (Carrero, 2018).
2.2.2.10 Obtención de la harina de zanahoria blanca
Se obtuvo la materia prima en este caso es la zanahoria blanca se realizaron
procesos unitarios que consistieron en el lavado donde se para eliminó toda
impureza, luego se procedió al cortado en tajadas redondas muy finas para facilitar
el proceso, luego se realizó inhibición enzimática con agua hervida por tres
minutos, después se deshidrato por convección a una temperatura de 80°C por
un tiempo de 24h, se procedió a moler en un mortero y en su producto final
obtuvieron una humedad de 1 a 2% (Chilig, 2013).
-
31
2.2.3 Pan
2.2.3.1 Composición proximal del pan
Tabla 6. Composición proximal del pan. Parámetro Harina de trigo 100%
Energía 277
Proteínas 7,8
Hidratos de carbono 58
fibra 2,2
Agua 31
Calcio 19
Hierro 1,7
Magnesio 26
Potasio 100
Fósforo 91
Composición proximal del pan Salas y Haros, 2016
2.2.3.2 Funcion de cada ingrediente
• Harina: Según el CODEX STAN 192 (2019), es un producto obtenido
mediante la molturación de granos cereales, tubérculos y médula o
corazón blando de palmera, la cual se puede realizar productos como
panificación, repostería o producción de fideos y pastas; donde puede
combinarse con harina de diverso origen.
En el trigo se utiliza solo el endospermo, que esté totalmente limpio. Este
grano contiene el 85% de proteínas entre ellas está la gliadinas y
gluteninas que son proteínas insolubles que al juntarlos reciben el
nombre de gluten esta es la característica del pan (Mesas y Alegre,
2002).
-
32
• Agua: Es el segundo elemento primordial de la masa porque la hidrata
para la formación del gluten, la presencia de agua en la masa desarrolla
la levadura para la fermentación del pan.
• Levadura: Este se encarga de producir etanol y CO2 mediante la
fermentación, esto hace que la masa leude aumentando su volumen.
• Sal: Aporta sabor al pan, es importante porque hace que la masa sea
más resistente.
• Azúcar: Es necesario la azúcar para que tenga una conversión con la
levadura ya que ayuda a producir anhidrido carbónico, que sirve para
aumentar la masa (Ordóñez y Oviedo, 2010).
• Otros componentes del pan: Se pueden emplear otros tipos de aditivos
o elementos como ácido ascórbico, enzimas, que se utilizan en baja
proporción ya que favorecen el proceso tecnológico para la elaboración
de pan (Hernández, Guerrera y Rivero, 1999).
2.2.4 Gluten
2.2.4.1 Estructura del gluten
El prótido que constituye, se localiza en las sustancias proteica del grano en la
parte del endospermo, durante la mezcla se hace una rotura de las sustancias y
su absorción, formando una malla de almidón. El gluten es un conjunto de
proteínas que contiene propiedades similares y tiene una consistencia elástica
(Ruiz, 2009).
2.2.5 Polifenoles
Los polifenoles son un gran grupo de compuestos bioactivos ampliamente
distribuidos en alimentos de origen vegetal que forman parte importante de la dieta
humana. Es una actividad antioxidante mayor que las vitaminas C y E, y
-
33
desempeñan un papel importante en la prevención de enfermedades crónicas,
tales como, desórdenes cardiovasculares y diabetes (Zapata, Piedrahita y Rojano,
2014).
2.3 Marco legal
2.3.1 Norma técnica ecuatoriana INEN 616
Para la elaboración de harinas se consideró la NTE INEN 616, 2015. Asimismo,
para realización del analisis físico-químico (humedad) de la harina de zanahoria
naranja (D. carota) y zanahoria blanca (A. xanthorrhiza), la cual se describe en la
tabla 7.
Tabla 7. Requisito de las harinas Requisitos Unidad Harina panificable Método de ensayo
Mínimo Máximo
Humedad % - 14,5 NTE INEN 518
Requisito para el análisis de humedad en harinas según la Norma. NTE INEN 616, 2015.
2.3.2 Norma técnica ecuatoriana INEN 2945
Para la elaboración del pan se consideró como referencia la NTE INEN 2945,
2014. Sin embargo, para realizar análisis físico-químico se podría tomar como
referencia la tabla 8.
Tabla 8. Límites de requisitos físico-químicos para el pan Requisitos Unidad Mínimo Máximo Método de ensayo
Humedad % 20 40 NTE INEN ISO 712
Grasa % 1.5 4 NTE INEN ISO 11085
Proteínas (en 100g) g 7 --- NTE INEN ISO 20483
se excluye al pan de yuca debido a que el nivel de proteínas que este contiene es de 3.5 g por cada 100 g.
Norma para determinar los análisis físico-químicos. NTE INEN 2945, 2014.
-
34
3. Materiales y métodos
3.1 Enfoque de la investigación
3.1.1 Tipo de investigación
La presente investigación es descriptiva, porque se estudió las características
de la materia prima, como lo es la harina de zanahoria blanca y naranja está se
procedió para la elaboración del pan dulce cuyo resultado es el más óptimo en los
tres tratamientos cumpliendo las normativas establecidas.
3.1.2 Diseño de investigación
Se diseñó una investigación descriptiva, ya que se describió las características
de la harina por método de deshidratación, luego se comparó el porcentaje de
humedad con la NTE INEN 616, 2015.
El análisis estadístico se realizó con tablas comparativas a los tres tratamientos
de pan dulce a base de harina de zanahoria naranja (D. carota) y zanahoria blanca
(A. xanthorrhiza), aportando un valor significativo en cuanto al contenido del
compuesto bioactivo (polifenoles totales), validando dicha información.
3.2 Metodología
3.2.1 Variables
3.2.1.1. Variable independiente
• Porcentaje de la harina de zanahoria naranja.
• Porcentaje de harina de zanahoria blanca.
3.2.1.2. Variable dependiente
• Características físico-químico (humedad) en la harina de zanahoria
naranja (Daucus carota) y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza).
-
35
• Contenido de polifenoles totales a los tres tratamientos de pan dulce a
base de harina de zanahoria naranja (Daucus carota) y zanahoria blanca
(Arracacia xanthorrhiza).
3.2.2 Tratamientos
En esta investigación se utilizó tres tipos de tratamientos y un control que se
detallan a continuación en la tabla 9.
Tabla 9. Tratamiento para la elaboración de pan de zanahoria
Ingredientes T1 T2 T3
g % g % g %
Harina de trigo 180 36 180 36 180 36
Harina de zanahoria naranja
35 7 10 2 60 12
Harina de zanahoria blanca
35 7 60 12 10 2
Zumo de zanahoria blanca y naranja
110 22 110 22 110 22
Huevo 44 8,8 44 8,8 44 8,8
Azúcar 40 8 40 8 40 8
Mantequilla 35 7 35 7 35 7
Levadura 9 1,8 9 18 9 1,8
Gluten 8,5 1,7 8,5 1,7 8,5 1,7
Sal 3 0,6 3 0,6 3 06
Propionato de calcio 0,25 0,05 0,25 0,05 0,25 0,05
Fosfato de calcio 0,25 0,05 0,25 0,05 0,25 0,05
Total 500 100 500 100 500 100 Se utilizará 3 tipos de tratamientos y control que se detallan en distintas concentraciones para la elaboración. Meza, 2019
3.2.3 Diseño experimental
Por la naturaleza de la investigación es descriptiva, donde se efectuó tablas de
comparación en el programa Excel y se realizó un histograma que ayudó a la
comparación del pan a base de harina de zanahoria naranja (D. carota) y
zanahoria blanca (A. xanthorrhiza).
-
36
3.2.4 Recolección de datos
3.2.4.1. Recursos
3.2.4.1.1 Materia prima
• Harina de zanahoria naranja
• Harina de zanahoria blanca
• Harina de trigo
• Pulpa de zanahoria blanca y naranja 22%
• Huevo 8,8%
• Azúcar 8%
• Mantequilla 7%
• Levadura 1,8%
• Gluten 1,7%
• Sal 0,6%
• Propionato de calcio 0,05%
• Fosfato de calcio 0,05%
3.2.4.1.2 Equipos
• Molino manual de martillo
• Horno eléctrico de bandeja convencional (Universal)
• Balanza digital gramera (CAMRY)
3.2.4.1.3 Instrumentos y utensilios
• Tamiz (No. 70) de 212 micras
• Envases
• Cuchillos acero inoxidable
• Pelador
• Rallador
-
37
• Tabla de picar
• EPP (cofia, guantes y mascarilla)
• Bolsas de polietileno con cierre hermético
• Papel aluminio
3.2.4.2. Métodos y técnicas
3.2.4.2.1 Determinación de polifenoles totales mediante el método de Folin-
Ciocalteau en el pan a base de harina de zanahoria naranja (Daucus carota) y
zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza).
El contenido de polifenoles totales, se determinó según el método de Folin-
Ciocalteau (Espectrofotometría). Se utilizó patrones de ácido gálico para la
edificación de la curva de calibración.
Se diluyeron las muestras de acuerdo a la concentración del pan y se tomó una
alícuota en un tubo de ensayo agregándole la solución de Folin-Ciocalteau en la
cual se mantuvo en reposo por dos minutos, luego se añadió el Carbonato de
Sodio y se realizó el baño maría a una temperatura de 50 °C por un lapso de 15
minutos. Los tubos de ensayo se enfriaron brevemente recubiertos con hielo y
después de 5 minutos de inmersión, se realizó la lectura de las absorbancias en
el espectrofotómetro a una longitud de onda de 760 nm (Adeola, Kehinde,
Durodoluwa, Odunayo y Rotimi, 2018), ver anexo 6.
3.2.4.2.2 Determinación de humedad de harina de origen vegetal
Las cápsulas deben estar previamente limpias, para obtener resultados
óptimos.
Procedimiento para la determinación de humedad:
• Se pesó la cápsula, muestra y varilla en balanza analítica. La manipulación
debe hacerse con pinzas.
-
38
• Se colocó en la cápsula entre 5 a 10 g de muestra, previamente triturada y
una varilla de vidrio.
• Se introduce la cápsula en la estufa a 103 ± 2°C o a 70°C si se utiliza vacío
y se mantiene entre 3 y 6 horas, dependiendo del tipo de alimento. El uso
de vacío permite acelerar el secado y limitar las reacciones de oxidación.
• Transcurrido este tiempo, se retiró la cápsula de la estufa y se colocó en el
desecador, para proceder a pesar cuando se alcance la temperatura
ambiente.
• El secado y pesado se van repitiendo hasta que las dos pesadas
consecutivas sean constantes. En ese momento se sabrá que toda el agua
del alimento ha sido extraída.
Según la (NTE INEN 518, 1980), el contenido en agua de la muestra se calcula
por diferencia de peso y se expresa en % de humedad mediante la siguiente
ecuación:
H= m1 – m2 X 100
m Siendo:
H= contenido de humedad en porcentaje de masa.
m1= masa de la cápsula, con la muestra, antes del calentamiento, en g.
m2= masa de la cápsula, con la muestra, después del calentamiento, en g.
m= masa de la muestra, en g.
-
39
Recepción de materia prima
Limpieza
Selección
Clasificación
Pelado
Rallado
Deshidratado
Molienda
Tamizado
Envasado de la harina
Almacenado
3.2.4.2.3 Diagrama de flujo para la obtención de la harina de zanahoria
naranja y zanahoria blanca
Figura 1. Esquema para el proceso de la harina de la zanahoria naranja y zanahoria blanca Meza, 2019.
Solución de ácido cítrico al 0,01%
Zanahoria naranja y blanca
66 °C por 3 horas.
Tamiz N° 70
-
40
3.2.4.2.4 Descripción para la obtención de la harina de zanahoria naranja y
zanahoria blanca
• Recepción: Los insumos fueron adquiridos en supermercados de la
ciudad de Guayaquil.
• Limpieza: Se eliminó los residuos la zanahoria naranja (D. carota) y
zanahoria blanca (A. xanthorrhiza), consistió en la aplicación de una
solución de ácido cítrico al 0,01%; sometiéndose a una inmersión por un
tiempo aproximado de 3 min.
• Selección: Se seleccionó las zanahorias naranjas (D. carota) y
zanahorias blancas (A. xanthorrhiza) de acuerdo, a los que no cumplen
con los criterios de calidad establecidos.
• Clasificación: Se clasificó de acuerdo, a las características de categoría
III con un diámetro de 40-54 mm y una longitud de 85-124 mm con un
defecto del 10% establecida por la NTE INEN 1747, 2012.
• Pelado: Se eliminó la capa externa y raíz de la zanahoria naranja
(D. carota) y zanahoria blanca (A. xanthorrhiza).
• Rallado: Se procedió a la reducción del tamaño de la zanahoria naranja
(D. carota) y zanahoria blanca (A. xanthorrhiza).
• Deshidratado: La zanahoria naranja (D. carota) y zanahoria blanca
(A. xanthorrhiza) rallada permitió una deshidratación homogénea a una
temperatura de 66 °C por 3 horas.
• Molienda: Luego de la deshidratación se procedió a pulverizar la
zanahoria naranja (D. carota) y zanahoria blanca (A. xanthorrhiza), por
separado, pasándola por un molino manual de martillo.
-
41
Recepción de la materia prima
Pesado de la materia prima
Mezaclado
Amasado
1ra Fermentación
Boleado
2da Fermentación
Horneado
Envasado
• Tamizado: Se filtró con el propósito de separar las partículas grandes
para obtener las pequeñas (harina) con un tamiz (No. 70) de 212 micras
de acuerdo al Codex Standard 152, 1985.
• Envasado: La harina de zanahoria naranja (D. carota) y zanahoria
blanca (A. xanthorrhiza), se envasaron en fundas de polietileno de baja
densidad con cierre hermético.
• Almacenado: Se almacenó a temperatura ambiente, en este caso se
utilizó de forma inmediata.
3.2.4.2.6 Diagrama de flujo para la producción de pan a base de harina de
zanahoria naranja y zanahoria blanca
Figura 2. Esquema para la elaboración de pan a base de harina de zanahoria naranja y zanahoria blanca. Meza, 2019.
20 min.
30 min.
40 g.
1 hora.
160 °C por 40 min.
-
42
3.2.4.2.7 Descripción de la producción de pan con harina de zanahoria
naranja y zanahoria blanca
• Recepción de materia prima: Se obtuvo la harina de zanahoria naranja
y zanahoria blanca.
• Pesado: Se pesó los ingredientes: harina de trigo, harina de zanahoria
blanca, harina de zanahoria naranja, zumo de zanahoria naranja y
blanca, huevo, azúcar, mantequilla, levadura, gluten, sal, propionato de
calcio y fosfato de calcio.
• Mezclado: Se mezcló las tres harinas con distintas concentraciones,
luego se hizo un orificio para colocar los ingredientes líquidos y los
sólidos, una vez realizado se procedió a integrar poco a poco la harina
hasta que se formó una masa.
• Amasado: Seguidamente se amasó por 20 minutos hasta obtener una
consistencia elástica.
• Primera Fermentación: Totalmente cubierta con una funda de
polietileno se mantuvo en reposo por 30 minutos con el fin de impedir la
formación de costras.
• Boleado: Consistió en dividir y pesar 40 g de cada fragmento de masa
facilitando la formación de la bola, seguidamente se las colocó en
recipientes previamente engrasados.
• Segunda fermentación: Se colocó los recipientes en la parte superior
del horno, previamente precalentado para la debida fermentación, lo cual
duró 1 hora, hasta que la levadura actúe liberando dióxido de carbono
mediante el proceso de fermentación, en la cual la masa alcanzó el
tamaño debido.
-
43
• Horneado: Posteriormente se ingresó el recipiente con pan a una
temperatura de 160 °C por 40 minutos, vale recalcar que es importante
que el horno esté previamente precalentado, por lo contrario, se
observaría un pan demasiado grande, perdiendo más de lo normal la
humedad.
• Envasado: Luego se envasaron en fundas de polietileno de baja
densidad con cierre hermético
3.2.5 Análisis estadístico
Se realizó en el programa Excel tablas comparativas sobre el porcentaje de
humedad de la harina de zanahoria naranja y zanahoria blanca con la NTE INEN
616, 2015. Asimismo, a los tres tratamientos en función del compuesto bioactivo
(polifenoles totales), al pan de dulce a base de harina de zanahoria naranja
(D. carota) y zanahoria blanca (A. xanthorrhiza), evaluando cuál tiene mayor
contenido. Además, se realizó un histograma que ayudó a la comparación de los
análisis.
-
44
4. Resultados
4.1 Obtención de la harina de zanahoria naranja (Daucus carota) y zanahoria
blanca (Arracacia xanthorrhiza), por el método de deshidratación
Se ingresó 1,73 Kg de zanahoria naranja (D. carota) y 1,40 Kg de zanahoria
blanca (A. xanthorrhiza). Se puede destacar como parte fundamental que se logró
el deshidratado, obteniendo 238 g zanahoria naranja (D. carota), que equivale el
100%. En cuanto a la zanahoria blanca (A. xanthorrhiza), se mostró una reducción
de masa adquiriendo 343 g que semeja el 100%. Una vez realizado el proceso,
por medio del molino manual se obtuvo la harina de zanahoria naranja (D. carota)
y zanahoria blanca (A. xanthorrhiza), pasándolo por 3 ocasiones. Posteriormente
se filtró mediante un tamiz número 70, separando las partículas de menor y mayor
tamaño, logrando un producto final con 168 g de harina de zanahoria naranja,
alcanzando un redimiento (71%) y 168 g de harina de zanahoria blanca, con un
rendimiento (49%), proporcionando una presentación homogénea, las mismas
que fueron utilizadas para la elaboración del pan dulce. A continuación, se da
énfasis en cuanto a lo que se perdió en cada proceso, como se muestra en la
tabla 10 de la zanahoria naranja y en la tabla 11 de la zanahoria blanca.
Tabla 10. Balance de materia de zanahoria naranja Etapas del proceso Entra
g
Pierde
g
Sale
g
Selección 1726 ----- 1726
Pelado 1726 220 1506
Reducción de tamaño 1506 23 1483
Deshidratado 1483 1245 238
Molienda 238 1 237
Tamizado 237 69 168
Pérdida de peso en cada proceso de la zanahoria naranja en gramos. Meza, 2020
-
45
Tabla 11. Balance de materia de zanahoria blanca Etapas del proceso Entra
g
Pierde
g
Sale
g
Selección 1399 ----- 1399
Pelado 1339 195 1204
Reducción de tamaño 1204 14 1190
Deshidratado 1190 1533 343
Molienda 343 1 342
Tamizado 342 174 168
Reducción de peso en cada proceso de la zanahoria blanca en gramos. Meza, 2020
4.2 Análisis físico-químico (humedad) en la harina de zanahoria naranja
(Daucus carota) y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza).
El porcentaje de humedad en la harina de zanahoria naranja (D. carota), se
presentó entre (2,80%) y en la zanahoria blanca (A. xanthorrhiza), se obtuvo un
resultado (4,80%); comparando el resultado obtenido con la NTE INEN 616, 2015;
enfatizando que la humedad en harinas está comprendida en (14,5%), los
resultados se muestran en la tabla 12 y figura 3.
Tabla 12. Resultados de los análisis físico-químico (humedad)
Harina Resultados propios
%
NTE INEN 616, 2015
%
Zanahoria naranja 2,80 14,50
Zanahoria blanca 4,80 14,50
Comparación del porcentaje de humedad de la harina de zanahoria naranja y blanca con la NTE INEN 616, 2015. Meza, 2020
-
46
Figura 3. Comparación en el histograma entre la norma NTE INEN 616, 2015 y los resultados obtenidos sobre los porcentajes de humedad Meza, 2020 4.3 Elaboración de los tres tratamientos de pan dulce a base de harina de
zanahoria naranja (Daucus carota) y zanahoria blanca (Arracacia
xanthorrhiza)
Tabla 13. Tratamiento para la elaboración de pan de zanahoria
Ingredientes T1 T2 T3
g % g % g %
Harina de zanahoria naranja 35 7 10 2 60 12
Harina de zanahoria blanca 35 7 60 12 10 2
Se utilizó 3 tipos de tratamientos en distintas concentraciones para la elaboración de pan dulce. Meza, 2020
En la tabla 13, se muestra el tratamiento realizado para la elaboración de pan
de zanahoria, donde, se utilizó harina de zanahoria naranja (D. carota) y de
zanahoria blanca (A. xanthorrhiza).
En esta tesis, se realizó la sustitución parcial de la harina de trigo por harina de
zanahoria, ya que es indispensable debido a sus beneficios para la formación del
pan, destacando que es el porcentaje más alto en comparación con la harina de
Harina de zanahorianaranja
Harina de zanahoriablanca
NTE INEN 616, 2015.
Porcentaje de humedad 2,80% 4,80% 14,50%
0,00%
2,00%
4,00%
6,00%
8,00%
10,00%
12,00%
14,00%
16,00%P
orc
enta
je d
e h
uem
dad
Porcentaje de humedad
-
47
zanahoria naranja (D. carota) y zanahoria blanca (A. xanthorrhiza), esto se debe
a su mayor contenido de gluten que permite la elasticidad del pan.
La masa que se obtuvo de cada tratamiento (T1, T2, T3) fue de 500 g, donde:
En el proceso de panificación con la utilización de harina de zanahoria naranja
(D. carota) y zanahoria blanca (A. xanthorrhiza), en el T1 se logró un rendimiento
(85,18%), se obtuvo 13 panes, después de haber realizado el proceso de
horneado. Asimismo, el rendimiento del T2 fue (95,24%), obteniendo 13 panes,
mientras que en el T3, se proporcionó un rendimiento (98,43%), en la cual se
obtuvo 12 panes.
4.4 Determinación del compuesto bioactivo (polifenoles totales) a los tres
tratamientos de pan dulce a base de harina de zanahoria naranja (Daucus
carota) y zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza)
En la tabla 14, se muestra los resultados obtenidos en cuanto a polifenoles
totales del pan de dulce a base de harina de zanahoria naranja (D. carota) y
zanahoria blanca (A. xanthorrhiza), de este modo el T2 corresponde el contenido
más bajo con (1153 mg), mientras que en el T3 se muestra con el contenido más
alto, lo cual comprende (3297 mg) y en el T1 proporcionando (1550 mg), con una
aportación intermedia dentro de los tres tratamientos, en cuanto a polifenoles
totales.
Tabla 14. Contenido de polifenoles totales en los tres tratamientos
T1
mg EAT/kg de muestra
seca
T2
mg EAT/kg de muestra
seca
T3
mg EAT/kg de muestra
seca
1550 1153 3297
Resultados de polifenoles totales. Meza, 2020
-
48
Con respecto a la comparación de polifenoles en los tres tratamientos en la
figura 4 se observa que, el T3 es el de mayor contenido en cuanto a polifenoles
totales, dando como resultado con menor contenido en el T1 y T2.
Figura 4. Punto de comparación de los tres tratamientos de pan a base de harina de zanahoria naranja y blanca Meza, 2020
7% harina de Zn y 7% ZbT1
2% harina de Zn y 12% ZbT2
12% harina de Zn y 2% ZbT3
mg EAT/kg 1550 1153 3297
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
mg
EAT/
kg d
e m
ues
tra
seca
Polifenoles totales
-
49
5. Discusión
Por medio del presente trabajo de investigación se realizó el proceso de
panificación utilizando 1,73 kg de zanahoria naranja (D. carota) y 1,40 kg de
zanahoria blanca (A. xanthorrhiza). Las harinas obtenidas duraron en un lapso de
3 horas a una temperatura de 66 °C; a través del proceso de deshidratación por
convección, molienda y tamizado. Donde, se obtuvo 168 g con un rendimiento
(71%) harina de zanahoria naranja (D. carota) y 168 g con un rendimiento (49%)
harina de zanahoria blanca (A. xanthorrhiza), de esta forma se mantiene la vida
útil del producto aportando un valor agregado en la producción de pan, porque
según lo que manifiesta Beltrán y Veloz (2014), la temperatura óptima del
deshidratado en zanahorias es de 55°C, con la intención de conservar el producto
por mucho más tiempo. De esta manera, Pérez, Feregrino, Ramírez y Jiménez
(2019), menciona que los compuestos de polifenoles, se mantiene en cadencia
mayormente mediante la deshidratación convencional.
De esta forma, se logró los porcentajes más bajos obteniendo (2,80 y 4,80%)
de humedad, siendo la harina de zanahoria naranja (D. carota) y zanahoria blanca
(A. xanthorrhiza) aceptables, conforme a lo establecido por NTE INEN 616, 2015;
adquiriendo resultados positivos, mientras que Mejía y Quintanilla (2018), realizó
análisis de humedad en la harina de zanahoria, en la cual fue deshidratado a una
temperatura de 60°C, reflejando (2,53%), valores similares a los obtenidos.
Para la elaboración de los tres tratamientos de pan dulce a base de harina de
zanahoria naranja (D. carota) y zanahoria blanca (A. xanthorrhiza), se utilizó
diferentes porcentajes: T1 (7% zn, 7% zb); T2 (2% zn, 12% zb); T3 (12% zn, 2%
zb), se mezcló con otros ingredientes, no obstante que la harina de trigo fue el
patrón clave en los tres tratamientos con el 36%, obteniendo resultados
-
50
favorables. De acuerdo, a Plúa et al., (2011), estimó que al sustituirlo con el 15%
de harina de zanahoria amarilla, obtuvo resultados factibles. Sin embargo, según
Cobo et al., (2013), manifiesta que sustituyendo el 10 y 20% no favoreció,
interpretando que se mostró una apariencia pegajosa y su manejo no fue factible.
En cuanto a los análisis de polifenoles totales, se considera que el T3 tiene
mayor contenido de polifenoles totales (3297 mg/kg), mientras que el T1 (1550
mg/kg) y T2 (1153 mg/kg) en menores cantidades. En el estudio realizado por
Santana, Pérez, Velázquez, Cisnero y Jacobo (2016), muestra que los panes
mezclado con harina de zanahoria, obtuvo (2530-3846 mg/kg), resultados que se
pueden comparar con lo obtenido, que son valores similares; también mencionó
que podría ser de gran ayuda en la prevención de enfermedades crónicas. Según
Kamiloglu et al. (2017), manifiesta que al adicionar harina de zanahoria,
obtuvieron aumentos significativos proporcionando (54-202 mg/g), en cuanto al
contenido total de polifenoles, lo cual menciona que podría aumentar el valor
nutricional del pan. Los polifenoles totales no tienen ninguna función nutricional
conocida, pero si es muy importante debido a su pontencial de actividad
antioxidante en la cual desempeña un papel importante para la salud (Sharma,
Karki, Thakur y Attri, 2012). De esta manera, Navarro, Periagoa y García (2017),
confirma que consumir más (600 mg) de polifenoles, tiene un efecto preventivo
frente a los padecimientos de las enfermedades crónicas no infecciosas, tales
como, problemas cardiovasculares y diabetes, es decir, que al consumir
polifenoles más de lo indicado es beneficioso, empleando efectos positivos para
mantener una buena calidad de vida en cuanto a salud, siempre y cuando
manteniendo hábitos de una vida saludable. Por esta razón se estima que los tres
-
51
tratamientos realizado para la elaboración de pan dulce a base de harina de
zanahoria naranja y blanca está dentro de lo requerido.
-
52
6. Conclusiones
Una vez realizada la investigación e interpretación de los resultados, se
manifiestan las siguientes conclusiones de acuerdo a los objetivos propuestos.
Se obtuvo la harina de zanahoria naranja (D. carota) y harina de zanahoria
blanca (A. xanthorrhiza), esta harina es de parámetro cuantificable, debido a que
se pudo producir panes con rendimiento, en el T1 (85,18%), T2 (95,24%) y T3
(98,43%).
Se calculó el porcentaje de humedad en la harina de zanahoria naranja (D.
carota) y harina de zanahoria blanca (A. xanthorrhiza). Se encontró que contiene
un aproximado de 2,80 y 4,80% de humedad. Si el límite máximo establecido por
la NTE INEN 616, 2015 es de un 15%, la muestra se encuentra dentro del límite
del porcentaje de humedad permitido, por lo tanto, fue la adecuada para el proceso
de panificación.
La determinación de los tres tratamientos con diferentes porcentajes para la
elaboración de pan a base de harina de zanahoria naranja (D. carota) y zanahoria
blanca (A. xanthorrhiza), dieron resultados positivos para la panificación, porque
se cumplió con éxito debido a que se sutituyó el 14% de harina de zanahoria, no
obstante que la harina de trigo fue el patrón clave en los tres tratamientos con el
36%.
Los tres tratamientos tienen un aporte significativo en cuanto a polifenoles, ya
que se encuentra dentro del rango en función con otros estudios realizados,
proporcionando valores significativos en los panes, porque al consumir más (600
mg) acompañado de hábitos de una vida saludable, suministra beneficios
preventivos frente a padecimientos de las enfermedades crónicas no infecciosas,
tales como, problemas cardiovasculares y diabetes.
-
53
7. Recomendaciones
Controlar el tiempo y la temperatura, para comprobar mediante análisis los
nutrientes que aportan en el pan, implementando estos dos tipos harina de
zanahoria naranja (D. carota) y zanahoria blanca (A. xanthorrhiza).
Se recomienda determinar la vida útil de la harina de zanahoria naranja (D.
carota) y zanahoria blanca (A. xanthorrhiza).
Se puede evaluar la dureza y textura del pan mediante un panel entrenado.
Con respecto a los polifenoles totales en panes, se debería hacer una
evaluación toxicológica.
-
54
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