TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

Instituto Tecnológico de Villahermosa

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE VILLAHERMOSA

DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN

DISEÑO Y ELABORACIÓN DE HARINA INTEGRAL DE CALABAZA

“Cucurbita lundelliana” PARA CONSUMO HUMANO

TESIS

QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:

MAESTRA EN INGENIERÍA

P R E S E N T A :

ING. ALICIA SOSA MEDINA

DIRECTORA:

DRA. ROSA MARGARITA HERNÁNDEZ VÉLEZ

VILLAHERMOSA, TABASCO. NOVIEMBRE 2016.

Agradecimientos

A mi Padre celestial que me sostiene y enseña con mucho amor y paciencia.

A mi amado esposo e hijos por ser mi vida y aliento.

A mi hermosa familia a quien amo entrañablemente.

A mis maestros quienes me apoyaron para el desarrollo, revisión y culminación de este trabajo por todo lo aprendido y su gran calidad humana.

Al Instituto Politécnico Nacional y a mi querida amiga Sofía por su valioso apoyo.

A mi directora de tesis por su profesionalismo, dedicación e interés

por el desarrollo profesional y por ser un gran ejemplo a seguir.

Al Instituto Tecnológico de Villahermosa a las autoridades y compañeros de trabajo por todas las facilidades y amistad brindadas.

ÍNDICE

ÍNDICE DE FIGURAS ...... iii ÍNDICE DE TABLAS ...... v RESUMEN ...... vi ABSTRAC ...... vii INTRODUCCIÓN ...... 1 OBJETIVOS ...... 7 Objetivo general ...... 7 Objetivos específicos ...... 7 CAPITULO 1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS ...... 8 1.1 La calabaza ...... 8 1.1.1. Producción de la calabaza a nivel mundial y en México...... 11 1.1.2 Propiedades nutrimentales de la calabaza ...... 13 1.1.3 Usos de la calabaza ...... 14 1.2 Harinas fuente de alimentación ...... 15 1.2.1 Las nuevas harinas en el mercado y su aceptación...... 17 1.2.2 Caracterización de las principales harinas en el mercado ...... 18 1.3 Recomendaciones diarias de nutrientes para el ser humano...... 20 1.4 Proceso para la elaboración de harinas ...... 23 1.5 Fundamentos para la caracterización...... 28 1.5.1 Fundamentos para la caracterización FTIR ...... 28 1.5.2 Fundamentos para la caracterización por absorción atómica...... 29 1.5.3 Fundamentos para la caracterización nutrimental (proximal)...... 29 1.5.4 Fundamentos para la caracterización microbiológica ...... 32 CAPÍTULO 2. METODOLOGÍA ...... 34 2.1 Elaboración de la harina ...... 34 2.1.1 Diseño del modelo de obtención de la harina de calabaza ...... 34 2.1.2 Recepción y selección de materia prima...... 35 2.1.3 Lavado y desinfección...... 36 2.1.4 Cortado...... 36 2.1.5 Secado...... 36

2.1.6 Molienda...... 37 2.1.7 Cribado...... 38 2.1.8 Envasado...... 38 2.2 Análisis fisicoquímicos ...... 38 2.2.1 Caracterización de la harina (FT- IR)...... 38 2.2.2 Caracterización de minerales (absorción atómica)...... 40 2.2.3 Caracterización de la harina (análisis proximales)...... 41 2.2.4 Determinación de humedad...... 42 2.2.5 Determinación de pH...... 42 2.2.6 Determinación de la calidad microbiológica ...... 43 CAPITULO 3. RESULTADOS ...... 44 3.1 Elaboración de la harina de calabaza ...... 44 3.2 Resultados de los espectros de la harina de calabaza utilizando FTIR...... 45 3.3 Determinación de minerales por absorción atómica ...... 57 3.4 Análisis proximales de la harina de calabaza ...... 59 3.5 Resultados de la calidad microbiológica ...... 60 DISCUSIÓN DE RESULTADOS ...... 62 CONCLUSIONES ...... 65 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFÍCAS ...... 67 Anexo A. Propuesta de las operaciones unitarias y selección de equipo para la elaboración de harina de calabaza a nivel industrial...... 73

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Muestra de los diferentes grupos del género Cucurbita...... 10 Figura 2. Diagrama de flujo del proceso para la obtención de harina de calabaza...... 34 Figura 3. Selección de materia prima ...... 35 Figura 4. Corte y separación de componentes ...... 36 Figura 5. Secado de componentes ...... 37 Figura 6. Molienda de componentes ...... 37 Figura 7. Tamizado después de la molienda...... 38 Figura 8. Procedimiento para la caracterización FTIR (pastilla con KBr) ...... 39 Figura 9. Procedimiento para la caracterización FTIR (película) ...... 40 Figura 10. Determinación de metales por absorción atómica ...... 41 Figura 11. Determinación de humedad en muestras ...... 42 Figura 12. Determinación de pH ...... 43 Figura 13. Harina integral de calabaza Cucurbita lundelliana ...... 45 Figura 14. Muestra 1P. Pulpa grado de madurez 1 mes...... 46 Figura 15. Muestra 1C. Cáscara grado de madurez: 1 mes ...... 47 Figura 16. Muestra 1S. Semilla grado de madurez 1 mes con diclorometano...... 48 Figura 17. Muestra 1S. Semilla grado de madurez 1 mes con hexano...... 49 Figura 18. Muestra 6P1. Pulpa grado de madurez 6 meses ...... 50 Figura 19. Muestra 6P2. Pulpa grado de madurez 6 meses ...... 50 Figura 20. Muestra 6C. Cáscara grado de madurez 6 meses ...... 51 Figura 21. Muestra 6S. Semilla grado de madurez 6 meses utilizando diclorometano...... 52 Figura 22. Muestra 6S. Semilla grado de madurez 6 meses utilizando hexano. ... 53 Figura 23. Muestras comparativas de cáscara de 1 y 6 meses (1C) y (6C) ...... 54 Figura 24. Muestras comparativas de pulpa de 1 y 6 meses (1P) y (6P) ...... 54 Figura 25. Muestras comparativas de semilla de 1 y 6 meses (1S) y (6S) ...... 55 Figura 26. Equipo de rodillo dentado para trituración primaria...... 73

iii

Figura 27. Equipo quebrador de rodillos para trituración secundaria...... 74 Figura 28. Secador vertical convectivo...... 75 Figura 29. Cortadora de cuchillas rotatorias con tamiz...... 75 Figura 30. Diagrama de flujo del proceso industrializado propuesto...... 76

iv

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Clasificación taxonómica de la calabaza ...... 9 Tabla 2. Producción agrícola de calabaza en el sureste mexicano...... 12 Tabla 3. Producción agrícola en Tabasco en 2014 ...... 13 Tabla 4. Composición bromatológica de la calabaza de castilla (100g) ...... 14 Tabla 5. Comparación de diferentes tipos de harinas ...... 19 Tabla 6. Comparación de contenido de minerales en diferentes tipos de harinas 20 Tabla 7. Cantidades recomendadas de nutrientes para el ser humano ...... 22 Tabla 8. Resultados de pH y humedad en la harina de calabaza ...... 45 Tabla 9. Grupos funcionales de la harina de calabaza ...... 56 Tabla 10. Contenido de minerales en la harina de calabaza ...... 57 Tabla 11. Comparación de minerales en diferentes tipos de harinas comerciales 58 Tabla 12. Resultados del análisis nutrimental de la harina integral de calabaza . 59 Tabla 13. Comparación del contenido nutrimental de diferentes harinas comerciales ...... 60 Tabla 14. Resultados de los análisis microbiológicos de la harina de calabaza ... 61

v

RESUMEN

Las harinas son la base principal de diversos productos alimenticios sin embargo el consumo excesivo de éstas puede ocasionar trastornos como desnutrición y obesidad. El objetivo de este proyecto fue elaborar y conocer el contenido nutrimental de una harina obtenida a partir de la calabaza “Cucurbita lundelliana”, que se produce en el Estado de Tabasco. El fruto para la elaboración de la harina se adquirió en los distintos mercados de la Ciudad de Villahermosa, se adquirieron frutos de 1 y 6 meses de corte, los cuales se trozaron, se separaron y se sometieron al proceso de secado y molienda. Posteriormente se caracterizó la harina proveniente de los diferentes componentes del fruto (pulpa, semilla y cáscara) mediante la técnica de espectroscopía infrarroja. La determinación de minerales se realizó por absorción de flama. Se realizaron análisis proximales para conocer el contenido nutrimental de la harina y análisis microbiológicos para determinar la inocuidad del producto, siguiendo los lineamientos de las normas mexicanas correspondientes. Los resultados obtenidos del análisis de espectroscopia infrarroja demostraron la presencia de grupos funcionales como sales de ácido carboxílico di o polihidroxilados en la pulpa. En la semilla sobresalen las cadenas alifáticas de éster posiblemente insaturada, grupos amino y ácidos carboxílicos unidos a éster o cetonas. En la cáscara se detectaron grupos hidroxi y amino, grupos alquilo y esteres o cetonas. No se apreciaron diferencias de grupos funcionales al variar al grado de madurez del fruto. El contenido de minerales fue de: fierro 167, calcio 1814.5, magnesio 2105.16, zinc 29.83, sodio 1841.5 y potasio 55361.16 en mg/kg. En cuanto al contenido nutrimental se encontró que la harina integral de calabaza preparada combinando cada una de las harinas de cascara, pulpa y semilla previamente elaboradas, contiene 286.2 kcal/100g, 47.0% de hidratos de carbono, 12.6 % de proteínas, 21.1 % de azúcares totales, 5.30% de grasa, 21.1% de fibra y 6.94 g/100mg de cenizas. Los análisis microbiológicos demostraron la ausencia de microorganismos patógenos como Salmonella. Los valores de los microorganismos indicadores de contaminación como la cuenta de bacterias mesofílicas aerobias y de coliformes totales se encontró dentro de los límites máximos permitidos por la norma oficial mexicana (NOM-247-SSA1-2008), sólo la cuenta de hongos y levaduras obtenida a partir de la semilla y la pulpa presentaron valores arriba de lo establecido por la norma. Estos microorganismos pueden acortar la vida de anaquel del producto, debido a ello se recomienda incrementar las buenas prácticas de manufactura durante la elaboración y almacenamiento. Se concluye que la harina integral de la calabaza es un producto nutritivo que contiene un alto porcentaje de fibra, proteínas y minerales que incluso en su mayoría presentan valores superiores al de otras harinas comerciales, por lo que representa una buena alternativa para el consumo en humanos, dándole un valor agregado a este cultivo de la región.

vi

ABSTRAC

Flours are the main basis of various food products, however the excessive consumption of these can cause disorders such as malnutrition and obesity. The objective of this project is to elaborate and to know the nutritional content of flour obtained from the pumpkin "Cucurbita lundelliana", which is produced in the state of Tabasco. The fruit for the flour preparation was acquired in the different markets in the City of Villahermosa. For its preparation, fruits of 1 and 6 months cut were used, which were cut, separated and subjected to the drying and milling process. Subsequently the flour from the different components of the fruit (pulp, seed and husk) were characterized by the technique of infrared spectroscopy. Mineral determination was performed by flame absorption. Proximal analyzes were performed to know the nutritional content of the flour and microbiological analysis to determine the safety of the product, following the guidelines of the corresponding Mexican regulations. The results obtained from the infrared spectroscopy analysis showed the presence of functional groups such as di- or polyhydroxylated carboxylic acid salts in the pulp. In the seed the aliphatic chains of possibly unsaturated ester, amino groups and carboxylic acids attached to ester or ketones protrude. Hydroxy and amino groups, alkyl groups and esters or ketones were detected in the shell. There were no differences in functional groups as they varied to the degree of maturity of the fruit. The mineral content was: iron 167, calcium 1814.5, magnesium 2105.16, zinc 29.83, sodium 1841.5 and potassium 55361.16 in mg / kg. As regards the nutritional content, it was found that the whole gourd flour prepared by combining each of the pre-prepared husk, pulp and seed flours contains 286.2 kcal / 100 g, 47.0% carbohydrates, 12.6% proteins, 21.1% Total sugars, 5.30% fat, 21.1% fiber and 6.94 g / 100mg ash. Microbiological analyzes demonstrated the absence of pathogenic microorganisms such as Salmonella. The values of the microorganisms indicators of contamination indicated that the aerobic mesofilic bacterias counts and the total coliforms group were within the maximum limits allowed by the official Mexican standard (NOM- 247-SSA1-2008, only the count of fungi and yeasts obtained from the seed and pulp presented values above the established by the norm. These microorganisms can shorten the shelf life of the product, therefore it is recommended to increase good manufacturing practices during processing and storage. It is concluded that the whole meal of the pumpkin is a nutritive product that contains a high percentage of fiber, proteins and minerals that even in the majority present values superior to the one of other commercial flours, reason why it represents a good alternative for the consumption in humans, giving added value to this crop of the region.

vii

INTRODUCCIÓN

El sobrepeso y la obesidad se han convertido en uno de los factores de riesgo de salud púbica más importante en nuestro país, en donde el consumo energético promedio es de 3145 kilocalorías por persona al día, uno de los índices más elevados del mundo. Ya desde el 2008, 71.3 % de los adultos mexicanos padecía esta condición, con una prevalencia ligeramente elevada en las mujeres. Los adultos mayores de 60 años en México mostraban una prevalencia de sobrepeso y obesidad de casi 28 % lo cual es sumamente preocupante, ya que era mayor a la observada en Estados Unidos, donde alcanzaba 22.9 % y también mayor a la de algunos países de Latinoamérica y el Caribe, donde alcanzaba sólo 9.6 %; incrementándose los factores de riesgo para enfermedades crónicas no transmisibles como la obesidad troncal, la hipercolesterolemia, e hipertensión arterial (Shamah et al., 2008). En noviembre de 2016 la Secretaría de Salud emitió la declaratoria de emergencia sanitaria por una enfermedad no infecciosa, la obesidad y diabetes debido a que el 71.2% de la población sufre de sobrepeso y el 9.2% padece diabetes (Proceso, 2016).

Otro de los problemas importantes de salud de la población es la elevada prevalencia de anemia que es cuatro veces mayor a la encontrada en la población mexicana que vive en Estados Unidos de América, la cual es comparable a la de países africanos que sufren condiciones de pobreza y marginación mayores a las de México. El incremento de la prevalencia de anemia conforme aumenta la edad se puede vincular con dietas insuficientes en micronutrientes, y en el deterioro de la capacidad para absorber hierro, folato y vitamina B12 (Shamah et al., 2008).

En 2012 en México el 23.3 % de niños entre 1 y 4 años, así como el 7.7% de mujeres adolescentes y el 3.6% hombres padecían anemia. Por lo cual se recomienda ampliar la distribución y consumo de micronutrientes en niños y

1

mujeres así como incentivar la ingesta de alimentos ricos en hierro (De la Cruz, et al., 2013).

La anemia por deficiencia de hierro se considera la principal carencia de nutrientes en México y el resto del mundo (Shamah et al., 2012).

Por lo que , en la actualidad se vislumbra la necesidad cada vez más apremiante por consumir alimentos que además de su función nutritiva básica aporten propiedades fisiológicas beneficiosas y reduzcan el riesgo de contraer enfermedades crónicas. La dieta normal de ingredientes naturales que aporten beneficios para lograr una ingesta diaria suficiente de proteínas, minerales, ácidos grasos y vitaminas puede mejorar la salud de la población.

Para la prevención y control del peso es importante incrementar los esfuerzos por promover una alimentación saludable centrada en alimentos nutritivos y preparaciones tradicionales y buscar formas de orientar a la población a hacer elecciones saludables cuando consuman alimentos industrializados en los cuales el contenido de azúcar, grasa, sodio y su densidad energética total suelen ser elevados y perjudiciales a la salud (Lozano et al., 2013). Así pues se deduce que el consumo de alimentos elaborados a partir de harinas refinadas con alto contenido de carbohidratos y azúcar puede estar contribuyendo al incremento de peso en la población.

En el mercado alimenticio encontramos diversos tipos de harinas elaboradas a base de trigo, maíz, centeno, arroz, papa, avena y plátano entre otras, cuyo principal aporte son energía y carbohidratos, por lo que se están buscando nuevas alternativas con otros productos agrícolas como el nopal, linaza y la quinoa entre otros. Se han desarrollado mezclas de harina de trigo y sorgo encontrando buena calidad nutrimental comparable a los productos de panificación con harina de trigo (Surco et al., 2010). También se han descrito harinas combinadas con nopal, las almendras y el amaranto (Giraldo et al., 2006), se han elaborado harinas fortificadas, adicionadas con vitaminas, calcio, ácido fólico y hierro (Sanabria y

2

Tarqui, 2007), incluso existe la propuesta de harina de lombriz (Eisenia foetida) por su alto contenido en aminoácidos esenciales, la lombriz roja californiana podría constituir una solución a los problemas nutricionales y ecológicos de algunos países en vías de desarrollo (Rendón et al., 2003).

En este trabajo se propone incorporar a la dieta diaria, productos elaborados a partir de la harina de calabaza representando una opción innovadora y la oportunidad para estimular la industria agroalimentaria a partir de un producto tradicional que ha estado a la sombra de los grandes cultivos pero con un importante potencial nutrimental que puede contribuir en la meta de erradicar la desnutrición y el sobrepeso.

La harina integral de Cucurbita lundelliana para el consumo humano presentaría ventajas nutrimentales en comparación con las harinas tradicionales por ser libre de gluten, tener un alto contenido protéico, excelente aporte en fibra soluble, menor cantidad de carbohidratos, aportando minerales esenciales como Fe, Ca, K, Mg y Zn así como aceites esenciales del grupo oleico-linoleico y aminoacidos esenciales (Ponka et al., 2015).

Glew et al., 2006 demuestran que la calabaza tiene un alto contenido proteico, ácidos grasos, minerales y betacarotenos precursores de la vitamina A, fibra soluble y propiedades antioxidantes requeridos en la dieta de los seres humanos.

Rodríguez et al., 2012 determinaron las propiedades funcionales en la semilla de la calabaza Cucúrbita peppo y muestran que por su alto contenido protéico y aceites, representan una potencial alternativa en la industria alimentaria.

Existen datos sobre la composición mineral de carboxilpolisacarido de la pared celular de la calabaza, que muestran que la biopectina tiene un alto contenido de minerales principalmente calcio y magnesio, sodio, potasio, fierro, plomo y cobre entre otros minerales (Kamnev et al., 1997).

3

Rodríguez et al., 2006 realizó estudios analíticos y de preformulación de un sólido pulverulento obtenido a partir de las semillas de Cucurbita moschata Duch en donde demuestra que el ingrediente activo obtenido presenta propiedades físicas, químicas y tecnológicas que permiten su utilización en la elaboración de formas farmacéuticas con acción antihelmíntica.

Lucas et al., 2015 reportaron que la almendra de la calabaza hedionda (Apodanthera undulata), tiene una alta concentración de grasa y proteína mayor al 75%, el cual presenta una buena disponibilidad, la digestibilidad in vitro fue mayor al 70%. También encontraron que los factores tóxicos naturales analizados como acido fítico, no representan ningún riesgo ya que se encuentra debajo del nivel de 2% en peso de la semilla y dentro del rango que tienen los cereales y leguminas convencionales. Los inhibidores de tripsina se encuentran en cantidades menores a los permitidos (10 UTI/mg); las saponinas tampoco representan ningún problema de toxicidad encontrándose por debajo del límite con el método aplicado. El índice de yodo indicó que tanto la grasa cruda, como el aceite refinado se encuentran dentro del grupo “oleico-linoleico”, lo anterior indica que se podría usar con fines comestibles.

Ekpedeme et al, 1999, encontraron que la mayor cantidad de minerales esenciales como fierro, calcio, magnesio, zinc, fosforo, sodio, potasio y cobre , al igual que antinutrientes como oxalatos, cianuros, tianinos y filatos se incrementaban sustancialmente en harinas elaboradas con semillas de calabaza buido (Telfairia occidentalis ) de edad de 8 a 32 semanas. Así mismo al disminuir la humedad incrementando la madurez en las semillas, la proteína cruda se mantuvo en el mismo valor, la grasa incrementó significativamente, la fibra cruda incremento ligeramente y los carbohidratos disminuyeron significativamente.

Ponka et al., 2015 determinaron el contenido de proteínas, minerales y aminoácidos en diferentes platillos tradicionales del norte de Camerún preparados a base de calabaza Cucurbita máxima Duch, encontrando importantes

4

aportaciones en minerales como K (1290-2753 mg/100 g), Ca (150-60.3 mg/100 g), Mg (80.4-131.9 mg/100 g), Fe (4.3- 8.5 mg/100 g), así como proteínas (2.2 a 5.1 %). aminoácidos esenciales (138.2 a 278.2 mg/g de proteína), y aminoácidos no esenciales (455.8 a 500.5 mg/g de proteína).

Saucedo et al., en 2011, caracterizaron los aceites de semilla de calabaza de las especies máxima, peppo y moschata por medio reflexión atenuada y espectroscopía infrarroja identificando 23 grupos funcionales en un rango de 3016 a 639 cm-1 así como su modelo de vibración y su frecuencia nominal.

México es uno de los principales productores de calabaza a nivel mundial. En el sureste mexicano predomina la variedad Cucurbita lundelliana que se cultiva principalmente en los estados de Tabasco, Campeche, Yucatán y Quintana Roo. Este cultivo prospera en altitudes cercanas al nivel del mar, generalmente en bosques tropicales perennifolios y subperennifolios y sobre todo en la vegetación secundaria derivada. También es posible encontrarla en vegetación riparia y como arvense en cultivos de milpa mecanizada (Lira et al., 2009).

De acuerdo a los datos publicados por SAGARPA, en 2014 en el Estado de Tabasco se sembraron 5,826.5 hectáreas de calabaza, de las cuales sólo 2,449 hectáreas se cosecharon, debido a que 3,377.5 fueron siniestradas en las grandes inundaciones que se presentaron, obteniendo una producción de 668.05 toneladas con un rendimiento de 0.27 ton/hectárea, con un precio medio rural de 25,871.57 pesos por tonelada, por lo cual el valor total de la producción fue de 16, 615 450 pesos. Este cultivo ocupa el tercer lugar estatal en cuanto a superficie sembrada, después del maíz y sorgo y el octavo lugar en cuanto al valor de la producción estatal. Los municipios con mayor producción son Balancán, Tenosique, Emiliano Zapata, Jonuta y Centro (SAGARPA, 2014). El uso principal que se le da a este fruto está básicamente centrado en la comercialización de su semilla, aunque se utiliza también ampliamente para la elaboración de dulces típicos. En el Estado los productores acostumbran

5

desperdiciar la pulpa y la cáscara reintegrándola a la tierra, lo cual no genera ingresos económicos significativos, en el mejor de los casos llegan a formar parte de la alimentación de animales domésticos y de granja.

La calabaza es una fuente útil de muchos nutrientes esenciales para los seres humanos por su alto contenido en proteínas y ácidos grasos esenciales como el ácido linoleíco y minerales, pero representa además una buena fuente de fibras solubles que ofrecen valor de saciedad (FAO, 2011).

En este trabajo la elaboración de una harina integral a partir de la calabaza Cucurbita lundelliana” que se produce en Tabasco, representa una buena alternativa nutrimental para consumo humano, que permitirá a su vez incrementar la economía de los productores del estado dándole un valor agregado a este fruto.

6

OBJETIVOS

Objetivo general

Diseñar el proceso de obtención y elaboración de una harina integral a partir de calabaza “Cucurbita lundelliana” como una propuesta nutrimental para consumo humano.

Objetivos específicos

• Diseñar el proceso de elaboración de una harina integral de calabaza a partir de la especie “Cucurbita lundelliana”

• Caracterizar la harina integral de calabaza “Cucurbita lundelliana” y de cada uno de sus componentes (pulpa, semilla y cáscara) mediante espectroscopia IR y absorción atómica.

• Determinar el análisis nutrimental del producto obtenido mediante análisis bromatológicos y fisicoquímicos.

• Determinar la calidad microbiológica del producto.

7

CAPITULO 1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

1.1 La calabaza

La calabaza es una planta rastrera o trepadora de la familia Cucurbitacea que tiene hasta 10 m de longitud con hojas verdosas provistas de profundos lóbulos y un tallo semicubierto de pelillos, sus flores son de forma cónica y miden hasta 10 cm. Algunas variedades producen frutos generalmente grandes y protegidos por una corteza firme, los cuales varían de tamaño, forma y color entre cada especie. Las semillas o pepitas de calabaza son de cáscara aplanada, lisa y clara, su interior regularmente es color verde oscuro u olivo (Financiera Rural, 2011).

En la clasificación taxonómica se encuentran 11 especies de calabaza, entre las más conocidas que se cultivan en México, la más popular es la Cucurbita pepo, es cosechada tierna, la conocemos como calabacita; la segunda especia es la calabaza de castilla (Cucurbita moschata), se utiliza ampliamente para dulces y se aprovechan las pepitas enteras o molidas, calabaza pipiana (Cucurbita argyosperma), de la cual se consumen principalmente las semillas, la chilacayote (Cucurbita ficifolia), se consume como verdura si es tierna o para dulces cuando madura y finalmente la calabaza kabosha (Cucurbita máxima), de piel verde moteada con firme pulpa anaranjada es ideal para postres o platos salados (Lira et al., 2009).

La especie Cucurbita lundelliana se distribuye desde el sur de México, Tabasco y sur de Campeche, Yucatán y Quintana Roo hasta Centroamérica, cuando menos hasta Nicaragua (Lira et al., 2009). Se le conoce comúnmente como calabaza de coyote, calabaza de monte, calabaza silvestre, chihua o ayote de caballo. Es una planta herbácea rastrera a trepadora vigorosa y de ciclo anual. Sus frutos tienen un tamaño mediano entre 8.5-13 × 5-9 cm, subglobosos a ovoides, lisos, de color verde claro con manchas y franjas delgadas longitudinales blancas a crema,

8

tornándose blanquecino a pardo claro u oscuro al secar. El color de sus semillas la caracterizan de otras especies, azul-verdoso-grisáceo (SIAP, 2015). En la tabla 1 se observa la clasificación taxonómica de la calabaza perteneciente a la familia de las Cucurbitaceae.

Tabla 1. Clasificación taxonómica de la calabaza

Reino Plantae División Magnoliophyta Clase Magnoliopsida Orden Cucurbitales Familia Cucurbitaceae Género Cucurbita Especie spp.

Fuente: Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP, 2015)

La calabaza es uno de los cultivos cuya presencia a lo largo de la historia de los pueblos americanos la han convertido no solo en un alimento tradicional, sino también en un elemento cultural, apenas comparable con otros productos como el maíz, el frijol y el chile. Durante largo tiempo, el origen de la calabaza y calabacita fue un tema controvertido, hasta que restos arqueobotánicos mostraron la evidencia abrumadora de que todas las variedades del genero Cucurbita son originarias de América.

La mayoría de las calabazas del género Cucurbita que se consumen en el mundo tienen su origen en especies que fueron domesticadas en México. La calabaza es la primera planta cultivada en Mesoamérica, cuya fecha más antigua es de hace unos 10,000 años, y desde entonces es fundamental dentro de la dieta mexicana. En la época prehispánica la calabaza fue apreciada sobre todo por sus semillas o pepitas pues representan una fuente de proteínas y son susceptibles de almacenarse por periodos prolongados de tiempo sin sufrir deterioro.

La calabaza es uno de los vegetales de mayor importancia en México, primordialmente se utiliza como alimento tanto en Latinoamérica como en otras

9

regiones del mundo donde ha sido introducida. Se distribuye desde Estados Unidos hasta Argentina, principalmente en regiones tropicales y subtropicales (Lira et al., 2009).

La literatura muestra las siguientes variedades de calabaza C. andreana , C. argyrosperma, C. californica, C. cordata, C. cylindrata,C. digitata, C. ecuadorensis, C. ficifolia, C. foetidissima, C. fraterna, C. galeottii, C. gracilior, C. kellyana, C. lundelliana, C. martinezii, C. maxima, C. moorei, C. moschata, C. okeechobeensis,C. palmata, C. palmeri, C. pedatifolia, C. pepo, C. radicans, C. scabridifolia, C. sororia, C. texana. La especie Cucurbita lundelliana ha sido mencionada en la literatura como un vínculo importante por su capacidad para hibridizar entre las especies silvestres y las cultivadas e incluso como ancestro de C. moschata. Aunado al hecho de ser moderada a fuertemente resistente a algunas enfermedades de importancia como el virus Cucumber mosaic y el Tobacco ringspot, así como su capacidad para habitar suelos de drenaje deficiente, son argumentos para que se le considere como una fuente potencial de genes para el mejoramiento de las especies cultivadas (Lira et al., 2009). En la figura 1 se observan algunas de las especies cultivadas en México, las formas y colores van variando también con el grado de madurez.

Figura 1. Muestra de los diferentes grupos del género Cucurbita.

10

1.1.1. Producción de la calabaza a nivel mundial y en México.

Datos estadísticos reportados por la FAO indican que en los últimos 10 años la producción mundial de calabaza se ha ido incrementando. Asia produjo el 63.4 % de la producción mundial, en segundo lugar se encuentra Europa con el 14.5 %, América ocupa el tercer lugar en producción con el 12.2 % y le siguen África con el 8.6 % y Oceanía con el 1.2 % (FAOSTAT, 2016).

Los cinco principales productores de calabaza a nivel mundial durante ese periodo fueron, China Continental que produjo en promedio 6 315,454 millones de toneladas de calabaza zapayo y confitera. India produjo 4 015,711 millones de toneladas, la Federación Rusa con 1 080,900 toneladas, Estados Unidos con aproximadamente 800,540 mil toneladas y Ucrania con 716,049 mil toneladas (FAOSTAT, 2016).

El sexto lugar a nivel mundial durante estos años lo ocupó México con una producción de 521,668 mil toneladas y para 2011 con 711,301 mil toneladas, llegó a ser el primer país mayor exportador de calabaza de América Central con más del 40% de su producción a Estados Unidos, siendo la especie Cucurbita pepo la más comercializada-(FAO,-2005).

México es uno de los países en donde hay una mayor diversidad del género Cucurbita ya que se cultivan numerosas variedades, cuatro de las cinco especies domesticadas y además se encuentran 11 especies en estado silvestre, que se producen en la mayor parte del territorio mexicano, conociéndose las especies de este género como “calabazas y chilacayotes”.

La calabaza es de los cultivos más importantes en la dieta mexicana, es muy común que se siembren dos y en algunos casos hasta tres especies juntas (maíz, frijol y calabaza), en algunas zonas del país se encuentran parientes silvestres de este cultivo que crecen junto a las plantas cultivadas.

11

La especie Cucurbita lundelliana se distribuye desde el sur de México (Tabasco y sur de Campeche, Yucatán y Quintana Roo) hasta Centroamérica, cuando menos hasta Nicaragua. Prospera en altitudes cercanas al nivel del mar, generalmente en bosques tropicales perennifolios y subperennifolios y sobre todo en la vegetación secundaria derivada. También es posible encontrarla en vegetación riparia y como arvense en cultivos de milpa mecanizada. El clima en su área de distribución es cálido-húmedo o subhúmedo y los suelos son calizos, arcillosos, relativamente profundos, húmedos o de drenaje algo deficiente, los cuales pueden llegar a inundarse temporalmente (Lira et al., 2009).

En el sureste mexicano los principales productores de calabaza como se observa en la tabla 2, son Campeche, Tabasco y Yucatán, entre los cuales Tabasco ocupa el segundo lugar en superficie sembrada.

Tabla 2. Producción agrícola de calabaza en el sureste mexicano.

Valor Superficie Superficie. Superficie Producción Rendimiento PMR Producción Cultivo Sembrada Cosechada Siniestrada (Ton) (Ton/Ha) ($/Ton) (Miles de (Ha) (Ha) (Ha) Pesos)

Campeche 13,197.00 11,747.00 1,450.00 6,292.59 0.54 27,391.18 172,361.45

Tabasco 5,826.50 2,449.00 3,377.50 668.05 0.27 24,871.57 16,615.45

Yucatán 2,614.49 2,409.49 205.00 288.91 0.12 20,570.15 5,942.92

Veracruz 1,617.00 1,559.00 58.00 845.45 0.54 24,311.72 20,554.35

Quintana 520.75 520.75 0.00 301.63 0.58 23,121.41 6,974.11 Roo

Fuente: SAGARPA, 2014

De acuerdo a datos publicados por SAGARPA, (ver tabla 3) en 2014 en el Estado de Tabasco se sembraron 5,826.5 hectáreas de calabaza, de las cuales sólo 2,449 hectáreas se cosecharon, debido a que 3,377.5 fueron siniestradas en las grandes inundaciones que se presentaron, obteniendo una producción de 668.05

12

toneladas con un rendimiento de 0.27 ton/hectárea, y con un precio medio rural de 25,871.57 pesos por tonelada, por lo cual el valor total de la producción fue de 16, 615 450 pesos.

Este cultivo ocupa el tercer lugar estatal en cuanto a superficie sembrada, después del maíz y sorgo y el octavo lugar en cuanto al valor de la producción estatal. Los municipios con mayor producción son Balancán, Tenosique, Emiliano Zapata, Jonuta y Centro. (SAGARPA, 2014).

Tabla 3. Producción agrícola en Tabasco en 2014

Valor Superficie Superficie Superficie Producción Rendimiento PMR Producción Cultivo Sembrada Cosechada Siniestrada (Ton) (Ton/Ha) ($/Ton) (Miles de (Ha) (Ha) (Ha) Pesos)

Maíz 82,385.50 71,266.50 11,119.00 129,607.77 1.82 4,108.48 532,491.12 grano

Sorgo 7,382.00 4,095.00 3,287.00 13,821.72 3.38 2,780.65 38,433.38 grano Calabaza (semilla) 5,826.50 2,449.00 3,377.50 668.05 0.27 24,871.57 16,615.45 o Chihua

Frijol 4,628.00 3,708.50 919.50 1,859.02 0.50 15,015.68 27,914.45

Arroz 3,041.00 2,901.00 140.00 12,575.23 4.34 3,896.45 48,998.76 palay

Fuente: SAGARPA, 2014

1.1.2 Propiedades nutrimentales de la calabaza

La calabaza es un producto que contiene betacarotenonos precursores de la vitamina A, la cual es esencial para el buen funcionamiento del sistema inmunológico, además de tener propiedades antioxidantes, vitamina B y C, ácido fólico, potasio, acido glutámico y otros aminoácidos. El valor nutricional más importante se encuentra en las semillas con aportación de proteínas y aceites, el fruto tierno y maduro contiene además de minerales tiamina, riboflabina, niacina y acido ascórbico.

13

Las grasas que aportan las semillas son del grupo oleico y linoleico por lo que son consideradas entre las 10 semillas con mayor aporte nutrimental. La calabaza es un alimento fácil de digerir, atraviesa el tubo digestivo sin dejar residuos tóxicos, además de tener propiedades laxantes y diuréticas. Es fuente de fibras solubles que mejoran el tránsito intestinal por la alta presencia de mucílagos los cuales tienen la capacidad de suavizar las mucosas (Galaviz et al., 2013).

En la tabla 4 se presenta la composición bromatológica y nutrimental de la calabaza de castilla para 100 g de producto.

Tabla 4. Composición bromatológica de la calabaza de castilla (100g)

Descripción Cantidad Descripción Cantidad Agua 939 g Hierro 0.003 g Celulosa 0.9 g Fósforo 0.060 g Carbohidratos 4.8 g Azufre 0.009 g Grasa 0.1 g Cloro 0.0001 g Proteína 0.8 g Retinol (Vit A) 1.740 UI Ceniza 0.4 g Ácido ascórbico (Vit C) 15 mg. Potasio 0.243 g Tiamina (B1) 0.53 mg. Sodio 0.026 g Riboflavina (B2) 0.077 mg. Calcio 0.022 g PP (Ácido pantotenico) 0.540 mg. Magnesio 0.010 g

Fuente: http://www.monografias.com/trabajos55/cultivo-calabaza/cultivo-calabaza2.shtml#ixzz4GcvgBarI

1.1.3 Usos de la calabaza

El uso principal de la calabaza en México y en otros países del mundo es de las semillas, las cuales se comercializan asadas o tostadas con sal, también molidas para diferentes guisos. El fruto maduro es usado como alimento de animales

14

domésticos. La cáscara se usa como vasija o recipiente sobre todo cuando es lo suficientemente rígida.

Los campesinos mayas en la península de Yucatán, México, utilizan el jugo de las hojas y tallos, la resina de la cáscara y el fruto de las especies de C. pepo, C. moschata y C. argyrosperma para la curación de llagas y quemaduras. Las flores las utilizan para estimular el apetito. El aceite de las semillas lo usan para el tratamiento de las hemorroides. Las raíces son utilizadas para la curación de mordeduras de serpiente y enfermedades de la piel. Las semillas preparadas en refresco tienen propiedades antihelmínticas y también provocan la menstruación. Se reconocen sus propiedades como tenífugo, vermífugo, galactógeno. El fruto se considera pectoral refrescante y es utilizado para la curación de enfermedades en el cuero cabelludo (Lira et al., 2009).

En China, se usan las raíces de la C. moschata para dolores dentales, las flores como tónico estomacal y las semillas como antihelmíntico, vermífugo, curación de hemorroides y anemia. El fruto de la C. pepo es usados para el tratamiento del asma bronquial. En Colombia, las semillas de la C. máxima se usan como vermífugo y la raíz de la C. moschata como febrífugo. En Brasil y Jamaica el fruto y las semillas de la C. moschata se usan como diuréticos. En Brasil también las semillas de la C. moschata se usan como tenífugo y vermífugo. En Venezuela, las semillas de la C. pepo y C. moschata se usan para fiebres eruptivas y el aceite para ulceras. En Chile algunas enzimas proteolíticas se has extraído de la pulpa de la C. fictofilia y han sido usadas para el tratamiento de aguas residuales del proceso industrial de alimentos a base de pescado disminuyendo grandemente los costos del tratamiento (Lira et al., 2009).

1.2 Harinas fuente de alimentación

En los países industrializados, la industria harinera está entre las diez primeras de importancia económica. El valor nutritivo del trigo y productos de trigo, ha sido reconocido como una fuente principal de alimento para la raza humana. Contiene

15

74% de carbohidratos, 11% de proteínas, 1.25 % de lípidos, 0.04% de minerales, vitamina B y lisina, estos constituyen importantes ingredientes en diversas fórmulas alimenticias (Desrosier, 1999) como panes, tortillas, cereales, embutidos y golosinas entre muchos otros como parte de las necesidades nutrimentales de la población.

En el mercado alimenticio actual encontramos diversos tipos de harinas elaboradas a base de productos como trigo, maíz, arroz, sorgo, cebada y centeno entre otros, cuyo principal aporte son carbohidratos y almidones a las cuales se agregan algunos aditivos como agentes de maduración, blanqueadores e ingredientes para levantar los cuales provocan cambios en las propiedades fisicoquímicas del producto similares a los que ocurren en el proceso de envejecimiento natural por lo que en varios países se prohíben tales tratamientos (Desrosier, 1999).

El enriquecimiento de las harinas, sin embargo, es un proceso para mejorar el valor nutritivo de los subproductos, por lo cual algunas industrias harineras adicionan vitaminas como tiamina (B1) y niacina y riboflavina (B2) vitamina D y minerales como calcio y hierro (Desrosier, 1999).

Se requiere que en la dieta diaria de la población humana se incorporen alimentos que además de su función nutritiva básica aporten propiedades fisiológicas beneficiosas y reduzcan el riesgo de contraer enfermedades crónicas. Una dieta de ingredientes naturales que aporten beneficios para lograr una ingesta suficiente de proteínas, minerales, ácidos grasos y vitaminas puede mejorar la salud de la población (Morales, 2011). Por esta razón se están analizando nuevas alternativas de harinas elaboradas con otros productos agrícolas que satisfagan la necesidad básica de alimentación.

Como parte de su programa de fortificación de harinas, en Perú desde 2005 se autorizó incrementar el contenido de hierro de 30 a 55 mg/kg de sulfato o fumarato

16

ferroso, así como la inclusión de 1 a 2 mg/kg de ácido fólico con la intención de atender los graves problemas de desnutrición en menores de edad atendiendo enfermedades como anemia y defectos del tubo neural (Sanabria, 2007).

1.2.1 Las nuevas harinas en el mercado y su aceptación.

Las harinas representan la base principal de diversos productos alimenticios en nuestro país, no obstante se ha demostrado que la ingestión de harinas refinadas por su alto contenido en carbohidratos promueve la obesidad. Así mismo se ha demostrado que las harinas que tradicionalmente se utilizan para la elaboración de pastas, pan, tortillas, galletas, cereales, salsas, sazonadores, alimentos fritos, embutidos y caramelos, entre otros, contienen gluten que puede ocasionar trastornos alimenticios en los humanos afectando su salud. Las reacciones alergias al trigo o al maíz también constituyen un problema de salud pública que se presenta frecuentemente entre la población mundial (Carreazo y Cuervo, 2009). Se han desarrollado propuestas para la elaboración de harinas a partir de la combinación de cereales como sorgo y trigo para panificación, con el fin de incrementar los niveles de fibra, valor energético, carbohidratos así como los niveles de minerales como Fe, P, Mg, K, Na y Zn para mejorar el valor nutrimental del producto final (Surco, 2010).

La elaboración de harina a partir de hojas de yuca también ha sido reportada en la literatura, con un contenido proteico de 24.77 a 26.16 % y de fibra cruda 24.28 a 26.19 %, presenta además altos contenidos de cenizas debido a la presencia de minerales como Fe, Zn, K, P y Ca entre otros (Giraldo et al., 2006).

Las leguminosas después de los cereales son las más importantes fuentes de alimento para el ser humano ya que se asemejan en su valor proteico al de la carne. La soya es de los alimentos más ricos en valor alimenticio y en los últimos años ha sido variadamente explotada. Los chicharos, frijol, lentejas, y garbanzos y semillas como nueces con alto contenido de proteína como las almendras,

17

nueces de Haya y pistaches también se están comercializando en forma de leche, barras energéticas, harinas y galletas (Desrosier, 1999).

Entre otras opciones nutritivas se encuentran las harinas preparadas a partir de insectos, pescados y lombrices, como es el caso de la lombriz californiana (Eisenia foetida) la cual es una fuente rica en proteínas (mayor de 60%), tiene un alto contenido en aminoácidos como ácido aspártico, glutámico, glicina, eusolicina, leucina, lisina, y alanina, por lo cual se considera que podría ser una solución a los problemas nutricionales de países en vías de desarrollo (Vielma, 2013).

Actualmente se puede ver en el mercado harinas de frijol, garbanzo y quínoa entre otras a precios elevados las cuales pueden llegar a tener un costo de más de 500 pesos por kilo, también vemos una gran variedad de productos llamados superalimentos, alimentos funcionales orgánicos y sin conservadores los cuales comienzan a tener más aceptación ante la necesidad de mejorar la salud.

1.2.2 Caracterización de las principales harinas en el mercado

En el mercado encontramos una amplia variedad de harinas, entre ellas la de trigo, trigo integral, maíz, centeno, arroz, soja o soya, papa, avena y quinoa. En la tabla 5 se presentan los contenidos nutrimentales principales de cada una de ellas y se pueden comparar las aportaciones de aporte energético, carbohidratos, contenido proteico, contenido de grasas y de fibra.

La harina de papa es la que mayor contenido energético aporta de esta lista, así como el mayor contenido de hidratos de carbono, mientras que el mayor contenido proteico lo tiene la harina de soya la cual también tiene el mayor aporte en grasas y en fibra.

En cuanto aporte proteico se refiere, la soya, avena y quinoa ocupan los primeros lugares en la lista. En fibra observamos que este aporte es escaso en todas las harinas, a excepción de la harina de soya con 17.3 y la avena con 12 mg. Las grasas de la harina de soya y avena con 20.6 y 8.7 mg respectivamente, son las

18

harinas que mas grasas reportan. Es notorio que en cuanto al contenido de carbohidratos la harina de soya es la que menor cantidad presenta con un valor de 13 mg/100 g de producto.

En la tabla 6 se muestra el contenido de minerales de diferentes tipos de harina comercializadas en México, se observa que la harina de maíz, es la harina que aporta más calcio con 150 mg y en segundo lugar está la harina de avena con 88 mg/100 gr de producto. La harina de quinoa es la de mayor aporte de fosforo con 408 mg, el trigo con 406 mg y la harina de cebada aporta 376 mg. Se observa que el magnesio no se encuentra presente en todas las harinas, siendo la harina de quinoa y la de trigo las que aportan la mayor cantidad con 204 mg y 147 mg respectivamente.

Tabla 5. Comparación de diferentes tipos de harinas

Contenido Hidratos de Proteínas Grasas Fibra Tipos de Energético carbono Harinas (Kcal) (%) (%) (%) (%) Trigo 341.8 70.6 9.86 1.2 4.58 Trigo Integral 332.4 60.5 12.7 2.4 9 Maíz 342.4 66.3 8.3 2.8 9.4 Centeno 365.2 74.2 7.9 2.2 8.5 Arroz 361.8 80.1 6 1.4 2.4 Soja 241.2 13 37.3 20.6 17.3 Papa 374.5 83.1 6.9 0.3 5.9 Avena 358 44,1 17.6 8.7 12 Quinoa 370 67.8 14.8 5.24 6.12

Fuente: Datos tomados de las etiquetas de cada harina comercializada (contenido en mg/100 g de producto)

Con respecto al potasio se observa que la harina de trigo presenta el mayor aporte de este mineral con 502 mg y en segundo lugar el maíz con 330 mg. Las

19

harinas de avena, centeno y cebada no aportan potasio. La quinoa aporta el primer lugar en cuanto al contenido de fierro con 11 mg/100 g de producto. La harina de trigo con 3.5 mg es la que más contenido de manganeso presenta.

La harina de quinoa nuevamente ocupa el primer lugar en aporte de zinc con 7.5 mg, mientras que las harinas de la avena, centeno y cebada no aportan ni manganeso ni zinc.

Tabla 6. Comparación de contenido de minerales en diferentes tipos de harinas

Composición en Quinoa Maíz Trigo Avena Centeno Cebada 100 gr de producto

Calcio (mg) 66 150 44 88 54 38

Fosforo (mg) 408 256 406 253 323 376

Magnesio (mg) 204 120 147 0 0 0

Potasio (mg) 1.04 330 502 0 0 0

Hierro (mg) 11 0 3.3 5.3 5.8 3.7

Manganeso (mg) 2.2 0.5 3.5 0 0 0

Zinc (mg) 7.5 2.5 4 0 0 0

Proteína (gr) 14 10.5 11.5 8 10.5 9.5

Fibra (gr) 5 1.7 2.5 8.5 3.5 1.7

Grasa (gr) 5,5 4.5 2 5.5 1 1,6

Carbohidratos (gr) 60 70 70 62 69 76

Fuente: http://www.fao.org/quinoa-2013/what-is-quinoa/nutritional-value/es/

1.3 Recomendaciones diarias de nutrientes para el ser humano.

De acuerdo a pronósticos por un grupo de expertos de la OMS, para el año 2012, las enfermedades crónicas como las cardiopatías, accidentes cardiovasculares y la diabetes representaran tres cuartas partes de las defunciones a nivel mundial.

20

El número de personas con diabetes se multiplicará 2.5 veces llegando a 228 millones de personas para el año 2025. El 60% de enfermedades crónicas lo presentarán los países en desarrollo, así como el sobrepeso y la obesidad, cuyos efectos ya son evidentes por lo que es necesario tomar medidas urgentes para contrarrestar este problema.

Ante las diversas actividades de la población en una sociedad rápidamente cambiante, el aumento de la urbanización, acompañado por estilos de vida más sedentarios y los hábitos de consumo alimentario, los expertos de la OMS recomiendan algunas medidas nutricionales, entre ellas:

 Aumentar el consumo de frutas y hortalizas de 5 porciones diarias o el equivalente de 400 g al menos per cápita al día las cuales ayudarán a reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares y algunas formas de cáncer.

 Limitar el consumo de grasas ya que disminuye el riesgo de presentar enfermedades cardiovasculares.

 Limitar la elevada ingestión de azúcares libres las cuales proporcionan energía sin nutrientes específicos y aumentan el riesgo de aumento de peso tan perjudicial para la salud.

 Sensibilizar a las personas acerca de la necesidad de una actividad física suficiente.

Los nutrientes más importantes para el consumo del ser humano se presentan en la Tabla 7 donde se muestran las recomendaciones de acuerdo al informe de la Consulta de expertos en materia de factores alimentarios, limitados a los pertinentes para la cadena de suministro (OMS/FAO, 2004).

21

Tabla 7. Cantidades recomendadas de nutrientes para el ser humano

Factor alimentario Recomendaciones Grasas totales 15 - 30% Ácidos grasos poliinsaturados 6-10 % Ácidos grasos saturados < 10 % Ácidos grasos trans < 1 % Carbohidratos totales (a) 55 – 75 % Azúcares libres (b) < 10 % Proteínas (c) 10 - 15% Frutas y hortalizas > 400 g/persona/día

Fuente: Adaptado del Cuadro 6, pág. 62, “Dieta, prevención y nutrición de enfermedades crónicas", Informe de la Consulta OMS/FAO de expertos, Serie de Informes Técnicos Nº 916, OMS, Ginebra, 2003.

En cuanto a la ingesta máxima diaria recomendada de sodio para niños es de 2 gr y de 5 gr para los adultos, procurando reducirla para que sea proporcional a las necesidades energéticas (OMS, 2013).

La OMS recomienda también aumentar el consumo de potasio a través de los alimentos a fin de reducir la tensión arterial y el riesgo de enfermedades cardiovasculares, y cardiopatía coronaria entre los adultos. Sugiere que los adultos consuman, como mínimo, 90 mmol/día (3510 mg/día). También sugiere que se aumente el consumo de potasio a través de los alimentos para controlar la tensión arterial en los niños. La cantidad recomendada para los adultos de 90 mmol/día, debe reducirse para que sea proporcional a las necesidades energéticas del niño.

Un mayor consumo de potasio se asocia con un riesgo más bajo de sufrir un primer accidente cerebrovascular. No se observa una relación significativa entre el consumo de potasio y la incidencia de enfermedades cardiovasculares o cardiopatía coronaria, pero la marcada relación positiva entre la tensión arterial y dichas enfermedades constituye una prueba indirecta de que el aumento del

22

consumo de potasio puede reducir esos problemas gracias a su efecto beneficioso sobre la tensión arterial (OMS, 2013).

Si la persona consume la cantidad de sodio y potasio recomendada, la proporción aproximada sería de uno a uno, que es la considerada beneficiosa para la salud. No obstante, la mayoría de las poblaciones del mundo consumen menos potasio de lo recomendado y la proporción entre la ingesta de sodio y la de potasio es de dos a uno e incluso superior. La correcta aplicación de las recomendaciones formuladas tendría consecuencias importantes para la salud pública, ya que reduciría la morbimortalidad, mejoraría la calidad de vida de millones de personas y permitiría reducir sustancialmente los costos en el sector salud (OMS, 2013).

1.4 Proceso para la elaboración de harinas

La elaboración y comercialización de productos alimenticios básicos influye en los hábitos de consumo de la población. Las modernas técnicas de molienda y refinación de las harinas de trigo y maíz principalmente se traducen en una pérdida importante de nutrientes, aunque los consumidores los encuentren más agradables (OMS/ FAO, 2004). En la industria alimentaria, dentro del proceso para elaboración de harinas se realizan las siguientes operaciones unitarias las cuales se pueden resumir principalmente en:

1.4.1 Recolecta, trilla y aventado.

En caso de cereales como trigo, avena, arroz o maíz, la trilla consiste en la separación del grano, para separarlo del resto de las partes del cereal, se utilizan varios métodos como cuchillas, planchas o golpeando las gavillas. El aventado consiste en hacer pasar una corriente de aire o simplemente aventar al aire la mezcla, y así separar el grano de la paja. Las trilladoras mecánicas realizan estas funciones simultáneamente. El cereal es depositado en un tornillo sinfín en la

23

parte inferior y la paja es arrastrada por el aire. Los equipos modernos cuentan con banda transportadora y cribado (García, 2013).

1.4.2 Almacenado del producto antes del proceso.

El grano o cereal puede ser almacenado en depósitos conocidos como silos de acero u hormigón. Lo ideal es mantener el producto con aeración a través de una corriente de aire caliente para mantenerlo la temperatura y humedad deseadas. (García, 2013).

1.4.3 Transporte del producto.

Dentro de las instalaciones el transporte es mecánico como cintas o bandas transportadoras muy usadas para el trasporte de sólidos, los elevadores de cangilones, tornillos sin fin o de cadenas. Se presenta también el transporte neumático en donde se hace pasar una corriente de aire sobre las partículas muy finas como harinas para transportarlas por medio de fluidización, ésta puede ser por aspersión o impulsión (García, 2013).

1.4.4 Limpieza y desinfección.

En el caso de granos y cereales, para eliminar piedras, tierra, paja u otras semillas, se aprovecha la variación en la forma, tamaño, densidad, resistencia al aire y propiedades magnéticas, utilizando imanes y corrientes de aire (García, 2013).

Sin embargo en el caso de otros productos se podrá requerir limpieza y desinfección para destruir los organismos patógenos y reducir la carga microbiana, se debe desinfectar eficazmente para reducir la formación de subproductos que puedan resultar tóxicos. El objetivo es evitar la introducción de más patógenos y ayudar a reducir la carga microbiana. Se utilizan principalmente el cloro y el ozono. Para controlar el proceso de desinfección se requiere vigilar el tiempo de exposición equilibrando la concentración, el tiempo y la calidad del producto. Cuando se usa el cloro, el pH debe ser medido continuamente porque los valores menores a un pH de 6 vuelven inestable el agua y se proyecta al ambiente lo cual

24

resulta toxico, valores mayores a 8 es casi totalmente ion hipoclorito el cual es la forma menos activa, por lo cual se tendrá que aumentar 100 veces más el tiempo de exposición. la temperatura afecta la solubilidad de los desinfectantes especialmente los hipocloritos; a mayor temperatura disminuye su solubilidad y tiende a dispersarse hacia el aire, la temperatura adecuada va de 4°C a 10°C ( Moreno et al., 2013).

1.4.5 Secado del producto.

El secado consiste en la evaporación del agua superficial (alcanzando el equilibrio con la humedad del ambiente) y el transporte por difusión desde el interior del grano hasta la superficie (alcanzando el equilibrio entre el interior, la superficie y ambiente). Es importante reducir el nivel de humedad del cereal (13 a 15%) para garantizar su conservación y evitar el crecimiento de microorganismos (NOM-247- SSA1-2008).

La humedad contenida en un sólido en equilibrio con aire principalmente saturado se conoce como humedad ligada. Cualquier cantidad adicional de agua que siga desarrollando la misma presión de vapor se conoce como agua no ligada. La humedad retenida en exceso del contenido de humedad en equilibrio se conoce como humedad libre (Foust et al., 2001).

La mayor parte de los sólidos orgánicos son amorfos, fibrosos o en forma de gel, los materiales retienen humedad como parte integral de su estructura sólida o atrapada dentro de las fibras o en el interior de poros finos. En estas sustancias, el movimiento de la humedad es lento y se trasportan por difusión del líquido a través de la estructura sólida. Los contenidos de humedad en el equilibrio suelen ser altos, lo cual indica que una cantidad significativa de agua se mantiene íntimamente en la estructura sólida o en los poros finos de manera que la presión de vapor se reduce de manera significativa. Las capas de la superficie tienden a secarse con mayor rapidez que el interior. Si la velocidad de secado es alta puede originar diferencias de contenido de humedad a través de la muestra que puede

25

provocar desmoronamiento o alabeos. En otros casos puede dar lugar a la formación de una capa relativamente impermeable que inhibe al secado del interior y puede acentuar la desigualdad del contenido de humedad a través de la muestra y la tendencia al deterioro de la muestra. Debido a estas reacciones se puede decir que las condiciones del secado son críticas y deben seleccionarse considerando el efecto de las condiciones sobre la calidad del producto (Foust et al., 2001).

Existen diferentes equipos para el secado de sólidos, se encuentran los secadores de charola, de charola con circulación, de entrepaños al vacío, de transportador y túnel, rotatorio el cual puede tener también tubos internos de vapor, de platos, de dos etapas, cónico rotatorio al vacio, de tambor, de olla al vacío y secadores por aspersión.

1.4.6 Acondicionamiento.

Para el caso de granos o cereales, es una opción previa a la molienda, conste en añadir agua para reforzar la fibra y producir harina con un bajo contenido de cenizas, para aumentar la humedad del endospermo y facilitar la molienda. (García, 2013).

1.4.7 Reducción de tamaño, trituración y molienda

El término reducción de tamaño se aplica a todas las formas en que las partículas de sólidos se pueden cortar o romper en piezas más pequeñas. En la industria se llevan a cabo por diferentes métodos y con distintos fines ya que con frecuencia deben cumplir con ciertas especificaciones con respecto al tamaño y forma e incluso para facilitar su tratamiento. Por lo común se utilizan cuatro métodos: 1) La compresión, la cual se utiliza para la reducción gruesa de sólidos duros dando lugar a relativamente poco material fino. 2) El impacto, genera productos gruesos medios o finos. 3) La frotación o rozamiento que producen productos muy finos a partir de materiales blandos no abrasivos. 4) El corte da lugar a un tamaño definido de partícula y en ocasiones también de forma con muy pocos o nada de finos (McCabe et al., 2002).

26

Los trituradores realizan el trabajo pesado de romper grandes piezas en sólidos de pequeños pedazos, existen trituradores de mandíbulas, trituradores giratorios, de rodillos lisos o dentados. El término molino se utiliza para describir una gran variedad de maquinas de reducción intermedia a fina. Existen molinos de martillos e impactores, máquinas de rodadura-compresión, molinos de frotación y de volteo y molinos de ultrafinos (McCabe et al., 2002).

En la molienda de granos o cereales, se transforma el endospermo en harina y sémola. Es una operación secuencial de molienda y cribado para clasificación y purificación de las fracciones obtenidas. Se utilizan diferentes equipos como rodillos, cribadores, cepilladoras, y purificadores (Desrosier, 1999).

En las harinas de trigo, se denomina “harina“ a la que por lo general tiene un tamaño de partícula menor a 130μm, las semolinas se encuentran entre 430 a 130 μm , las sémolas van de 1150 a 430 μm y el salvado son partículas más gruesas de 1150 μm (García, 2013).

1.4.8 Separación de partículas.

El cribado es una operación para separar materiales sólidos con base en el tamaño. Se alimenta una mezcla de partículas solidas de varios tamaños sobre una superficie provista de aberturas adecuadas. Cierto material pasa a través de las aberturas mientras que otra parte es retenido de tal forma que las porciones resultantes son de tamaño más uniforme que la original. El equipo de cribado puede tener la forma de barras, placas de acero perforadas o tela de alambre. Las cribas pueden estar inclinadas o poseer un movimiento vibratorio para el fluido de los sólidos (Foust et al., 2001).

27

1.5 Fundamentos para la caracterización.

1.5.1 Fundamentos para la caracterización FTIR

La espectroscopía infrarroja es la rama de la espectroscopía que trata con la parte infrarroja del espectro electromagnético. Esta comprende un conjunto de técnicas, siendo la más común la forma de espectroscopia de absorción, la cual puede usarse para identificar y cuantificar el componente de una muestra. La espectroscopía infrarroja es una de las técnicas más versátiles y de mayor aplicación. Se aplica en la caracterización de polímeros, sólidos orgánicos, productos farmacéuticos y de síntesis, análisis de contaminantes, en agricultura y reacciones catalíticas, entre otras (Piña, 2012).

El espectro IR de una molécula, se obtiene como resultado de medir la intensidad de radiación exterior absorbida, para cada longitud de onda, que hace posible la transición entre dos niveles de energía vibracional diferentes. Cada una de estas absorciones características de energía corresponde con un movimiento vibracional de los átomos en la molécula. El espectro IR se extiende desde 10 a 14300 cm -1.

La región infrarroja se puede dividir en tres regiones: infrarrojo cercano con una longitud de onda de 700-2500 nm y 14300-4000 cm-1; el infrarrojo medio con longitud de onda de 2500- 5x104 nm y 4000 – 600 cm-1) y finalmente el infrarrojo lejano con longitud de onda de 5x104 – 106 nm y 600 a 10 cm-1 (Piña, 2012).

El infrarrojo medio revela la estructura de un compuesto mostrando los grupos funcionales presentes en la molécula. Un grupo particular de átomos da como resultado algunas bandas de absorción características, es decir, el grupo funcional absorbe radiación a ciertas frecuencias las cuales son muy distintas de un compuesto a otro (Morrison y Boyd, 1992).

28

1.5.2 Fundamentos para la caracterización por absorción atómica.

Los metales que se encuentran presentes en las aguas y por lo tanto también en los alimentos que consume el ser humano tienen un efecto sobre su salud, pueden ir desde el intervalo de benéficos, causantes de problemas e incluso hasta tóxicos, esto es dependiendo de su concentración, por lo que su cuantificación es importante. Algunos metales son esenciales, otros pueden afectar adversamente a los consumidores. Para su determinación se utiliza la espectrofotometría que es la medición de la cantidad de energía radiante que absorbe un sistema químico en función de la longitud de onda (NMX-AA-051-SCFI-2001).

El método de absorción atómica se basa en hacer pasar un haz de luz monocromática de una frecuencia tal que puede ser absorbido por el analito que se encuentra presente en forma de vapor atómico. La medida de la intensidad luminosa antes y después de su paso por el vapor atómico permite determinar el porcentaje de absorción. La cantidad de absorción aumenta con la concentración de los átomos en el medio absorbente, es decir, la medida de la absorción aumenta con la concentración del elemento en la muestra, ya sea que esté en su condición original o sujeta a pretratamiento (NOM-247-SSA1-2008).

1.5.3 Fundamentos para la caracterización nutrimental (proximal).

1.5.3.1 Determinación de grasa

Para determinar grasas, es utilizado un método para la extracción de los lípidos libres, el cual utiliza un agente deshidratante que absorbe la humedad de la muestra. La arena de mar se suele utilizar ya que provoca un medio poroso que permite que el disolvente pase con mayor facilidad a través de ésta a la vez que va extrayendo la grasa presente. En la extracción de lípidos combinados se utiliza un medio ácido para disolver las proteínas y así permitir la separación de la grasa. El método más utilizado para determinar grasas en productos como chocolates, granos y polvos entre otros es el del extracto etéreo (NOM-086-SSA1-1994).

29

1.5.3.2 Determinación de azúcares.

De acuerdo a la NOM-247-SSA1-2008, los azúcares son todos los monosacáridos y disacáridos presentes en un alimento o bebida no alcohólica. En la determinación de azucares reductores directos y totales, la muestra se digiere primero para precipitar las proteínas, utilizando soluciones de acetato de zinc y ferrocianuro de potasio. Se determinan los azúcares reductores directos en un volumen y en otro volumen se hidroliza con ácido clorhídrico para determinar los azúcares reductores totales mediante una valoración volumétrica según el método de Lane y Eynon (NOM-086-SSA1-1994).

1.5.3.3 Determinación de humedad.

Humedad es la pérdida en peso (expresada en porcentaje) que sufre el producto por evaporación al someterlo a cierta temperatura. La determinación de humedad en los alimentos es de suma importancia, ya que un elevado contenido de ésta influye en la velocidad de multiplicación de los microorganismos, provocando su descomposición y por lo tanto la pérdida de la calidad sanitaria.

Las capsulas se preparan llevándolas a peso constante para proceder con la determinación de humedad para lo cual se secan durante 4 horas a 100° ± 2°C, posteriormente se enfrían hasta temperatura ambiente en desecadores y pesando inmediatamente con precisión de 0,1 mg.

Para determinar de la humedad, se pesa exactamente la muestra (de preferencia se elige una cantidad para trabajar las muestras entre 2 a 10.0 g) en capsulas previamente taradas, se seca durante 4 horas a 100° ± 2°C. se deja enfriar hasta temperatura ambiente en desecadores y se pesa inmediatamente con precisión de 0,1 mg según lo establece la NOM-116-SSA1-1994.

30

1.5.3.4 Determinación de fibra dietética

Normalmente se utiliza el método gravimétrico-enzimático para la determinación de fibra. A las muestras del alimento previamente deshidratado, se le extrae la grasa, si contiene más del 10%, se gelatiniza con una solución de a-amilasa termoestable, y se digiere enzimáticamente con proteasa y amiloglucosidasa para remover la proteína y el almidón. Las fibras se precipitan por adición de etanol. El residuo total es filtrado y lavado con etanol y acetona. Después del secado, se pesa el residuo. Un duplicado de la muestra es analizada para determinación de proteína y otro es incinerado a 525°C, y se determinan las cenizas.

La fibra dietética total es igual al peso del residuo - peso (proteína + cenizas) (NOM-086-SSA1-1994).

1.5.3.5 Determinación de proteínas

Este método se basa en la descomposición de los compuestos de nitrógeno orgánico por ebullición con una solución de ácido sulfúrico. El hidrógeno y el carbón de la materia orgánica presente, se oxidan formando agua y bióxido de carbono y el ácido sulfúrico se va transformando en SO2 lo que provoca la reducción del material nitrogenado a sulfato de amonio. El amoniaco que se libera después de la adición de hidróxido de sodio, se destila y se recibe en una disolución al 2% de ácido bórico. Entonces se titula el nitrógeno amoniacal con una disolución valorada de ácido cuya normalidad depende de la cantidad de nitrógeno que contenga la muestra. En este método de Kjeldahl-Gunning se usa el sulfato de cobre como catalizador y el sulfato de sodio para aumentar la temperatura de la mezcla y acelerar la digestión (NMX-F-068-S-1980).

31

1.5.4 Fundamentos para la caracterización microbiológica

1.5.4.1 Grupo de organismos coliformes

El grupo de los microorganismos coliformes es el más ampliamente utilizado en la microbiología de los alimentos como indicador de prácticas higiénicas inadecuadas.

El uso de los coliformes como indicador sanitario puede aplicarse para la detección de prácticas sanitarias deficientes en el manejo y en la fabricación de los alimentos, en la evaluación de la calidad microbiológica de un producto, en la evaluación de la eficiencia de prácticas sanitarias e higiénicas de los equipos, y para evaluar la calidad sanitaria del agua y el hielo utilizado en las diferentes áreas del procesamiento de alimentos. La determinación de microorganismos coliformes, puede realizarse mediante el empleo de medios de cultivos líquidos o sólidos con características selectivas o diferenciales.

Este método más utilizado para determinar el número de microorganismos coliformes presentes en una muestra, emplea un medio selectivo (agar rojo violeta bilis) en el que se desarrollan bacterias a 35°C en aproximadamente 24 h, dando como resultado la producción de gas y ácidos orgánicos, los cuales viran el indicador de pH y precipitan las sales biliares (NOM-113-SSA1-1994).

1.5.4.2 Mohos y levaduras.

Los mohos y levaduras están ampliamente distribuidos en la naturaleza y se pueden encontrar formando parte de la biota normal de un alimento, o como agentes contaminantes y en los equipos sanitizados inadecuadamente, provocando el deterioro fisicoquímico de éstos, debido a la utilización en su metabolismo de los carbohidratos, ácidos orgánicos, proteínas y lípidos originando mal olor, alterando el sabor y el color en la superficie de los productos contaminados. Además los mohos y levaduras pueden sintetizar metabolitos

32

tóxicos termoresistentes, capaces de soportar algunas sustancias químicas, así como la irradiación y presentan capacidad para alterar sustratos desfavorables, permitiendo el crecimiento de bacterias patógenas. Es de gran importancia cuantificar los mohos y levaduras en los alimentos, puesto que al establecer la cuenta de estos microorganismos, permite su utilización como un indicador de prácticas sanitarias inadecuadas durante la producción y el almacenamiento de los productos, así como el uso de materia prima inadecuada.

El método para la determinación de de mohos y levaduras en alimentos se basa en inocular una cantidad conocida de muestra de prueba en un medio selectivo específico como el agar papa dextrosa (PDA) acidificado a un pH 3,5 e incubado a una temperatura de 25 ± 1°C, dando como resultado el crecimiento de colonias características para este tipo de microorganismos ((NOM-111-SSA1-1994).

1.5.4.3 Salmonella.

Los miembros del género Salmonella han sido muy estudiados como patógenos cuando se encuentran presentes en los alimentos. El control de este microorganismo, tanto por parte de las autoridades sanitarias, como en las plantas procesadoras de alimentos, depende en cierta medida del método analítico utilizado para su detección. Este microorganismo fue inicialmente identificado en muestras clínicas y los métodos empleados para estos casos se adaptaron posteriormente para su detección en alimentos. Las modificaciones a los métodos consideraron dos aspectos principales, el primero es el debilitamiento o daño a las células bacterianas presentes en un alimento, debido al proceso a que está sujeto (por ejemplo: tratamiento térmico, secado, etc.) y segundo, la variabilidad inherente a la naturaleza del producto bajo estudio. Para diversos alimentos existen diferentes protocolos para el aislamiento de Salmonella, todos ellos son esencialmente similares en principio y emplean las etapas de preenriquecimiento, enriquecimiento selectivo, aislamiento en medios de cultivo selectivo y diferencial, identificación bioquímica y confirmación serológica de los microorganismos (NOM- 114-SSA1-1994).

33

CAPÍTULO 2. METODOLOGÍA

Este trabajo se llevó a cabo en el Laboratorio de Investigación I, el Laboratorio de Bioprocesos y el Laboratorio de Microbiología del Instituto Tecnológico de Villahermosa. Para la elaboración de la harina de calabaza se utilizó la especie “Cucurbita Iundelliana” predominante en el Estado de Tabasco, la materia prima fue adquirida en los principales mercados de la Ciudad de Villahermosa en los meses de noviembre de 2015 a abril de 2016. Los frutos adquiridos provenían principalmente de los municipios de Balancán, Tenosique y Emiliano Zapata, lugares donde se presenta una mayor producción de este cultivo.

2.1 Elaboración de la harina.

2.1.1 Diseño del modelo de obtención de la harina de calabaza.

Para cumplir con los objetivos del proyecto, en la primera etapa del trabajo se diseñó el proceso de elaboración de la harina a partir de la calabaza “Cucurbita Iundelliana”. En la figura 2 se presenta el diagrama de flujo de proceso en el cual se incluyen los diferentes puntos del proceso desde la recepción de la materia prima, hasta el envasado del producto elaborado en bolsas de plástico.

Figura 2. Diagrama de flujo del proceso para la obtención de harina de calabaza.

34

2.1.2 Recepción y selección de materia prima.

Para la selección de la materia prima se tomó en cuenta que los frutos no presentaran mayugaduras, ni presencia de hongos o roturas en la superficie de la cáscara. Se adquirieron 25 kilos del producto con un peso promedio por unidad de aproximadamente 1.5 a 3.5 kg. Se consideraron dos diferentes grados de madurez del fruto de 1 y 6 meses de corte, con el fin de caracterizar la harina y determinar cuál etapa de madurez era la más conveniente para la elaboración de la harina integral.

En la Figura 3, se muestra la forma de distinguir el grado de madurez de la calabaza, se observa el color de la cáscara verde para un mes de corte y entre amarilla y café para 6 meses de corte. Las formas de los frutos pueden variar con el grado de madurez.

a) b)

c) d) e)

Figura 3. Selección de materia prima a) Fruto color verde de un mes, b) Fruto color amarillo- café de 6 meses de corte; c) Selección de materia prima; d) Vista interior del fruto de 1 mes de corte y e) Vista interior del fruto de 6 meses de corte.

35

2.1.3 Lavado y desinfección.

Para el lavado y desinfección de la materia prima las calabazas se colocaron en tarjas de acero inoxidable, primero se lavaron utilizando agua a presión y jabón líquido, frotando con cepillo de plástico y fibra para eliminar la suciedad. Posteriormente se enjuagaron con agua clorada a 100 ppm. El fruto se secó con franelas limpias y secas.

2.1.4 Cortado.

Se cortaron las calabazas manualmente con cuchillos de acero inoxidable; los cortes de realizaron de 1 cm de espesor radiales. Se separaron los componentes, pulpa, semilla y cáscara tomando en cuenta de que la semilla no fuera cortada ni separada de su endospermo. En la figura 4 se observan los componentes por separado.

a) Pulpa b) Semilla c) Cáscara Figura 4. Corte y separación de componentes

2.1.5 Secado.

Una vez realizado los cortes y separadas cada una de las partes del fruto, se distribuyeron en charolas de acero inoxidable de 55 cm de lado y 7 cm de profundidad, las cuales se colocaron en 4 estantes de 5 rejillas cada uno dentro de un horno convectivo a gas Modelo GEIT31-96 de capacidad de 1.5 m3 equipado con tres quemadores, ventilador, extractor y termostato. El tiempo de

36

secado fue de 24 horas para la semilla, 30 horas para la cáscara y 36 horas para la pulpa a una temperatura de 54 a 60 ºC, para obtener una humedad aproximada del 8 %. Cabe mencionar que las rejillas se fueron rotando de posición cada 8 horas para considerar homogéneas las condiciones de secado dentro del horno (ver figura 5).

a) Pulpa b) Semilla c) cáscara Figura 5. Secado de componentes

2.1.6 Molienda.

Una vez seco el producto, se procedió a la molienda (ver figura 6), utilizando un molino de alta potencia Marca Nutribullet, durante 3-4 minutos por lote. La cáscara y la pulpa fueron sometidas a una segunda molienda.

a) Producto seco b) Molienda c) Producto final

Figura 6. Molienda de componentes

37

2.1.7 Cribado.

El producto de la molienda se paso por un tamiz estándar Taylor número 14 para la obtención de harina tipo sémola con un tamaño de 1.15 mm, para obtener partículas homogéneas, en el caso de la cáscara se procedió a una segunda molienda para obtener partículas más pequeñas y homogéneas (ver figura 7).

Figura 7. Tamizado después de la molienda.

2.1.8 Envasado.

Las muestras se envasaron en bolsas de plástico selladas herméticamente y se almacenaron en un desecador a temperatura ambiente para la realización posterior de los análisis microbiológicos y fisicoquímicos correspondientes.

2.2 Análisis fisicoquímicos.

2.2.1 Caracterización de la harina (FT- IR).

Para la caracterización de la harina por medio de espectroscopia infrarroja (FT- IR) se contó con el apoyo del Laboratorio Central de instrumentación de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del Instituto Politécnico Nacional. Los análisis de espectroscopia infrarroja se realizaron utilizando el equipo Perkin Elmer FT-IR Spectrometer SPECTRUM 2000 en infrarrojo medio de 4000 a 400 cm-1 y en rango de longitud de onda de 2500 a 5 x 104 nm. Para realizar la caracterización de la harina elaborada a partir de la cáscara y la pulpa del fruto se utilizaron

38

pastillas de dicromato de potasio con aproximadamente 100 mg de la muestra sólida, las cuales se secaron a 65 °C durante 24 horas para eliminar el exceso de humedad (ver figura 8 a). Posteriormente se pesaron 10 mg para cada una de las muestras y se añadieron 10 mg de KBr, ésta mezcla se trituró en un pequeño mortero de mármol y se compactó a presión en un dado de acero inoxidable para formar una muy delgada pastilla traslucida de muestra soportada por KBr (ver figura 8 b), se verificó visualmente que la pastilla formada fuera homogénea y permitiera el paso de la luz visible. La muestra así preparada se introdujo en el equipo (ver figura 8 c) para efectuar las lecturas de las frecuencias nominales encontradas (ver figura 8 d).

a) Secado previo de muestras b) Formación de pastilla de KBr

c) Introducción de la muestra en el d) Lectura de frecuencias nominales equipo Perkin Elmer FT-IR

Figura 8. Procedimiento para la caracterización FTIR (pastilla con KBr)

En el caso de la semilla debido a la gran cantidad de aceites presentes en esta parte del fruto, se desarrolló y probó un método de película con dos solventes diferentes diclorometano y hexano siguiendo el procedimiento descrito anteriormente. Para lo cual se sometieron a secado 50 mg de muestra a 65 °C durante 24 horas para los análisis de los cuales se tomaron 10 mg de muestra de

39

harina de semilla que se disolvieron en 500 ml disolvente con una pipeta automática Marca Eppenford (ver figura 9a), y se agitaron en un agitador Vortex (Genie 2) por 10 segundos. Las muestras se pasaron a microtubos Eppenford con tapa (ver figura 9b) para centrifugar por 5 minutos a 800 rpm en una microcentrifuga (Thermo Scientific). Del sobrenante obtenido se colocó una muestra de 0.1 ml aproximadamente en un prisma de cuarzo (ver figura 9c) el cual se introdujo en el espectrofotómetro (ver figura 9d) para proceder a la lectura de frecuencias nominales (ver figura 9e). Para la Identificación de los grupos funcionales obtenidos se utilizó el Manual de colección de espectros de infrarrojo, para ejercicios de interpretación de Perkin Elmer de México S.A.

a) Preparación de las muestras b) Muestras después del con solvente centrifugado

c) Colocación de muestras en el d) Introducción de las muestras en e) Lecturas de frecuencias microprisma el equipo nominales

Figura 9. Procedimiento para la caracterización FTIR (película)

40

2.2.2 Caracterización de minerales (absorción atómica).

De igual manera para la determinación de minerales se contó con el apoyo del Laboratorio Central de instrumentación de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del Instituto Politécnico Nacional. Para la determinación de Fierro, Sodio, Calcio, Potasio, Magnesio y Zinc se siguió el método de absorción por flama descritos en la NMX-AA-051-SCFI-2001, utilizándose el equipo Perkin Elmer FT-IAB Spectrometer SPECTRUM 2000 (ver figura 10).

Figura 10. Determinación de metales por absorción atómica

2.2.3 Caracterización de la harina (análisis proximales).

Los análisis proximales para la caracterización de la harina fueron realizados siguiendo los procedimientos descritos en las normas oficiales mexicanas para cada parámetro. Se realizaron análisis de carbohidratos y cenizas tomando como referencia la NMX-F-607-NORMEX-2013, la determinación de fibra dietética se realizó según la NOM-086-SSA1-1994., grasas por hidróliis ácida con la NOM- 086-SSA1-1994, proteínas con la NMX-F-608-NORMEX-2011, reductores totales (azucares) con la NOM-086-SSA1-1994. La determinación de Vitamina A retinol se realizó según los lineamientos de la AOAC-2001.13.

41

2.2.4 Determinación de humedad.

La determinación de humedad se realizó de acuerdo a las indicaciones de la NOM-247-SSA1-2008 para productos y servicios, cereales y sus productos. Los análisis se hicieron por triplicado a cada una de las harinas elaboradas (pulpa, semilla y cáscara). El contenido de humedad se determinó calculando la diferencia por pérdida de peso en cada muestra antes y después del secado, utilizando para ello una balanza analítica Marca Denver. En la figura 11 se observa el peso de las muestras antes de iniciar el proceso de secado. El secado se realizó a 120 ºC ± 3 ºC en un horno eléctrico Marca Ríos Rocha D.

a) b) c)

Figura 11. Determinación de humedad en muestras

a) y b) Pesado de muestras, c) Muestras en el interior del horno.

2.2.5 Determinación de pH.

Para la determinación de pH se utilizó el potenciómetro Marca Hanna (Combo HI98130 pH y EC Waterproof). Se pesaron 10 gr de muestra (balanza analítica Denver Instrument) de pulpa, cáscara y semilla, se agregaron 100 ml de agua destilada para la semilla y pulpa y 200 ml para la cáscara, se dejaron reposar por dos horas, después de lo cual se filtraron y se procedió a determinar el pH de la solución filtrada como se observa en la figura 12.

42

a) b) c)

Figura 12. Determinación de pH

a) Hidratación de muestras, b) Filtrado de muestras y c) Medición de pH

2.2.6 Determinación de la calidad microbiológica.

Para evaluar la calidad microbiológica de la harina se realizaron análisis microbiológicos para la determinación de microorganismos indicadores de contaminación y la determinación de agentes patógenos como Salmonella.

Para la cuenta de bacterias mesofílicas aerobias, organismos coliformes totales y la cuenta de hongos y levaduras, indicadores de contaminación, se siguieron los lineamientos de la NOM-092-SSA 1-1994, NOM-113-SSA 1-1994 y la NOM-111- SSA 1-1994 respectivamente. La determinación de Salmonella se realizó según lo descrito en la NOM-114-SSA 1-1994.

43

CAPITULO 3. RESULTADOS

3.1 Elaboración de la harina de calabaza

De acuerdo al proceso diseñado para la obtención de la harina de calabaza, se lograron procesar 35.5 kg de fruto de 6 meses de corte y 23 kg de 1 mes de corte, obteniéndose a partir del fruto de 6 meses de corte 2.959 kg de harina, de los cuales 806 g fueron de cáscara, 859 g de semilla y 1.294 kg de pulpa. Del fruto de 1 mes de corte se obtuvieron 1.834 kg de harina, de los cuales 623 g fueron de cáscara, 311 g de semilla y 900 g de pulpa. Esto representa una recuperación de aproximadamente 8.33% del peso total del fruto de 6 meses y de 8% para el fruto de un mes de corte.

Se logró estandarizar el proceso de secado del producto en el horno de gas, el cual se realizó entre los 54ºC y 60ºC, en un tiempo de 24 horas para la semilla, 30 horas para la cáscara y 36 horas para la pulpa, hasta obtener una humedad entre 7.6-8.0%, que son los valores recomendados en la norma para evitar el crecimiento de hongos y levaduras y así incrementar la vida de anaquel del producto. En la tabla 8 se muestran los resultados del pH y el porcentaje de humedad de la harinas preparadas a partir de la pulpa, semilla y cáscara, se observa que el pH osciló entre 5.7-6.24.

El producto final obtenido fue una harina de granulometría mediana, de color amarillo obscuro. El olor predominante fue el de la semilla de calabaza parecido al pipian. En la figura 13 se presentan fotografías de la harina obtenida a partir de la cáscara, de la pulpa y de la semilla.

En el apéndice A se muestra una propuesta para la elaboración de harina integral de calabaza a nivel industrial, el diagrama de flujo del diseño del proceso y el equipo propuesto. No incluye procesos de blanqueado, refinación o adición de

44

aditivos, se propone el uso de la harina integral de calabaza para la elaboración de diversos productos más naturales y funcionales.

a) Harina de cáscara b) Harina de pulpa (derecha) y semilla (izquierda)

Figura 13. Harina integral de calabaza Cucurbita lundelliana

Tabla 8. Resultados de pH y humedad en la harina de calabaza

Muestra pH Humedad (%)

Semilla 6.24 7.645 Pulpa 5.28 8.050 Cáscara 5.27 7.821

3.2 Resultados de los espectros de la harina de calabaza utilizando FTIR.

En las figuras de la 14 hasta la 22 se presentan los espectros de absorción obtenidos en las diferentes muestras analizadas mediante FTIR.

Los resultados de la muestra 1P correspondientes a la pulpa de un mes de madurez se muestran en la figura 14, en donde se observa una banda a 3650 cm-1 del grupo –OH- debido a un estiramiento, a 3387 cm-1 el grupo hiroxi o amino sustituido, en 2927 cm-1 alcohol alifático primario, secundario o cíclico, a 1615 cm-1

45

el grupo carbonilo, a 1420 cm-1 alcohol alifático primario, secundario o cíclico y a 1063 cm-1 el grupo carbonilo unido a éster o cetona.

Figura 14. Muestra 1P. Pulpa grado de madurez 1 mes.

En la figura 15 se presentan los resultados en FTIR para la cáscara de un mes de corte en donde se observa la banda a 3400 cm-1 y 2924 cm-1 debido al grupo amino, a 1736 cm-1 un grupo carbonilo, a 1638 cm-1 un polieno, a 1510 cm-1 un grupo amida, a 1378 cm-1 un grupo hidroxilo, a 1251 cm-1 un éter aromático y vinílico con estiramiento asimétrico y a 1054 cm-1 un éter aromático y vinílico con estiramiento simétrico.

46

Figura 15. Muestra 1C. Cáscara grado de madurez: 1 mes

Los grupos funcionales encontrados en la semilla de un mes de corte utilizando dicloro metano como solvente, se observa en la figura 16 con las siguientes longitudes de onda, a 3285 cm-1 ácido carboxílico con estiramiento en V, a 3008 cm-1 una cadena alifática larga de éster posiblemente insaturado. Para 2925 cm-1 una cadena alifática larga de éster posiblemente insaturado, a 2854 cm-1 una cadena alifática larga de éster posiblemente insaturado, a 1746 cm-1 ácido carboxílico de éster probablemente alifático, a 1654 cm-1 vinilo, metileno, terminal, cis, trans, trisustituido. A 1541 cm-1 el grupo amino –HN- con transición d, a 1465 cm-1 éster alifático de cadena larga, a 1428 cm-1 un éster alifático de cadena larga. A 1377 cm-1 un ácido carboxílico de torsión d. A 1238 cm-1 ácido carboxílico de éster probablemente alifático, a 1238 cm-1 un ácido carboxílico de éster probablemente alifático, a 1163 cm-1, 1118 cm-1 y 1098 cm-1 los grupos carbonilo unidos a éster o cetona y finalmente a 722 cm-1 un grupo carbonilo unido a éster o cetona.

47

Figura 16. Muestra 1S. Semilla grado de madurez 1 mes con diclorometano.

En la figura 17 se muestran los resultados para la semilla de grado de madurez de un mes empleando hexano como solvente. Se aprecia una banda a 3474 cm-1 probable del grupo OH con estiramiento V, a 3008 cm-1 éster alifático de cadena larga posiblemente insaturado, a 2925 cm-1 un grupo alquilo de cadena larga. A 2854 cm-1 un grupo alquilo de cadena larga, a 1746 cm-1 acido carboxílico probablemente éster, a 1464 cm-1 un éster alifático de cadena larga, a 1238 cm-1 y 1163 cm-1 un éster alifático de cadena larga, a 1118 cm-1 y 1109 cm-1 el grupo carboxilo probablemente éster o cetona y a 722 cm-1 un grupo alquilo de cadena larga.

48

Figura 17. Muestra 1S. Semilla grado de madurez 1 mes con hexano.

Los grupos funcionales encontrados en la pulpa de 1 mes de corte (6P1) se muestran en la figura 18. Se observa la banda a 3393 cm-1 de un grupo hidroxi o amino, a 2927 cm-1 un alcohol alifático primario, secundario o cíclico, a 1604 cm-1 sal de ácido carboxílico o compuesto de dos o más - OH- con doble enlace (polihidroxidos), a 1406 cm-1 un alcohol alifático cíclico y a 1054 cm-1 un grupo carbonilo, éster o cetona.

En la figura 19 se presentan los grupos funcionales encontrados en la pulpa de 6 meses de corte (6P2). Se puede observar la banda a 3394 cm-1 un grupo alquilo hidroxi o amino como sustituyente, a 2927 cm-1 un alcohol alifático sustituyente con un carbonilo, a 1625 cm-1 una sal de ácido carboxílico di o pilihidroxilado, a 1407 cm-1 una sal de ácido carboxílico di o pilihidroxilado, a 1059 cm-1 una sal de ácido carboxílico di o pilihidroxilado, a 818 cm-1 aromáticos con vibraciones de torsión fuera de plano, 1,3 disustitución meta, y a 778 cm-1 una 1,2,3 trisustitución.

49

Figura 18. Muestra 6P1. Pulpa grado de madurez 6 meses

Figura 19. Muestra 6P2. Pulpa grado de madurez 6 meses

50

En la figura 20 se presentan los grupos funcionales encontrados en la cáscara de 6 meses de corte, en la banda de 2399 cm-1 aparece un grupo hidroxi o amino general, a 2921 cm-1 un alcohol alifático con grupo carbonilo como sustituto, a 1618 cm-1 un grupo amino con torsión en el plano d, a 1420 cm-1 un grupo alquilo, a 1055 cm-1 un éster o cetona y a 594 cm-1 un aromático con torsión fuera del plano, 1,4 disustitución (para).

Figura 20. Muestra 6C. Cáscara grado de madurez 6 meses

Los grupos funcionales encontrados en la semilla de seis meses de corte utilizando diclorometano como solvente se aprecian en la figura 21. En la frecuencia 3218 cm-1 se encontró un grupo alquino con estiramiento en V, a 3008 cm-1 un grupo alquilo general, en 2925 grupo alquilo de cadena larga de más de 7 sustituyentes, a 2854 cm-1 el grupo alquilo de cadena larga de más de 7 sustituyentes, a 1746 cm-1 un ácido carboxílico éster con estiramiento en V, a 1655 cm-1 un grupo metileno, terminal, cis, trans, trisustituido con estiramiento en V, a 1544 cm-1 un grupo amino –NH- con torsión d, a 1464 cm-1 un ácido carboxílico, éster o R-OH con torsión d, a 1417 cm-1 -OH- con estiramiento en V,

51

en 1377 carbonilo alifático de cadena larga con torsión d, a 1238 cm-1 un éter -1 aromático y vinílico con estiramiento asimétrico y a 1163 cm un grupo -C-O-CH2- -1 -1 -1 a 1118 cm y 1098 cm un grupo -C-O- y a 722 cm un grupo -(CH2)n.

Figura 21. Muestra 6S. Semilla grado de madurez 6 meses utilizando diclorometano.

Los grupos funcionales encontrados en la semilla de seis meses de corte utilizando hexano como solvente se aprecian en la figura 22. En la longitud de onda de 3473 cm-1 se encontró un grupo alquino con estiramiento en V, a 3008 cm-1 un grupo alquilo general, a 2925 cm-1 un grupo alquilo de cadena larga de más de 7 sustituyentes, a 2854 cm-1 un grupo alquilo de cadena larga de más de 7 sustituyentes o puede ser también éster alifático de cadena larga posiblemente insaturado, a 1746 cm-1 un ácido carboxílico éster con estiramiento en V, a 1464 cm-1 un ácido carboxílico éster o R-OH con torsión d, a 1418 cm-1 un grupo -OH- con estiramiento en V, a 1377 cm-1 un grupo carbonilo alifático de cadena larga con torsión d, a 1238 cm-1 un éster alifático de cadena larga posiblemente

52

insaturado, a 1163 cm-1 un grupo -C-O-CH2- , a 1118 cm-1 un grupo -C-O- , a 1098 cm-1 un grupo -C-O- , y finalmente a 722 cm-1 un grupo -(CH2)n

Figura 22. Muestra 6S. Semilla grado de madurez 6 meses utilizando hexano.

Al comparar los resultados de la cáscara de uno y seis meses de corte, como se observa en la figura 23, prevalecen los mismos grupos funcionales con la diferencia de que en la de 6 meses de corte no aparecen las bandas 1736 cm-1, del grupo carbonilo, 1510 cm-1 del grupo OH o amida y 1290 cm-1

53

Figura 23. Muestras comparativas de cáscara de 1 y 6 meses (1C) y (6C)

En la figura 24 se presentan los comparativos de las muestras de pulpa analizadas, en donde se observa que al comparar los resultados de uno y seis meses de corte, prevalecen básicamente los mismos grupos funcionales.

Figura 24. Muestras comparativas de pulpa de 1 y 6 meses (1P) y (6P)

54

En la figura 25 se comparan los resultados de la semilla de uno y seis meses de corte y se encuentra que prevalecen básicamente los mismos grupos funcionales con la diferencia de que al utilizar hexano no se observan las frecuencias 1654 - 1655 cm-1 del grupo metileno, 1541-1544 cm-1 del grupo amino –NH- con torsión d.

Figura 25. Muestras comparativas de semilla de 1 y 6 meses (1S) y (6S)

En resumen los resultados obtenidos con espectroscopía infrarroja mostraron la presencia de grupos funcionales tales como sales de ácido carboxílico di o polihidroxilados en la pulpa, en la semilla se presentan cadenas alifáticas de éster posiblemente insaturadas, grupos amino y ácidos carboxílicos unidos a éster o cetonas y en la cáscara predominan los grupos hidroxi y amino así como grupos alquilo y esteres o cetonas. No se apreciaron diferencias de grupos funcionales al variar al grado de madurez. Estos resultados son similares a los reportados por Hernández et al., en el 2011 al estudiar el aceite de semilla de calabaza por reflexión atenuada y espectroscopía infrarroja.

55

En la tabla 9 se muestra un resumen de los grupos funcionales detectados en la harina de calabaza proveniente de la pulpa, semilla y cáscara.

Tabla 9. Grupos funcionales de la harina de calabaza

Semilla Pulpa Cáscara

Longitud de Grupo Longitud de Grupo Longitud de Grupo No. Id. -1 -1 -1 onda (cm ) funcional onda (cm ) funcional onda (cm ) funcional

1 3474 3393,3394 3400

-C-H 2 3288 2927 2925,2922 -C-H (CH2) (CH2)

3 3008 =C-H (cis) 1608,1618 1736 -C=O

4 2925 -C-H (CH2) 1406, 1420 =C-H 1626.1627

5 2854 -C-H (CH2) 1059,1053 C-O 1510 -C-H (CH2)

6 1746 -C=O 816 =CH2 1409- 1378 =C-H

1654, 7 -C=O 777 -C-H 1280 =C-H (cis) 1655

8 1541,1544 -C-H (CH2) 610-598 1025-1053 -C-O

9 1465,1464 -C-H (CH2) 606-534

10 1418,1417 =C-H

11 1377 =C-H

12 1238 -C-O-CH2-

13 1163 -C-O-CH2-

14 1118 -C-O

15 1098,1099 -C-O

16 722

56

3.3 Determinación de minerales por absorción atómica

Los resultados del análisis de espectrofotometría de absorción atómica por flama para muestras de harina de semilla, pulpa y cáscara de 1 y 6 meses de corte se presentan en la tabla 10. Se observa que las muestras de harina elaboradas a partir de los diferentes componentes del fruto (cascara, pulpa y semilla) contienen todos los minerales recomendados en la norma oficial mexicana para la ingesta diaria de la población, incluso algunos en cantidades superiores a los establecidos en la norma.

La cantidad de hierro oscila entre 81 a 332 mg/kg, encontrándose el valor más bajo en la semilla y el más alto en la pulpa del fruto de 6 meses de corte. Con respecto al calcio se obtuvieron valores de 476-3720 mg/kg, presentándose en forma más abundante en la cáscara, los valores de sodio fueron de 33-94, el valor mayor se obtuvo en la harina de pulpa de 6 meses de corte. En cuanto al potasio se obtuvieron valores muy altos de este mineral localizándose el mayor contenido de 70314 mg/kg en la pulpa de 6 meses de corte. El contenido de magnesio y zinc fue mayor en la harina de semilla elaborada a partir de 6 meses de corte aunque también se presenta elevado en la semilla de 1 mes de corte.

Tabla 10. Contenido de minerales en la harina de calabaza

Hierro Calcio Sodio Potasio Magnesio Zinc Muestra mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg

Semilla 1s 150 798 47 45861 3286 51 Semilla 6 s 81 476 33 * 37905 * 4150 * 60 *

Pulpa 1p 105 1839 48 57340 846 12

Pulpa 6p 332 * 2302 94 70314 1319 15

Cascara 1c 191 1916 76 64697 887 20

Cascara 6c 146 3720 * 58 56074 2143 21

Nota: *Sobresalen en color rosa los valores más altos y en azul los valores más bajos obtenidos de cada mineral.

57

En la tabla 11 se presenta la comparación de la cantidad de minerales presentes en diferentes tipos de harinas comerciales y el valor promedio en mg/100 g de cada uno de los minerales determinados en las harinas elaborados a partir de los componentes de la calabaza (cáscara, pulpa y semilla). Se observa que la harina de calabaza contiene una mayor cantidad de potasio, calcio y magnesio que las otras harinas comerciales. Con respecto al hierro se aprecia que este mineral tan importante para la dieta del humano se encuentra en cantidades superiores a las otras harinas comerciales. Finalmente en cuanto al sodio y el zinc se obtienen valores similares a las otras harinas comerciales. Estos resultados demuestran que la harina de calabaza ofrece importantes aportaciones de minerales que contribuyen a cumplir con la ingesta diaria recomendada.

En México la Norma Oficial Mexicana (NOM-247-SSA1-2008), Productos y servicios. Cereales y sus productos. Cereales, harinas de cereales, sémolas o semolinas recomienda una ingesta diaria de fierro de 17 mg, de calcio 900 mg, de magnesio 250 mg y de zinc 10 mg, potasio 3510 mg y sodio máximo 2000 mg.

Tabla 11. Comparación de minerales en diferentes tipos de harinas comerciales

Harina Minerales Harina Harina Harina Harina de de arroz (mg/100 g) de trigo de kamut de soya calabaza integral

Sodio 75.0 3.8 4.0 10.0 5.8

Potasio 135 446 1 870 23.8 5 536

Calcio 16.0 31.0 195 21.0 1105

Magnesio 20.0 153 2 47 110 210.5

Zinc 4.8 ------4.9 1.6 2.98

Hierro 4.5 4.2 12.0 1.7 16.75

58

3.4 Análisis proximales de la harina de calabaza

La determinación de análisis proximales se realizó a partir de la harina integral de calabaza mezclando homogéneamente todos los componentes, cáscara, pulpa y semilla. Los análisis indicaron que la harina integral de calabaza presentó un contenido energético de 286.20 kcal/100g, 47.02% de carbohidratos totales, 12.59 % de proteínas, 21.08 % de azúcares, 5.30% de grasa, 21.13% de fibra y 6.94 g/100mg de cenizas y vitamina A con 1.66 ug/g (ver tabla 12).

Tabla 12. Resultados del análisis nutrimental de la harina integral de calabaza

Parámetros determinados Resultados

Contenido energético 286.20 kcal/100g Cenizas 6.94 g/100mg Carbohidratos totales 47.02 % Grasas 5.30 % Proteínas 12.59 % Azucares 21.08 % Fibra dietética 21.13 % Vitamina A 1.66 ug/g

Al comparar el contenido nutrimental de la harina integral de la calabaza con otras harinas comerciales se encontró que el contenido energético de la harina de calabaza así como el contenido de carbohidratos presentó mayor similitud con la harina de soya, siendo más bajo que el de las otras harinas comerciales; en cuanto al contenido de proteínas se demostró que fue similar a la harina de trigo superando otras harinas comerciales con excepción de la harina de soya. Sin embargo cabe mencionar que aunque no supera la cantidad de proteínas de la harina de soya la harina de calabaza contiene menos grasa que la harina de soya y un mayor contenido de fibra (ver tabla 13).

59

Considerando que las grasas presentes en la harina integral de la calabaza son consideradas grasas funcionales que pertenecen al grupo oleico-linoleico según los datos obtenidos del análisis de caracterización infrarroja, estos resultados indican el alto grado nutritivo de este producto comparado con las otras harinas comerciales. El alto contenido de fibra de la harina de calabaza también es un atributo importante desde el punto de vista nutricional ya que la fibra en la dieta diaria del ser humano es indispensable para lograr un buen tránsito intestinal y se recomienda ampliamente para la prevención del cáncer de colon (Lozano et al., 2013).

Tabla 13. Comparación del contenido nutrimental de diferentes harinas comerciales

Contenido Hidratos de Proteínas Grasas Fibra Harinas energético Carbono (%) (%) (%) (%) kcal/100g

Trigo 341.8 70.6 9.86 1.2 4.58

Trigo Integral 332.4 60.5 12.7 2.4 9.0

Maíz 342.4 66.3 8.3 2.8 9.4

Centeno 365.2 74.2 7.9 2.2 8.5

Arroz 361.8 80.1 6,0 1.4 2.4

Soja 241.2 13.0 37.3 20.6 17.3

Patata 374.5 83.1 6.9 0.3 5.9

Harina 286.2 47.0 12.6 5.3 21.1 Integral de Calabaza

3.5 Resultados de la calidad microbiológica

En la tabla 14 se presentan los resultados de los análisis microbiológicos realizados a las harinas obtenidas de los diferentes componentes de la calabaza. Los resultados de los análisis microbiológicos realizados a las harinas obtenidas

60

de los diferentes componentes de la calabaza indicaron que el producto no se encuentra contaminado con microorganismos patógenos como la Salmonella. La cuenta de bacterias mesofilicas aerobias así como la cuenta de organismos coliformes indicadores de contaminación fecal, se encuentran dentro de los límites máximos establecidos en la norma oficial mexicana. Sin embargo se demostró la presencia de microorganismos indicadores de contaminación con valores mayores a los límites permitidos en la norma oficial mexicana para hongos y levaduras, presentándose cuentas elevadas superiores a las 500 UFC/g en la harina obtenida de la pulpa y semilla.

La presencia de este grupo de microorganismos se relaciona con malas prácticas de higiene durante la elaboración del producto por lo que se recomienda incrementar las buenas prácticas de manufactura durante la elaboración de la harina con el fin de evitar la contaminación y disminuir la cuenta de este tipo de microorganismos. Se ha demostrado que los hongos y levaduras presentes en los alimentos pueden disminuir la vida de anaquel del producto y por ende causar pérdidas económicas al productor (NOM-247-SSA1-2008).

Tabla 14. Resultados de los análisis microbiológicos de la harina de calabaza

Cuenta de Cuenta de Cuenta de Salmonella bacterias Coliformes Cuenta de hongos Muestras mesofílicas totales levaduras (25g) aerobias (BMA) (CT) UFC/g UFC/g UFC/g UFC/g

Harina de 13 000 120 110 120 AUSENTE la cascara Harina de 75 000 170 2800 2200 AUSENTE la pulpa Harina de 120 80 2500 690 AUSENTE la semilla Nota: Límites máximos permitidos según NOM-247-SSA1-2008: BMA= 500,000 CT =500 Hongos y levaduras =500 UFC/ml. Salmonella = ausente en 25g.

61

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

En este trabajo se elaboró harina integral de calabaza a partir de la especie “Cucurbita lundelliana” que se cultiva en el estado de Tabasco. La harina proveniente de los componentes para frutos de 1 y 6 meses de corte, se analizó mediante espectroscopia infrarroja para identificar los grupos funcionales en las muestras. Los resultados en infrarrojo mostraron entre los grupos funcionales en la pulpa, sales de ácido carboxílico di o polihidroxilados lo que indica muy posiblemente la presencia de celulosa, vitamina A y carbohidratos. En la cáscara se observaron grupos hidroxi y amino así como grupos alquilo y esteres o cetonas, relacionados con la presencia de celulosa, proteínas o vitaminas y ácido fólico. En la semilla de calabaza se encontraron cadenas alifáticas de éster posiblemente insaturada, grupos amino y ácidos carboxílicos unidos a éster o cetonas indicando muy probablemente la presencia de proteínas, acido fólico y ácidos grasos. Al comparar los espectros de 1 y 6 meses de corte, no se apreciaron diferencias de grupos funcionales en las muestras de pulpa, semilla y cáscara, con respecto a los diferentes grados de madurez del fruto.

Los resultados obtenidos son semejantes a los reportados por Hernández et al., 2011 al estudiar el aceite de semilla de calabaza por reflexión atenuada y espectroscopía infrarroja y también a los reportados por Lankmayr et.al., 2004 en la clasificación quilométrica en aceite de semilla de calabaza usando espectro UV- Vis, NIR y FTIR. Rodríguez en el 2006, presenta resultados similares en los espectros obtenidos por FTIR en semilla de calabaza (C. moschata Duch) utilizando el método con pastillas de KBr.

Los resultados de los análisis de espectroscopía por absorción atómica por el método de flama indicaron la presencia de minerales de importancia para la salud de los seres humanos, en cantidades suficientes para cubrir la aportación a la ingesta diaria recomendada por la OMS. Los resultados por absorción atómica de

62

minerales en harina de frutos de 1 y 6 meses de corte tampoco presentan diferencias con respecto al grado de madurez.

Las aportaciones de hierro son suficientes, el valor mínimo se encontró en la semilla de 6 meses de corte y aun es mucho mayor a la dosis diaria recomendada, lo cual representa un buen aporte para niños, mujeres embarazadas y personas con déficit de este mineral. La harina de calabaza sería una buena fuente de calcio ya que la semilla de 6 meses de corte corresponde a la mitad de la dosis diaria recomendada y el máximo valor lo encontramos en la cáscara de 6 meses de corte. También se observa que esta harina representa una fuente rica en magnesio y zinc, los cuales podrían complementar la dieta en poblaciones con deficiencias nutricionales.

Estos resultados cobran relevancia ya que en la industria alimentaria en muchas ocasiones las harinas obtenidas de otros cereales se tienen que fortificar con fierro y calcio para poder cumplir con las cantidades recomendadas, por lo que la harina de calabaza aporta una cantidad suficiente para la ingesta diaria en la mayoría de los minerales analizados (NOM-247-SSA1-2008 ; OMS, 2004).

Sólo en cuanto al contenido del potasio se obtuvieron valores superiores a las recomendaciones para la ingesta diaria, se observó con mayor contenido de este mineral particularmente en la harina proveniente de la cáscara. Sin embargo este factor podría contribuir a mantener la relación equilibrada (1 a 1) con las altas cantidades de sodio que normalmente se consumen, cabe mencionar que la Organización Mundial de la Salud en lo últimos años ha sugerido aumentar la ingesta de potasio en la dieta, ya que estudios realizados han demostrado que reduce la tensión arterial sistólica y diastólica tanto en niños como en adultos y se asocia con la prevención de accidentes cerebrovascular, enfermedades cardiovasculares o cardiopatía coronaria (OMS, 2013).

63

En cuanto al contenido nutrimental la harina de calabaza se demostró que este producto contiene un mayor contenido de proteínas (12.6 %) así como un mayor contenido de fibras (21.1%) al compararla con otras harinas comerciales. Es importa resaltar que la harina de calabaza contiene una mayor cantidad de fibra y menor cantidad de grasa que la harina de soya, lo cual representa una ventaja nutrimental con respecto a las demás harinas comerciales.

Se pueden comparar los resultados de la composición química con los presentados por Rodríguez et al., 2012 sobre las propiedades fisicoquímicas y funcionales de comidas mexicanas a base de semilla de calabaza (C. pepo).

Con respecto a la calidad microbiológica de la harina, los análisis microbiológicos realizados indican que en el producto no se encontraron microorganismos patógenos como la Salmonella. Los valores de microorganismos indicadores de contaminación se encontraron dentro de límites máximos establecidos en la norma oficial mexicana para bacterias mesofílicas aerobias y el grupo de organismos coliformes. Sólo se obtuvieron valores superiores a los establecidos en la norma (500 UFC/g), para la cuenta de hongos y levaduras en la harina obtenida de la pulpa y semilla, indicando un mayor crecimiento de hongos y levaduras. Esto se relaciona con fallas en las prácticas de higiene durante la elaboración del producto por lo que se recomienda implementar un sistema de análisis de riesgos y puntos críticos de control durante la elaboración de la harina para prevenir el desarrollo de estos microorganismos, que aunque no son patógenos pueden afectar la vida de anaquel y disminuir así el tiempo de caducidad.

64

CONCLUSIONES

Con base a los resultados obtenidos se concluye que se cumplieron los objetivos de este trabajo, ya que se logró elaborar y caracterizar una harina integral de calabaza utilizando la especie “Curcubita lundelliana” que se cultiva en el Estado de Tabasco y sureste del país.

La caracterización de los componentes de la harina por espectroscopia infrarroja demostraron la presencia de grupos funcionales como sales de ácido carboxílico di o polihidroxilados en la pulpa, cadenas alifáticas de éster posiblemente insaturada, grupos amino y ácidos carboxílicos unidos a éster o cetonas en la semilla y grupos hidroxi y amino, grupos alquilo y ésteres o cetonas en la cáscara. No se apreciaron diferencias de grupos funcionales al variar al grado de madurez del fruto. La presencia de minerales como fierro, calcio, magnesio, zinc, sodio y potasio se demostró por la técnica de absorción atómica. Se determinó que la harina integral de calabaza (pulpa, semilla y cáscara) tiene un contenido energético de 286.2 kcal/100g, 47.0% de hidratos de carbono, 12.6 % de proteínas, 21.1 % de azúcares totales, 5.30% de grasa y 21.1% de fibra. La harina integral de la calabaza es un producto nutritivo que contiene proteínas, fibra, grasas funcionales, hierro, calcio, magnesio y otros minerales que incluso en su mayoría presentan valores superiores al de las harinas comerciales. La harina no contiene microorganismos patógenos por lo que se recomienda como un alimento inocuo para el consumo humano.

Dada la necesidad de adoptar un régimen alimenticio y un estilo de vida más saludable y preocupados por la salud de la población en particular en México en donde la Secretaría de Salud acaba de declarar una alerta epidemiológica para enfermedades como la diabetes, la obesidad y el sobrepeso, la harina de calabaza elaborada representa una excelente alternativa para cubrir las necesidades nutrimentales de la ingesta diaria. Fomentar el consumo de este producto le proporcionará además un valor agregado al cultivo de la calabaza que se produce en la región.

65

PROSPECTIVAS

Este trabajo presenta la oportunidad de comercialización de la harina integral de calabaza así como de diversos productos elaborados a base de ella. Esta harina ofrece amplia gama de posibilidades para el desarrollo de formulaciones adecuadas para consumo humano, por lo cual se requiere de estudios económicos que permitan determinar los costos de inversión y de producción.

Durante el prolongado tiempo de deshidratación, dadas las condiciones de humedad y temperatura existe susceptibilidad para el desarrollo de microorganismos con riesgo de contaminación por manipulación por lo que se requiere de propuestas innovadoras para mejorar y estandarizar las condiciones de secado a fin de disminuir el tiempo y costos por energía en el proceso.

Es necesaria la identificación cualitativa y cuantitativa de metales pesados, de antinutrientes así como de vitaminas en particular A y B. Es importante la identificación de los hongos y levaduras presentes en este producto para evaluar la vida de anaquel. Se requiere evaluar la digestibilidad del producto debido a la dureza de la cáscara.

66

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFÍCAS

Akwaowo E.U., Bassey A. Ndon, Etuk E.U. Minerals and antinutrients is fluted pumpkin (Telfairia occidentalis Hook f.) Food Chemistry 70 (2000) 235-240. Nigeria. 2000. Bourriot, S., Garnier, C. y Doublier, J.L. Phase separation, rheology and microstructure of micellar casein-guar gum mixtures. Food Hydrocolloids 7, 90-95. 1999. Carreazo P. N.Y., Cuervo Valdés J.J. El cumplimiento de una dieta sin gluten estricta mejora algunos aspectos de la calidad de vida en adolescentes celiacos. Revista Evidencias en pediatría vol.5, no. 1. Perú 2009. Desrosier N.W. Elementos de Tecnología de Alimentos. Decimocuarta edición. Compañía Editorial Continental, S.A. de C.V. México 1999. De la Cruz G. V., Villalpando S., Mundo R. V., Shamah L. T. Prevalencia de anemia en niños y adolescentes mexicanos: comparativo de tres encuestas nacionales. Salud Pública de México 2013. 55 supl 2:S180-S189. Ekpedeme U. A., Bassey A. N., Ekaete U. Etuk. Minerals and antinutrients in fluted pumpkin (Telfairia occidentalis Hook f.). Food Chemistry 70 (2000) 235-240. Analytical, Nutritional and Clinical Methods Section. Nigeria. 1999. Foust A. S., Wenzel L. A., Clump C.W., Maus L., Andersen L. Bryce. Principios de Operaciones Unitarias segunda edición. Cía. Editorial Continental. México 2001. Financiera Rural. Monografía de la Calabaza: Fruto y Semilla. Dirección General Adjunta de Planeación Estratégica y Análisis Sectorial, Dirección Ejecutiva de Análisis Sectorial, México 2011. Galaviz R.J., Mayet M.Y., Cabazos A.J., De la Rosa P.P., Sánchez L. A.P. Estrategias de integración de la cadena agroalimentaria en Tlaxcala a partir de la calabaza de castilla (Cucurbita pepo L.). España 2013. García R. M. Tecnología de Cereales. Curso de Ciencia y Tecnología de los Alimentos. Dpto. de Ingeniería Química. Facultad de Ciencias Universidad de Granada. España. 2013.

67

Giraldo A., Velasco R., Aristizábal J. Obtención de harina a partir de hojas de yuca (manihot esculenta crantz) para consumo humano. 2006. Glew R.H., Glew R.S., Chuang L.T., Huang Y. S., Millson M., Constans D.y Vanderjag D.J., Plant Foods For Human Nutrition 61: 51–56. Amino Acid, Mineral And Fatty Acid Content Of Pumpkin Seeds (Cucurbita Spp) And Cyperus Esculentus Nuts In The Republic Of Niger. 2006. Krochta, E.M. Emulsion films on food products to control mass transfer. En: Food Emulsions and Foams, (E.L. Gaden y E. Doi, eds.), Pp. 65-78. Plenum Press, Nueva York. 1990. Kamnev A.A., Colina M., Renou. M.E., Frolov I., Ptitchkina N. M., and Ignatov V. V. Monutshe fuir Chem, Chemical Monthly, Springer-Verlag. Printed in Austria Monatshefte fur Chemie 128, 211-216 Atomic Absorption Spectroscopic Investigation of the Mineral Fraction of Pectins Obtained from Pumpkin and Sugar Beet. Austria. 1997. Lankmayr E., Mocak J., Serdt K., Balla B. Wenzl T., Bandoniene M.,Wagner S. Clasificación quilométrica en aceite de semilla de calabaza usando espectro UV-Vis, NIR y FTIR. Austria 2004. Lira S.R., Eguiarte F.L., Montes H.S., Proyecto Recopilación y Análisis de la Información Existente de las Especies de los Géneros Cucurbita y Sechium que crecen y/o se cultivan en México. UNAM- INIFAP, Iztacala, México. 2009. Lozano M.D., Gómez D. H., Garrido L.F., Jiménez C.A., Campuzano R. C., Franco M. F., Medina M.M., Naghavi, M., Borgues G. M., Wang H., Vos T., López D.A., Murray, C.J. La carga de enfermedad, lesiones, factores de riesgo y desafíos para el sistema de salud en México. Salud pública de México / vol. 55, no. 6, noviembre-diciembre 2013. Lucas F.B., Hernández J.L.I., Boettler B.R. Análisis proximal y determinación de factores tóxicos de la almendra y caracterización fisicoquímica de la grasa de calabaza hedionda (Apodanthera Undulata). México. 2015. Martínez. Y., Valdivié M., Solano G., Estarrón M., Martínez O. y Córdova J. Efecto de la harina de semilla de calabaza (Cucurbita maxima) en el

68

colesterol total y ácidos grasos de los huevos de gallinas ponedoras. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 46, Número 1, 2012. Cuba. 2012. McCabe Warren L.; Smith C.Julian; Harriot Peter. Operaciones Unitarias en Ingeniería Química. Sexta edición, Mc Graw Hill. México 2002. Morales S.S.G. Estudio y elaboración de una bebida funcional de jugo de naranja (Citrus síntesis) adicionada con sulfato de glucosamina, sulfato de condroitina y extracto de granada (Punica granatum). Instituto Politécnico Nacional. Escuela Nacional de Ciencias Biológicas. México 2011. Moreno M. E.; Cervantes R. M.; Corrales F.C.; Manual Técnico de Desinfección de Postcosecha. Programa de Inocuidad Alimentaria. Comité Estatal De Sanidad Vegetal de Baja California. CESVBC, SAGARPA, SEFOA, México 2013. Morrison R.T. y Boyd R.N. Química Orgánica. Sexta Edición. Ed. Pearson Addison W. EU. New York 1992. NORMA Oficial Mexicana NOM-247-SSA1-2008, Productos y servicios. Cereales y sus productos. Cereales, harinas de cereales, sémolas o semolinas. Alimentos a base de: cereales, semillas comestibles, de harinas, sémolas o semolinas o sus mezclas. Productos de panificación. Disposiciones y especificaciones sanitarias y nutrimentales. Métodos de prueba. NORMA Oficial Mexicana NOM-111-SSA1-1994, Bienes y servicios. Método para la cuenta de mohos y levaduras en alimentos. NORMA Oficial Mexicana NOM-086-SSA1-1994, Bienes y servicios. Alimentos y bebidas no alcohólicas con modificaciones en su composición. Especificaciones nutrimentales. NORMA Oficial Mexicana NOM-116-SSA1-1994, Bienes y servicios. Determinación de humedad en alimentos por tratamiento térmico. Método por arena o gasa. NMX-AA-051-SCFI-2001 Análisis De Agua - Determinación de Metales por Absorción Atómica en Aguas Naturales, Potables, Residuales y Residuales Tratadas - Método de Prueba (Cancela A La Nmx-Aa-051-1981)

69

Organización Mundial de la Salud, Ingesta de sodio en adultos y niños. Ginebra Switzerland. 2013 Organización Mundial de la Salud, Ingesta de potasio en adultos y niños. Ginebra Switzerland. 2013 OMS/FAO. Seguimiento propuesto por la FAO del informe de la Consulta de expertos sobre dieta, nutrición y prevención de enfermedades crónicas. Comité de agricultura COAG/2004/3-Rev.1 Roma, 9–10 de febrero de 2004. Perkin Elmer de México, S.A. Colección de espectros de infrarrojo para ejercicios de interpretación. Curso básico teórico. México Piña B.A. Desarrollo de modelos quimiométricos acoplados a espectrofotometría MID-FTIR-HATR para la identificación y cuantificación de olote como adulterante en la masa nixtamalizada y tortilla de maíz blanco y azul. Instituto Politécnico Nacional. Escuela Nacional de Ciencias Biológicas. México 2012. Ponka R., Abdou B. A., Fokou E., Tabot S.T., Beaucher E., Piot M., Leonil J., Gauchero F., Protein, mineral and amino acid content of some Cameroonian traditional dishes prepared from pumpkin (Cucurbita maxima Duch.), 2015. Journal of Food Composition and Analysis 43 (2015) 169–174. Rendón R. V., Ovalles D. J., León L. y Medina A. Valor nutritivo de la harina de lombriz de la harina de lombriz (Eisenia foetida) como fuente de aminoácidos y su estimación cuantitativa mediante cromatografía en fase reversa (HPLC) y derivatización precolumna con o-ftalaldehído (OPA). Venezuela. 2003. Rodríguez J.M., Un ingrediente activo con acción antihelmíntica, a partir de las semillas de Cucurbita moschata Duch: Estudios analíticos y de preformulación. Instituto de Farmacia y Alimentos Departamento de Tecnología y Control de los Medicamentos. La Habana, Cuba. 2006. Rodríguez M. J., Hernández S.B., Lara H.E., Vivar V.M.A, Carmona G.R., Gómez A.C., y Martínez S.C. Physicochemical and funcional properties of whole and defatted meals from Mexican (Cucúrbita peppo) pumpink seeds. International Jorunal of Food Science and Tecnology. 47, 2297-2303. 2012.

70

Sanabria H. y Tarqui C. Fundamentos para la fortificación de la harina de trigo con micronutrientes en el Perú. Anales de la Facultad de Medicina Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Perú. 2007. Saucedo H.Y., Lerma G.M.J., Herrero M.J.M., Ramos R.G., Rodríguez E.J.., Simón A.E.F. Classification of Pumpkin Seed Oils According to Their Species and Genetic Variety by Attenuated Total Reflection Fourier-Transform Infrared Spectroscopy. ACS Publications. American Chemical Society dx.doi.org/10.1021/jf104278g | J. Agric. Food Chem. 2011, 59, 4125–4129. 2011. Shamah L. T, Cuevas N. L, Mundo R. V., Morales R. C., Cervantes T. L., Villalpando H.S. Estado de salud y nutrición de los adultos mayores en México: resultados de una encuesta probabilística nacional. Salud Pública de México 2008. 50:383-389. Shamah L. T., Villalpando S., Mundo R. V., De la Cruz G. V., Mejía R. F., Méndez G.,Humarán I. Prevalencia de anemia en mujeres mexicanas en edad reproductiva, 1999-2012. Salud Pública de México 2013. 55 supl 2:S190- S198. Suárez M.D.J. Guía de procesos para la elaboración de harinas, almidones y hojuelas deshidratadas y compotas. Laboratorio de Ciencia y Tecnología no. 113. Bogotá, Colombia. 2005. Surco A.J.C., Alvarado K.J.A. Harinas compuestas de sorgo-trigo para panificación. Instituto de Investigaciones Químicas (IIQ), Carrera de Ciencias Químicas, Universidad Mayor de San Andrés, (UMSA) Casilla 303, La Paz- Bolivia. 2010. Stevenson D.G., Yoo S.H., Hurs P.L., Jane J. Structural and physicochemical characteristics of winter squash. (Cucurbita maxima D.) fruit starches at harvest. www.elsevier.com/locate/carbpol. 2004.

Líneas de internet http://books.google.com.mx/books?id=8HGwgpTRiP4C&printsec=frontcover&hl=es &source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false

71

http://www.forbes.com.mx/mexico-el-pais-mas-obeso-del-mundo/ http://www.fao.org/3/a-i4040s.pdf Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura FAO Roma, 2014. http://faostat3.fao.org/browse/Q/QC/S . FAOSTAT 2016 http://es.slideshare.net/yames0801/monografa-calabazaene2011vf.Instituto Nacional de Estadística y Geografía, 2012. Panorama agropecuario en Tabasco, censo agropecuario Tabasco 2007-2012. http://www.fao.org/3/a-i4636s.pdf Org. Panorama de de la inseguridad Alimentaria y Nutricional en América Latina y el Caribe 2014. http://www.fao.org/right-to-food-around-the-globe/methodology/es/Organización de las Naciones Unidas para la alimentación y la agricultura, 2014. http://www.unicef.org/mexico/spanish/UN_ODM_web.pdf Unicef 2014. Una mirada desde la infancia y la adolescencia en México. http://w6.siap.gob.mx/comercio/siim/frutasyhortalizas/consulta_nacional_mensual. http://snics.sagarpa.gob.mx/certificacion/Enero2010/Campeche.pdf http://www.biodiversidad.gob.mx/usos/alimentacion/calabaza.html www.biodiversidad.gob.mx/.../Cucurbita%20y%20Sechium/.../Informe% 2016. http://www.siap.gob.mx/ 2015 www.tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/1728/Capitulo2.pdf www.ancodegermoplasma.catie.ac.cr/cucurbita_lundelliana.php.

http://www.monografias.com/trabajos55/cultivo-calabaza/cultivo- calabaza2.shtml#ixzz4Gcs4JJAS http://www.cofepris.gob.mx/MJ/Paginas/NormasPorTema/Alimentos.aspx http://www.proceso.com.mx/462525/declaran-emergencia-sanitaria-obesidad- diabetes

72

Anexo A. Propuesta de las operaciones unitarias y selección de equipo para la elaboración de harina de calabaza a nivel industrial.

Las etapas principales en la elaboración de harina de calabaza se pueden resumir principalmente en:

a) Recolecta de la calabaza del campo. b) Transporte de la plantación a la planta procesadora. Pueden ser utilizados camiones. Dentro de las instalaciones, se pueden utilizar bandas trasportadoras, elevadores de cangilones y trasportadores de tornillo sin fin para el producto triturado. c) Almacenado del producto en bruto. En este caso se sugiere utilizar un almacén de hormigón, bien sellado. d) Limpieza. Antes de proceder con la trituración se debe lavar la materia prima, en este caso se propone jabón y agua clorada a presión en tinas de acero inoxidable. e) Se propone para una trituración primaria en un equipo de rodillo dentado o bien molino de varillas de acero debido a la gran dureza de la materia prima, como se muestra en la figura 26.

Figura 26. Equipo de rodillo dentado para trituración primaria.

73

Para la trituración secundaria (ver figura 27) se propone un quebrador de rodillos con dientes más pequeños que el primario, esto con la finalidad de no extraer líquidos que requieran otro tipo de equipo en la operación. La finalidad es fragmentar en partículas lo más finamente posible para facilitar el secado.

Figura 27. Equipo quebrador de rodillos para trituración secundaria. f) El secado tiene la finalidad de reducir la humedad hasta un nivel seguro para garantizar su conservación. Para cereales el nivel de seguridad es de 13 a 15% para la conservación a un año. Para productos como el cacao el nivel de seguridad es de 7 %. Por su gran contenido de humedad, se considerará que para la calabaza debe ser de 7% igual al del cacao, para impedir el crecimiento de hongos. Para el secado se propone un equipo de secado continuo como se muestra a continuación (ver figura 28), este tipo de secador es usado para secado de cereales.

74

Figura 28. Secador vertical convectivo. g) Molienda. El propósito es reducir a polvo las partículas ya secas pero de un tamaño mayor y variable. De acuerdo a la granulometría las partículas más gruesas se llaman salvado. Las sémolas se ubican entre 1150 a 430 micras, las semolinas entre 430 a 130 micras y las harinas con un tamaño menor a 130 micras.

Se propone para la molienda una maquina cortadora de cuchillas rotatorias (ver figura 29) con tamiz en el fondo con el propósito de obtener finos gránulos como una sémola o semolina debido a que la gran dureza de la cáscara de la calabaza.

Figura 29. Cortadora de cuchillas rotatorias con tamiz.

h) Almacenamiento. Para el almacenamiento del producto terminado, se puede utilizar silos cilíndricos verticales de acero inoxidable, con boquillas de llenado y vaciado, boquilla para inspección y limpieza y es recomendable un sistema de aeración constante que permita mantener las condiciones de humedad controladas.

75

Es conveniente empaquetar en sacos sellados al vacio y apilarlos adecuadamente cuidando que la humedad no afecte el producto terminado.

i) El trasporte neumático por medio de aire ya sea por aspiración o impulsión puede ser una opción para el transporte del producto final.

De acuerdo al análisis realizado previamente, a continuación se presenta el diagrama de flujo de proceso (ver figura 30) propuesto para la elaboración de harina de calabaza de manera industrial.

Figura 30. Diagrama de flujo del proceso industrializado propuesto.

76