Vol. 24 No. 1 (2022)
Original articles

Development of nutritional bars using cereals, Andean grains and squid protein concentrate

Juan Rodolfo Omote Sibina
Universidad Nacional Agraria La Molina

Published 2022-02-21

Keywords

  • kiwicha,
  • snack,
  • extrusion,
  • giant squid

How to Cite

Omote Sibina, J. R., Roldan Acero, D. J., Molleda Ordoñez, A. A., & Olivares Ponce, F. O. (2022). Development of nutritional bars using cereals, Andean grains and squid protein concentrate. Revista De Investigaciones Altoandinas - Journal of High Andean Research, 24(1), 17-26. https://doi.org/10.18271/ria.2022.383

Abstract

The extrusion process can be transferred to high Andean areas with the idea of generating value chains for the cultivation of Andean cereals and grains. An extruded product has been developed using cereals, Andean grains and pota protein concentrate (CPPo) to develop a nutritional bar that is well accepted by children from 5 to 10 years of age. The most acceptable product, qualified as a functional product, was made with 60.0% corn, 19.0% rice, 15.0% kiwicha and 6.0% CPPo, the main characteristic of which was the absence of pota odor and flavor. Subsequently, the nutritional bar was prepared using 57.5% of the extruded product and adding 27.5% sugar, 10.0% glucose and 5.0% grated coconut. In the proximal chemical composition of the nutritional bar, the content of proteins (9.56%), fats (3.10%), carbohydrates (79.49%), moisture (6.54%) and fiber (0.63%) are highlighted. The true digestibility (DV) and biological value (BV) of the nutritional bar protein were 90.53% and 94.54%, respectively. Microbiological tests met the requirements for human consumption. Finally, the acceptability of the nutritional bar was high in children (93%) and met the children's requirement for essential amino acids.

References

  1. AOAC-Association of Official Analytical Chemists (2012). Official Methods of Analysis. Washington, DC: Kenneth Helrich. 770 p.
  2. Arêas, J., Rocha-Olivieri, C. y Marques, M. (2016). Extrusion cooking: Chemical and nutritional changes. In B. Caballero, P. Finglas, F. Toldrá (Eds.), Encyclopedia of Food and Health (pp. 569–575). Academic Press. DOI:10.1016/B978-0-12-384947-2.00266-X
  3. Balbin Ordaya, B. (2014). Alimentos nutraceúticos de los andes peruanos para enfrentar la desnutrición. Boletín de GÆA, (133), 10. http://www.gaea.org.ar/BOLETIN133.pdf
  4. Berwig, K., Marques, D., Silva, D., Mendes, M., Raniero, G., Monteiro, C. y Monteiro, A. (2017). Texture on extruded snack: correlation between instrumental and sensory analysis. Chemical Engineering Transactions, 57, 1723-1728. DOI: 10.3303/CET1757288
  5. Bhattacharya, S. (2012). Raw materials for extrusion of foods. In M. Maskan, A. Altan (Eds.), Advances in food extrusion technology (pp. 69-85). CRC Press-Taylor & Francis Group.
  6. Bolwig, S., Du Toit, A., Riisgaard, L., y Halberg, N. (2008). Integrating poverty, gender and environmental concerns into value chain analysis. A conceptual framework and lessons for action research. [Working paper no 2008/16]. Danish Institute for International Studies, Copenhagen, DK.
  7. https://www.econstor.eu/bitstream/10419/44670/1/573597499.pdf
  8. Brennan, M., Derbyshire, E., Tiwari, B. y Brennan, C. (2013). Ready-to-eat snack products: The role of extrusion technology in developing consumer acceptable and nutritious snacks. International Journal of Food Science and Technology, 48(5), 893-902. DOI: 10.1111/ijfs.12055
  9. Buendía-Martínez, I. y Carrasco, I. (2013). Mujer, actividad emprendedora y desarrollo rural en América Latina y el Caribe. Cuadernos de desarrollo rural, (10), 21-45. DOI: 10.11144/Javeriana.cdr10-72.maed
  10. Cappella, A. (2016). Desarrollo de barra de cereal con ingredientes regionales saludable nutricionalmente. [Tesis Profesional. Universidad Nacional de Cuyo]. Repositorio digital de la Universidad Nacional de Cuyo. https://bdigital.uncu.edu.ar/objetos_digitales/8188/tesis-brom.-cappella-agostina-24-10-16.pdf
  11. da Cunha, D., Assunção Botelho, R., Ribeiro de Brito, R., de Oliveira Pineli, L. y Stedefeldt, E. (2013). Métodos para aplicar las pruebas de aceptación parala alimentación escolar: validación de la tarjeta lúdica. Revista chilena de nutrición, 40(4), 357-363. https://www.redalyc.org/pdf/469/46929416005.pdf
  12. Day, L. y Swanson, B. (2013). Functionality of protein-fortified extrudates. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety 12(5), 546-564. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12023
  13. Delgado-Nieblas, C.; Ruiz-Beltrán, K.; Sánchez-Lizárraga, J., Zazueta-Morales, J., Aguilar-Palazuelos, E., Carrillo- López, A. Camacho-Hernández, I. y Quintero- Ramos, A. (2019). Effect of extrusion on physicochemical, nutritional and antioxidant properties of breakfast cereals produced from bran and dehydrated naranjita pomace. CyTA - Journal of Food, 17(1), 240-250. https://doi.org/10.1080/19476337.2019.1566276
  14. Dussán-Sarria, S., De la Cruz-Noguera, R. y Godoy, S. (2019). Estudio del perfil de aminoácidos y análisis proximal de pastas secas extruidas a base de harina de quinua y harina de chontaduro. Información tecnológica, 30(6), 93-100. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642019000600093.
  15. Escobar, F., Branca, D. y Haller, A. (2020). Investigación de montaña sobre y para la región andina. Revista de Investigaciones Altoandinas, 22(4), 311–312.
  16. https://doi.org/10.18271/ria.2020.191.
  17. Espinoza, K, Roldán, D., Martínez, N. (2021). Elaboración de Snack extruido a partir de Cereales y Concentrado de proteína de pota (Dosidicus gigas) y determinación de su vida útil. Rev. Anales Científico, 82(1), 180-191. DOI: http://dx.doi.org/10.21704/ac.v82i1.1755
  18. FAO-Food and Agriculture Organization. (2017). Evaluación de la calidad de la proteína de la dieta en nutrición humana. Consulta de expertos. Granada, España: FAO y FINUT. https://www.finut.org/wp-content/uploads/2017/11/Estudio-FAO-92-y-documentos-adicionales-al-23112017-1.pdf
  19. Freire, M. (2018). Desarrollo de emulsiones dobles y emulsiones dobles gelificadas como análogos de grasa y su aplicación en productos cárnicos funcionales. Tesis doctoral, Universidad Complutense de Madrid. E-Prints Complutense. https://eprints.ucm.es/id/eprint/49912/1/T40546.pdf
  20. Frías, J., Giacomino, S.,Peñas, E., Pellegrino, N., Ferreyra, V., Apro, N., Olivera Carrión, M. y Vidal-Valverde, C. (2011). Assessment of the nutritional quality of raw and extruded Pisum sativum L. var. laguna seeds. Food Science and Technology, 44(5), 1303-1308. DOI: 10.1016/j.lwt.2010.12.025
  21. Gebremariam, M. M., Zarnkow, M. y Becker, T. (2014). Teff (Eragrostis tef) as a raw material for malting, brewing and manufacturing of gluten-free foods and beverages: a review. Journal of food science and technology, 51(11), 2881-2895. DOI: https://doi.org/10.1007/s13197-012-0745-5
  22. González, L., Guemes, N., Chel, L., Bernardino, A., Soto, S., Chanoa, J. y Quintero, A. (2019). Physical–chemical characterization and antioxidant properties of extruded products made from mixtures composed of corn grits and red potato flour (Oxalistuberosa). CyTA - Journal of Food, 17(1), 69-77. https://doi.org/10.1080/19476337.2018.1554703
  23. GRANOTEC (2021). Departamento Técnico. Granos andinos: Como mejorar su inclusión en panes. Informe recuperado en: https://www.granotec.com/articulos-granotec/37-granos-andinos-co-mo-mejorar-su-inclusio-n-en-panes
  24. Haller, A. y Branca, D. (2020). Montología: una perspectiva de montaña hacia la investigación transdisciplinaria y el desarrollo sostenible. Revista de Investigaciones Altoandinas, 22(4), 313-322. http://dx.doi.org/10.18271/ria.2020.193.
  25. Ingram, M., Bray, D., Clark, D., Dolmon, C., Elliot, R., y Thetcher, F. (1983). Microorganismos de los Alimentos. Técnicas de Análisis Microbiológicos. Editorial Acribia S. A.
  26. Jaramillo, L. y Ramírez, L. (2013). Evaluación de las características texturales y sensoriales de una barra de Granola obtenida mediante moldeado en frio. Tesis Ingeniero en Alimentos, Universidad San Francisco de Quito. Repositorio Universidad San Francisco de Quito. http://repositorio.usfq.edu.ec/handle/23000/1934
  27. Kadan, R., Bryant, R. y Pepperman, A., (2003). Functional properties of extruded rice flours. Journal of Food Science, 68(5), 1669-1672. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2003.tb12311.x
  28. Kameko, J. (2005). Determinación de los parámetros de extrusión en un extrusor de bajo costo para la obtención de una mezcla base para desayuno a partir de oca (Oxalis tuberosa Mol.), olluco (Ullucus tuberosum Loz.) y quinua (Chenopodium quinua Wild) Tesis Ingeniero, Universidad Nacional Agraria La Molina. Repositorio UNALM.
  29. Kowalski, R., Medina Meza, I., Thapa, B. y Murphy, K. (2016). Extrusion processing characteristics of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) var. Cherry Vanilla. Journal of Cereal Science,70, 91-98. DOI:10.1016/j.jcs.2016.05.024
  30. López, S., García, G. y Ibarra, B. (2012). El maíz (Zea mays L.) y la cultura Maya. Biotecnia, 14(3), 3–8. DOI: https://doi.org/10.18633/bt.v14i3.123
  31. Martínez Augustin, O. y Martínez de Victoria, E. (2006). Proteínas y péptidos en nutrición enteral. Nutrición Hospitalaria, 21, 01-14. http://www.nutricionhospitalaria.com/pdf/3717.pdf
  32. Márquez, L. y Pretell, C. (2018). Evaluación de características de calidad en barras de cereales con alto contenido de fibra y proteína. Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial, 16(2), 69-78. https://doi.org/10.18684/bsaa.v16n2.1167
  33. Natabirwa, H, Nakimbugwe, D, Lung'aho, M, Tumwesigye, KS, Muyonga, JH. (2020). Bocadillos inflados a base de frijol enriquecidos con nutrientes: diseño de formulación, evaluación funcional y optimización. Ciencias de la alimentación Nutr. 8:4763 – 4772. https://doi.org/10.1002/fsn3.1727
  34. Navarro-Cortez, R., Aguilar-Palazuelos, E., Castro-Rosas, J., Falfán-Cortez, R., Cadena- Ramírez, A., Delgado-Licon, E. y Gómez-Aldapa, C. (2018). Physicochemical and sensory characterization of an extruded product from blue maize meal and orange bagasse using the response surface methodology. CyTA-Journal of Food, 16(1), 498-505. DOI:10.1080/19476337.2017.1416674
  35. Olivera, M., Ferreyra, V., Giacomino, S., Curia, A., Pellegrino, N., Fournier, M. y Apro, N. (2012). Desarrollo de barras de cereales nutritivas y efecto del procesado en la calidad proteica. Revista Chilena de Nutrición, 39(3), 18-25. http://dx.doi.org/10.4067/S0717-75182012000300003
  36. Omote, J. (2019). Optimización de la Extracción y Caracterización de las Proteínas solubles del Concentrado de calamar gigante (Dosidicus gigas). Tesis Maestría. Universidad Nacional Agraria La Molina. Repositorio digital UNALM. https://core.ac.uk/download/pdf/270036991.pdf
  37. Osorio, P., Islas, J., Aguirre, A. y Carmona, R. (2016). Elaboración de una barra de trigo con harina de plátano y amaranto. Investigación y Desarrollo en Ciencia y Tecnología de Alimentos, 1(2), 734-738. http://www.fcb.uanl.mx/IDCyTA/files/volume1/2/8/128.pdf
  38. Peksa, A., Kita, A., Carbonell-Barrachina, A. y Miedzianka, J. (2016). Sensory attributes and physicochemical features of corn snacks as affected by different flour types and extrusion conditions. LWT-Food Science and Technology, 72, 26-36. DOI:10.1016/j.lwt.2016.04.034
  39. Pérez, K., Elías, C. y Delgado, V. (2017). Bocadito con alto contenido proteico: un extruido a partir de quinua (Chenopodium quinoa Willd.), tarwi (Lupinus mutabilis Sweet) y camote (Ipomoea batatas L.). Scientia Agropecuaria, 8(4), 377-388. http://dx.doi.org/10.17268/sci.agropecu.2017.04.09
  40. Philipp, C., Oey, I., Silcock, P., Beck, S. y Buckow, R. (2017). Impact of protein content on physical and microstructural properties of extruded rice starch-pea protein snacks. Journal of Food Engineering, 212, 165-173. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2017.05.024
  41. RAE (2013) Agregando valores às cadeias de valor. Revista de Administração de Empresas.. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S0034-759020140107
  42. Ramos, J., Suuronen, J., Deegan, K., Serimaa, R., Tuorila, H. y Jouppila, K. (2015). Physical and sensory characteristics of corn-based extruded snacks containing amaranth, quinoa and kañiwa flour. LWT-Food Science and T yechnology, 64 (2), 1047-1056. DOI: 10.1016/j.lwt.2015.07.011
  43. Reyes García, M., Gómez-Sánchez Prieto, I. y Espinoza Barrientos, C. (2017). Tablas peruanas de composición de alimentos. Instituto Nacional de Salud. https://repositorio.ins.gob.pe/xmlui/bitstream/handle/INS/1034/tablas-peruanas-QR.pdf?sequence=3&isAllowed=y
  44. Riaz, M. y Rokey, G. (2012). Extrusion problems solved: Food, pet food and feed. Elsevier. 1st edition. Pp. 154.
  45. Roberfroid, M. (2000). Concepts and strategy of functional food science: the European perspective. The American journal of clinical nutrition, 71(6), 1660S-1664S. https://doi.org/10.1093/ajcn/71.6.1660S
  46. Roh, K., Kim, H., Shin, S., Kim, Y., Lee, J, Kim, M. y Park, D. (2016) Anti-inflammatory effects of Zea mays L. husk extracts. BMC complementary and alternative medicine, 16(1), 1-8.
  47. Roldán-Acero, D. J., Omote Sibina, J. R., Osorio-Lescano, C. M., y Molleda-Ordoñez, A. A. (2021). Desarrollo de un producto extruido a base de cereales y concentrado de proteína de calamar gigante (Dosidicus gigas). Intropica, 16(1), 34–42. https://doi.org/10.21676/23897864.3777
  48. Shah, F. U. H., Sharif, M. K., Bashir, S., y Ahsan, F. (2019). Role of healthy extruded snacks to mitigate malnutrition. Food Reviews International, 35(4), 299-323. https://doi.org/10.1080/87559129.2018.1542534
  49. Singh, R., y Heldman, D. (2014). Extrusion processes for foods. Introduction to Food Engineering, 743-766. http://www.ucarecdn.com/fb7332e8-c35a-47b0-9805-051fa171f8fa/
  50. Stojceska, V., Ainsworth, P., Plunkett, A., İbanoğlu, E. y İbanoğlu, Ş. (2008). Cauliflower by-products as a new source of dietary fibre, antioxidants and proteins in cereal based ready-to-eat expanded snacks. Journal of Food Engineering, 87(4), 554-563. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2008.01.009
  51. Steffolani, M., Bustos, M., Ferreyra, M. y León, A. (2017). Evaluation of technological, nutritional and sensory quality of cereal bars with quinoa. AgriScientia, 34(2), 33-43. DOI: https://doi.org/10.31047/1668.298x.v34.n2.19039
  52. Suárez López, M., Kizlansky, A. y López, L. (2006). Evaluación de la calidad de las proteínas en los alimentos calculando el escore de aminoácidos corregido por digestibilidad. Nutrición hospitalaria, 21(1), 47-51. http://www.nutricionhospitalaria.com/pdf/2978.pdf
  53. Sumargo, F., Gulati, P., Weier, S., Clarke, J. y Rose, D. (2016). Effects of processing moisture on the physical properties and in vitro digestibility of starch and protein in extruded brown rice and pinto bean composite flours. Food Chemistry, 211, 726-733. DOI: 10.1016/j.foodchem.2016.05.097
  54. Velásquez-Barreto F., Miñano H., Alvarez-Ramírez J. y Bello-Pérez L. (2021) Structural, functional, and chemical properties of small starch granules: Andean quinoa and kiwicha Food Hydrocolloids. 120. Article number 106883. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.106883
  55. Villarroel, P., Gómez, C., Vera, C., y Torres, J. (2018). Almidón resistente: Características tecnológicas e intereses fisiológicos. Revista chilena de nutrición, 45(3), 271-278. http://dx.doi.org/10.4067/s0717-75182018000400271
  56. Vizcaino, M., Gómez, A. y Buitrón, V. (2020). Una mirada al trabajo femenino del cultivo de la quinua, en la Región Andina Revista Geográfica 162, enero-junio 2021, artículos 49-63. DOI http://doi.org/10.35424/regeo.162.2021.1003
  57. Zenteno, S. (2014). Barras de cereales energéticas y enriquecidas con otras fuentes vegetales. Revista de Investigación Universitaria, 3(2), 58-66. DOI: https://doi.org/10.17162/riu.v3i2.522