INTRODUCCIÓN

Desde el 2006 hasta el 2009 fue el escenario de una crisis alimentaria mundial

que se caracteriza por dos etapas: una causada por el aumento sostenido de

los precios internacionales de productos básicos (alimentos y no alimentos) que

se produjeron a partir del año 2006 hasta el 2008 y otro que abarca desde el

año 2008 hasta el 2009 causados por la financiera en curso y la crisis

económica. Ambas fases han afectado el ingreso real de los hogares, lo que

reduce el acceso a los alimentos y otros bienes básicos y, por lo tanto, lo que

lleva a un aumento de la pobreza y el hambre. Los países más afectados

importan la mayor parte de alimentos y energía. La incidencia del hambre ha

crecido más en las zonas urbanas que en las rurales en varios países de

América Latina y el Caribe y también ha aumentado el impacto de los factores

adversos naturales (cambio climático y los desastres naturales) que han

aumentado la incertidumbre y la vulnerabilidad de los hogares de bajos

ingresos. Un tema de creciente inquietud en la región se refiere a la

coexistencia de la desnutrición y la obesidad crónica en la población, causada

por una nutrición inadecuada durante el periodo prenatal, la lactancia y la

primera infancia, seguido por el alto consumo de calorías y alta en grasas,

acompañado por una mala ingesta de micronutrientes en combinación con la

falta de actividad física (FAO, 2009).

Un número creciente de países están comenzando a implementar fuertes

programas de reducción del hambre en un intento de contribuir al cumplimiento

de dos resoluciones de la Cumbre Mundial sobre la Alimentación (1996 y 2002)

y el compromiso de la Declaración del Milenio de reducir el hambre mundial a

la mitad para el año 2015. Esto ha representado el reconocimiento por el mayor

desarrollo y las instituciones de cooperación internacional y el papel decisivo de

los agricultores de pequeña escala en relación con la producción agrícola, la

seguridad alimentaria, la reducción de la pobreza y el uso sostenible de los

recursos naturales. La iniciativa ALCSH fue lanzado en 2005 para promover y

aplicar las políticas públicas encaminadas a erradicar el hambre en la región a

través de una asociación entre el gobierno, la sociedad civil y el sector privado,

con el apoyo de la Organización para la Agricultura y la Alimentación de las

Naciones Unidas (FAO). Esta iniciativa propone la adopción de un marco

estratégico para la acción; esto incluiría el aumento del acceso a los alimentos,

el aumento de la agricultura familiar o de producción pequeñas y medianas

zonas rurales y de la productividad y la introducción de políticas de seguridad

alimentaria urbana (Lahoz-Rallo y De Loma-Ossorio, 2007).

El presente trabajo forma parte de un proyecto titulado "La lucha contra el

hambre oculta en América Latina: los cultivos biofortificados mejorado

contienen vitamina A, minerales esenciales y proteínas de calidad", dirigido por

un grupo de centros de investigación en América Latina y el Caribe, incluyendo

CLAYUCA , el CIAT, CORPOICA Univalle, el INTA, el CIMMYT, CIP,

EMBRAPA, CNPMF / CNPH patrocinado por CIDA. El proyecto tenía como

objetivo mejorar el estado nutricional de algunas poblaciones en Colombia,

Brasil y Nicaragua y el aumento de sus ingresos al proporcionar productos

alimenticios nutritivos que han sido procesados utilizando cultivos

biofortificados como el arroz, maíz, frijoles, camote y la yuca, que tiene alto

contenido de proteínas, hierro, zinc y el contenido de beta-caroteno. Estos

alimentos se han dirigido especialmente a los escolares, ancianos y mujeres

embarazadas o en lactancia. Este estudio ha contribuido al estudio científico de

precocinado mediante extrusión y secado; técnicas para la obtención de un

producto con propiedades reológicas y físicas comparables a las de los

productos comerciales de rodadura.

Precocción se refiere al tratamiento térmico (en algunos casos termo-

mecánica) para la obtención de almidón gelatinizado, enzimas y microbios

inactivadas; y la disminución de tiempo de cocción necesario para la

preparación y almacenamiento de alimentos. Harina precocida obtenido de

cereales y almidón presenta una interesante opción como vehículos para la

fortificación con proteínas y también tiene la ventaja de facilitar la preparación

de la comida tradicional como puré. Hay muchas tecnologías para la pre-

cocción de harina, pero el mejor conocidos son la extrusión y secado en los

rodillos; esta tecnología se ha utilizado para la seguridad, la comodidad y la

conservación del sabor de los alimentos procesados (Sharma et al., 2003).

Estas técnicas permiten que las propiedades físicas y funcionales del alimento

(como el valor nutricional) se desarrollan mucho más, como la cocción de los

granos hace que mejore la digestibilidad, el gusto, el desarrollo de sabor y

mejor textura. Un grano harinoso o producto duro se reestructuran en un

plástico o material elástico durante la cocción. La alta temperatura pasteuriza el

producto aumentando su vida útil (estabilidad) e inactiva factores anti-

nutricionales en algunos alimentos crudos y desnaturaliza enzimas (Singh et

al., 2007).

Los componentes de las materias primas "afectan directamente la técnica de

precocción y las propiedades del producto final. Las cantidades relativas de

amilosa y amilopectina que influyen en la dirección de la expansión, causando

una mayor expansión lineal de amilosa, amilopectina, mientras que hace que

se expanda radialmente. El calor aumenta el espacio intercelular permitiendo

así una mayor penetración del agua y la absorción. Cuando el almidón es

precocido, se gelatiniza, proporcionando de este modo la unión fuerte para

otros constituyentes de forma uniforme en el producto final. Además, los

almidones gelatinizados tienden a ser más digerible que el almidón crudo,

tienen mayor capacidad de absorción de agua y aumentar la solubilidad

linealmente con las condiciones de extrusión de aumento de la temperatura y la

disminución de contenido de humedad a un punto donde la solubilidad continúa

aumentando, pero la capacidad de absorción comienza a disminuir (Guy,

2002). Las proteínas crean elasticidad, lo que limita la expansión. Las grasas

juegan un papel importante en la precocción física ya que actúa como un

lubricante, reduciendo de ese modo la conversión de energía mecánica y

expansión, que debilita aún más la estructura celular y causando la fusión y la

porosidad. Los azúcares generalmente licuan y actúan como lubricantes, lo que

reduce la conversión de energía mecánica y expansión reducida en

combinación con la actividad de agua inferior. La densidad de fibra parece ser

aumentado durante precocción probablemente debido a la acción mecánica de

la rotura y de compresión que hace que las fibras se vuelven rizada (Pérez et

al., 2008).

Ocoró (2005) estudió la extrusión termoplástica de harina de yuca, la

evaluación de los efectos de la variedad de yuca y la presencia o ausencia de

cáscara en la harina en la técnica de extrusión y característica del producto

extruido. Una extrusora de tornillo único se utilizó en este estudio, que tiene

una proporción de 3: 1 de compresión; temperatura en el extremo del cañón

(95°C -105°C), tornillo de velocidad de rotación (350 a 550 rpm) y el contenido

de humedad de harina fueron todos variado (13% y 15%). Los resultados

indicaron que la variedad y la presencia de cáscara no tuvieron efecto sobre la

extrusión. Las altas velocidades de los tornillos producieron productos extruidos

no uniformes, que tiene el grano roto. Temperaturas por debajo de 90°C

llevaron al material que está siendo producido a tener un aspecto húmedo y

quebradizo, mientras que temperaturas superiores a 100 °C condujeron a la

obstrucción de material dentro del barril y la aparición de producto no uniforme.

Acevedo (2005) evaluaron la influencia de almacenamiento precocinados de

trozos de yuca (-5°C a -20ºC durante 24 h) y la velocidad de rotación del rodillo

(1 y 3 rpm) sobre las características de los chips obtenidos utilizando un rodillo

secador con dos variedades de yuca. El patinaje afectó significativamente la

consistencia, viscosidad y absorción de agua (WAI) y los índices solubles en

agua (WSI). Material expuesto a la alta cocción (1 rpm) tuvo mayor

gelatinización de almidón, mayor capacidad para absorber agua y mayor

viscosidad. La medición del comportamiento de escamas en la obtención de

masas de tipo puré llevó a determinar que esas escamas eran demasiado

pegajosa y tenía baja consistencia (baja fluidez).

MATERIALES Y METODOS:

Los granos de arroz, maíz y frijol se molieron por separado de manera similar y

en un molino de rodillos, excepto granos que se calentaron durante 30 min a

60°C antes de la molienda para reducir la humedad del grano para impedir que

el material vaya duro en los rodillos del molino. El material grueso obtenido a

partir de la primera molienda se molió de nuevo para reducir su tamaño.

Las raíces de yuca y tubérculos de patata se lavaron con agua a presión en

una arandela cilíndrica y después se sumergen en un recipiente que contiene

una solución de hipoclorito de sodio a 20 ppm durante 20 minutos para reducir

la carga microbiana. Luego fueron picados en una astilladora de disco vertical.

Las piezas se colocaron en bandejas de malla de cubierta y marco de madera

para proteger el material de la contaminación y luego se logró secada al sol

hasta 13% de contenido de humedad. El tamaño de las piezas de cada material

se redujo en un molino usando un tamiz de malla de 3 mm y luego una malla

de 177 micras.

Se seleccionaron hojas de yuca; sus pecíolos se retiraron, dejando sólo la hoja

para su uso en el proceso. Ellos se limpiaron y se sumergieron en una solución

de hipoclorito de sodio a 20 ppm durante 10 min. El material se molió en un

procesador de alimentos (Essen) utilizando un disco de rallado porque esto

permite que una mayor liberación de HCN en el producto (Giraldo, 2006). El

material se secó en una circulación de aire caliente secador de bandeja

(despath VF23) a 60 °C con un espesor de 2 cm de la cama 18 a 20 h. La

molienda se lleva a cabo en el molino de tamiz utilizado para la obtención de

yuca y harina de patata dulce.

Todas las harinas obtenidas tenían mayor que 150 micras y menos de 212

micras de tamaño de partícula. Ocoró (2005) observó que el tamaño de

partícula muy fino llevó a un aumento de la fricción y por lo tanto aumenta la

calefacción a través del cañón, lo que puede haber contribuido a los problemas

de estabilidad y funcionamiento del equipo; fue por lo tanto decidió trabajar con

un tamaño de partícula menor de 212 micras de tamaño. Todas las harinas se

tamizaron para obtener material que tiene 60%> 150 micras y <177 micras,

25%> 177 micras y <212 micras y el restante <150 micras. La Tabla 1 muestra

el análisis físico-química de las harinas así obtenidas.

Como referencias no se pudo encontrar usando extrusión o secado en los

rodillos relativas mezclas de toda la materia prima utilizada en este trabajo, se

llevaron a cabo pruebas preliminares para observar equipos operatividad y

definir las condiciones de funcionamiento adecuadas para las mezclas. Las

pruebas iniciales se basaron en estudios realizados por Ocoró (2005) y

Acevedo (2005) que evaluó pre-cocción de harina de yuca en los rodillos de la

extrusora y secadora, respectivamente, utilizando el equipo utilizado en este

trabajo. Se prepararon diferentes mezclas que incluía todas las materias primas

en la misma proporción (19,5%) para el ensayo preliminar, a excepción de

harina de hojas de yuca que se incluyen en todos los ensayos en 2,5% bh,

porque su alto contenido en fibra disminuye la digestibilidad de la proteína

(Giraldo, 2006 ). Otras mezclas incluyen cada cultivo en particular como el

componente principal (39,5%) y las mezclas de los otros componentes en la

misma proporción (sin incluir harina de hojas de yuca).

El extrusor utilizado implicó un barril que consiste en un conjunto de tres zonas

(dos con agua circula en el interior y una zona adyacente a la zona de

alimentación que tiene una resistencia eléctrica), un solo tornillo de longitud 39

cm, 27 pasos y 3:1 relación de compresión. Se definieron tres variables de

proceso: velocidad del tornillo (300 y 350 rpm), la mezcla de humedad (25, 30,

35 y 40%) y temperatura (90 y 100 ° C). Flujo de alimentación era 17,64 g /

min.

Un secador de rodillos BUFLOVAK se utilizó (co BLAW-KNOX.) Que consistía

en dos rodillos de diámetro 15 cm paralelas, 20 cm de largo y con área de 960

cm2 de superficie. Velocidad de rotación estaba regulado por un motor de

engranajes REEVES. Las cuchillas raspadoras se dispusieron través de la

anchura de cada cilindro a 45 ° de inclinación. Según el estudio de Acevedo

(2005), 90oC se definió como la temperatura del proceso y también fue tomada

separación de 1 mm entre los rodillos. Se evaluaron dos variables de proceso:

concentración de la solución de alimentación (15-25%) y la velocidad de

rotación del rodillo (1-6 rpm).

Pre-cocción condiciones de operación fueron definidos en base de pruebas

preliminares y composición de la mezcla fue re-formulado de acuerdo con la

ingesta diaria recomendada (IDR) para niños de 4-6 años de edad: de

proteínas (24 g), hierro (10 mg), zinc (10 mg), vitamina A (beta-caroteno) (500

mg) (Moreira et al., 2011) (Tabla 2).

Parte Susan

Un diseño factorial multinivel se utilizó para la pre-cocción de las pruebas. El

orden de las pruebas se determinó utilizando STATGRAPHICS Plus 5.0 (con

licencia a la Escuela de Ingeniería de Alimentos de la Universidad del Valle),

considerando tres repeticiones de cada prueba. Los resultados se sometieron a

análisis de varianza usando un nivel de confianza del 95%.

Las siguientes variables de respuesta fueron definidas para la evaluación de la

harina pre-cocida: agua índice soluble (WSI), el índice de absorción de agua

(WAI) y la consistencia y el perfil de viscosidad. El WSI y WAI determinan. La

calidad y el grado de gelatinización de harina o almidón (Aristizabal y Sánchez,

2007). La consistencia de la harina suspendida determina las características de

flujo y es una medida de la capacidad de absorción de agua para determinar el

grado de modificación del almidón. Esta se midió utilizando un consistómetro

Bostwick que informa de la distancia recorrida (en centímetros) para un

volumen determinado de una suspensión a temperatura ambiente, que fluye

bajo su propio peso a través de un canal durante un tiempo determinado

(Acevedo, 2005). El perfil de viscosidad se determinó usando un amilógrafo

visco-(RVA Series No. 4), que mide la resistencia de la suspensión de agua y

harina en la agitación durante el calentamiento y enfriamiento a velocidad de

cizallamiento constante.

Las pruebas preliminares del equipo de extrusión condujeron a la

determinación de que se produjo problemas en 350 rpm velocidad del tornillo,

como la temperatura aumentó y se obtuvo una apariencia del producto no

uniforme. Por el contrario, las mismas mezclas extruidas a 300 rpm fluyeron

continuamente para producir un producto aceptable. Una mezcla de harina de

camote tiene un contenido más alto que el 19,5% y dio como resultado la

obstrucción material en el cañón y la tolva de alimentación, obstruyendo así el

flujo de salida y de obstaculizó el funcionamiento continuo del equipo.

Incluyendo a las hojas de yuca en las mezclas, no se afectó al desempeño del

equipo, pero afectó la apariencia del producto, dándole un color verdoso. La

mezcla que tuvo el mejor rendimiento durante la operación tenía 30% de

humedad; una mayor humedad condujo a un producto demasiado húmedo e

insuficientemente pre-cocido mientras la humedad inferior causó una

acumulación de la mezcla y de la obstrucción dentro del barril del tornillo.

Las pruebas preliminares en los rodillos del secador, condujeron a la

determinación de que las concentraciones inferiores a 20% (calentada a

ebullición durante 3 min) tuvieron una consistencia demasiada fluida,

obstaculizando así la alimentación de la secadora. Por el contrario,

concentraciones por encima de 20% no fluyen debido a la alta viscosidad. El

material llegó a ser quemado cuando se utilizó una velocidad de rotación de 1

rpm (máximo tiempo de residencia). El material no se hidrató lo suficiente con

la velocidad de rotación de 6 rpm debido a la reducción del tiempo de contacto

con la superficie de los rodillos. Las pruebas que implican una velocidad de 4

rpm condujeron a la obtención de escamas secas que fueron retirados

fácilmente del tambor de la secadora.

Las figuras 1 y 2 muestran que las mezclas extruidas a 100°C tenían mayor

WSI y WAI inferior que las mezclas extruidas a 90°C, lo que indica que una

mayor temperatura de extrusión, en consecuencia mayor grado de cocción lo

que significaba que el almidón aumentó su capacidad de absorción de agua

seguido por una disminución en WAI como consecuencia del inicio de

dextrinización.

Por tanto, las moléculas de almidón empezaron a romperse en pequeños

fragmentos, lo que contribuye al aumento de WSI. También se observó que en

las mezclas M1, M2 y M3 en la incorporación de harina de hojas de yuca

aumentó pre-cocida solubilidad de la harina.

La interacción de temperatura y la composición tuvieron un efecto significativo

en los valores de WSI, pero no fue significativo en relación con los valores de la

WAI.

Las características intrínsecas de cada uno de los gránulos de almidón de las

materias primas “se hacen susceptibles a la degradación, durante los diferentes

tratamientos térmicos”. Por lo tanto, harina de arroz que tiene gránulos muy

resistentes y tamaño de partícula pequeño (1-3 micras) hizo mezclas M1 y M4

(mayor contenido de arroz) tienen una mayor absorción de agua debido a la

mayor resistencia de sus gránulos de dextrinización.