UNIVERSIDAD ESTATAL DE BOLÍVAR Facultad de Ciencias Agropecuarias, Recursos Naturales y del Ambiente Carrera de Ingeniería Agroindustrial Tema: “EFECTO DEL TIEMPO DE INMERSIÓN Y TIPO DE SECADO EN EL PROCESO DE TUNTA EN VARIEDADES DE PAPAS (Solanum tuberosum) ECUATORIANAS”. Proyecto de investigación previo a la obtención del título de Ingeniero Agroindustrial, otorgado por la Universidad Estatal de Bolívar a través de la Facultad de Ciencias Agropecuarias, Recursos Naturales y del Ambiente, Carrera de Ingeniería Agroindustrial. Autores: Josselin Estefanía Alucho Pasto Sonia Graciela Ramos Naranjo Tutor: Ing. Alim. Carlos Moreno Mejía PhD. GUARANDA – ECUADOR 2022 III IV V DEDICATORIA Dedico mi tesis con mucho amor y cariño a mis maravillosos y extraordinarios padres Eduardo Alucho y Rosa Pasto, quienes han sido mi motor y pilar de cada día, quienes con su amor y esfuerzo me han amado y apoyado incondicionalmente. A mis hermosas hermanas Edith, Jennifer y mi bella Scarleth, quienes me han demostrado cuan amada soy por ellas. A mis pequeños sobrinos Aldair y Valentina quienes complementan mi vida con su alegría. Gracias por todo, los amo. Con amor Josselin VI AGRADECIMIENTO Agradezco de manera infinita a Dios por la vida y salud de haberme permitido llegar hasta este momento tan importante de mi preparación profesional. Mi mayor gratitud a mis queridos padres por todo su apoyo, amor y paciencia que me han ofrecido en todos estos años, a mis queridas hermanas por su inmenso cariño y compresión y por supuesto a toda mi familia, muy agradecida por cada uno de sus buenos anhelos. A la Universidad Estatal de Bolívar por haberme permitido iniciar esta gran aventura en la facultad de Ciencias Agropecuarias, Recursos Naturales y del Ambiente. De igual manera agradezco a mi director de Tesis, el Doctor Carlos Moreno por todo el apoyo y conocimiento brindado a lo largo de este trabajo. Finalmente, a mis grandes amigos “Los Incomprendidos” por cada momento compartido. Con cariño Josselin VII DEDICATORIA La presente investigación está dedicada con mucho cariño a mis padres Hernán Ramos y María Naranjo, mis hermanos Hernán, Mesías, Vinicio, Sebastian y mi abuelita, Segunda Naranjo, a quienes debo todo mi sacrificio, por su amor y apoyo incondicional, en cada momento difícil, han sido mi pilar para poder culminar satisfactoriamente mis estudios y finalizar la presente Tesis. Gracias por llenar mi vida. Con amor Sonia Ramos VIII AGRADECIMIENTO En primer lugar, agradezco a Dios por bendecirme con el regalo de vida, por mi maravillosa familia, por mis increíbles amigos, por las personas que puso en mi camino, por no olvidarse de mi dándome las fuerzas para seguir adelante. Agradezco de todo corazón a las personas que le dan sentido a mi vida, por brindarme su amor y apoyo incondicional mi Familia: mis padres, hermanos, abuelita, mi amiga y hermana Marlene García. Gracias por su cariño, sus consejos, por su comprensión, la paciencia que han tenido, la alegría que me han causado y por estar conmigo en todo momento. Agradezco a la Universidad Estatal de Bolívar, en especial a la Facultad de Ciencias Agropecuarias, Recursos Naturales y del Ambiente, por permitirme formar parte de su prestigiosa institución. A cada una de las autoridades, a mis docentes y quienes fueron parte de mi formación, quienes con la enseñanza hicieron que pueda crecer día a día. De igual manera mi más sincero agradecimiento a nuestro director de tesis Dr. Carlos Moreno Mejía a quien debo el apoyo y guía para la culminación del presente trabajo de investigación. Finalmente, y no menos importante a las personas que llegaron a mi vida, para convertirse en mi segunda familia: Fausto, Verónica, Josselin, Jhenny y Geomayra, gracias por brindarme su amistad incondicional, por regalarme muchos de los mejores momentos en mi etapa universitaria. Sonia Ramos IX ÍNDICE DE CONTENIDOS CONTENIDO Descripción Pág. DEDICATORIA ......................................................................................................... IV AGRADECIMIENTO ................................................................................................ VI DEDICATORIA ....................................................................................................... VII AGRADECIMIENTO ............................................................................................. VIII RESUMEN .............................................................................................................. XVII CAPÍTULO I ................................................................................................................. 1 1.1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 1 1.2. PROBLEMA ...................................................................................................... 3 CAPÍTULO II ............................................................................................................... 6 2.1. MARCO TEÓRICO ........................................................................................... 6 2.1.1. Papa (Solanum tuberosum) .......................................................................... 6 2.1.1.1. Clasificación taxonómica de la papa ..................................................... 6 2.1.1.2. Composición físico química de la papa ................................................ 7 2.1.1.3. Composición nutricional de la papa ...................................................... 8 2.1.1.4. Producción mundial y nacional de la papa ............................................ 8 2.1.1.5. Usos de la papa...................................................................................... 9 2.1.2. Variedades de papa .................................................................................... 10 2.1.2.1. Variedad INIAP Natividad .................................................................. 10 2.1.2.1.1. Características de la INIAP Natividad ......................................... 10 2.1.2.2. Variedad INIAP Estela ........................................................................ 11 2.1.2.2.1. Características de la papa INIAP Estela ....................................... 11 2.1.2.3. Variedad Chola.................................................................................... 11 X 2.1.2.3.1. Características de la variedad Chola ............................................ 12 2.1.3. La Tunta ..................................................................................................... 12 2.1.3.1. Composición nutricional ..................................................................... 12 2.1.3.2. Características organolépticas y básicas de la papa Tunta .................. 13 2.1.3.3. Procesamiento tecnológico.................................................................. 14 2.1.4. Secado por congelación ............................................................................. 15 2.1.4.1. ¿En qué consiste el secado por congelación? ...................................... 15 2.1.4.2. Origen del secado por congelación ..................................................... 15 2.1.4.3. Ventajas de la deshidratación por liofilización ................................... 16 2.1.5. Almidón ..................................................................................................... 16 2.1.5.1. Almidón Resistente ............................................................................. 17 2.1.5.2. Tipos de almidón resistente ................................................................. 18 2.1.6. Bebida funcional ........................................................................................ 19 CAPÍTULO III ............................................................................................................ 20 3.1. MARCO METODOLÓGICO .......................................................................... 20 3.1.1. Ubicación de la investigación .................................................................... 20 3.1.1.1. Localización de la investigación ......................................................... 20 3.1.2. Situación geográfica y climática ................................................................ 20 3.1.3. Zona de vida (zonificación ecológica) ....................................................... 21 3.1.4. Material experimental ................................................................................ 21 3.1.5. Materiales de campo .................................................................................. 21 3.1.6. Materiales de oficina .................................................................................. 22 3.1.7. Reactivos .................................................................................................... 22 3.2. MÉTODOS ....................................................................................................... 22 XI 3.2.1. Factores en estudio..................................................................................... 22 3.2.2. Tratamientos .............................................................................................. 23 3.2.3. Características del experimento ................................................................. 23 3.2.4. Tipo de diseño experimental o estadístico ................................................. 24 3.2.4.1. Modelo matemático del diseño ........................................................... 24 3.2.4.2. Modelo del análisis de varianza .......................................................... 25 3.2.4.3. Pruebas de rangos múltiples ................................................................ 25 3.2.5. Variable experimental ................................................................................ 26 3.2.6. Tipos de análisis......................................................................................... 27 3.2.6.1. Análisis de la materia prima y del producto final ............................... 27 3.2.6.2. Método del análisis sensorial .............................................................. 28 3.3. MANEJO DEL EXPERIMENTO .................................................................... 28 3.3.1. Proceso de elaboración de Tunta ............................................................... 29 3.3.1.1. Diagrama de flujo para la obtención de Tunta .................................... 31 3.3.1.2. Diagrama de proceso para la obtención de Tunta ............................... 32 3.3.2. Proceso de elaboración de la bebida tipo colada ....................................... 32 3.3.2.1. Diagrama de flujo del proceso de la bebida tipo colada ..................... 34 CAPÍTULO IV ............................................................................................................ 35 4.1. RESULTADOS Y DISCUCIÓN ..................................................................... 35 4.1.1. Selección de las variedades de papa .......................................................... 35 4.1.2. Análisis de Almidón Resistente (AR) ........................................................ 38 4.1.2.1. Almidón Resistente de las tres variedades de papa ............................. 38 4.1.2.2. Almidón Resistente de las harinas de los tratamientos de Tunta ........ 39 4.1.2.3. Análisis de varianza para contenido de Almidón Resistente .............. 40 XII 4.1.2.4. Calcio de tres harinas de las variedades de papas ............................... 42 4.1.2.5. Calcio de las harinas de Tunta ............................................................ 43 4.1.2.6. Análisis de varianza para contenido de Calcio ................................... 44 4.1.3. Caracterización físico química de la materia prima antes y después del proceso de Tunta .................................................................................................. 48 4.1.4. Determinación del grado de aceptabilidad de la bebida tipo colada .......... 50 4.1.4.1. Prueba de preferencia .......................................................................... 50 4.1.4.2. Análisis de la relación costo/beneficio en productos de Tunta… ....... 54 4.2. COMPROBACIÓN DE LA HIPÓTESIS ........................................................ 55 4.2.1. Hipótesis Nula............................................................................................ 55 4.2.2. Hipótesis Alternativa ................................................................................. 55 4.3. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................... 57 4.3.1. Conclusiones .............................................................................................. 57 4.3.2. Recomendaciones ...................................................................................... 59 BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................ 60 ANEXOS .................................................................................................................... 68 XIII ÍNDICE DE TABLAS N° Tabla Descripción Pág. 1. Clasificación taxonómica de la papa (Solanum tuberosum) ..................................... 6 2. Composición físico química de la papa .................................................................... 7 3. Producción de la papa ............................................................................................... 9 4. Características de calidad de la INIAP Natividad ................................................... 10 5. Características de calidad de la INIAP Estela ......................................................... 11 6. Composición nutricional de la papa Tunta.............................................................. 13 7. Características que distinguen a la Tunta ................................................................ 14 8. Datos de la localización de la investigación ........................................................... 20 9. Aspectos generales del territorio ............................................................................. 20 10. Equipos .................................................................................................................. 21 11. Reactivos ............................................................................................................... 22 12. Factores y niveles de estudio................................................................................. 22 13. Tratamientos .......................................................................................................... 23 14. Características del experimento ............................................................................ 23 15. Análisis de varianza ANOVA, para el diseño factorial A × B × C ....................... 25 16. Frecuencia de la comercialización de la papa en el cantón Guaranda .................. 35 17. Frecuencia de la demanda de las variedades de papa ........................................... 37 18. Rendimiento de Almidón Resistente en 100 g de harinas de las variedades de papa (valores en base seca) .................................................................................................. 38 19. Rendimiento de Almidón Resistente de la Tunta en 100 g (valores en base seca)………................................................................................................................. 39 20. Análisis de varianza para contenido de Almidón Resistente ................................ 40 XIV 21. Prueba de rangos ordenados de Tukey para contenido de Almidón Resistente por variedades de papas ecuatorianas ................................................................................ 41 22. Contenido de Calcio en 100 g de harinas de las variedades de papa (valores en base seca)………................................................................................................................. 42 23. Contenido de Calcio en los tratamientos de Tunta en 100g (valores en base seca)………................................................................................................................. 43 24. Análisis de varianza para contenido de Calcio en los tratamientos de tunta ........ 44 25. Prueba de rangos ordenados de Tukey para contenido de Calcio en los tratamientos de Tunta…… ............................................................................................................... 45 26. Comparación de la variable experimental antes y después del proceso de la Tunta en 100 g (valores en base seca). .................................................................................. 47 27. Composición nutricional en 100 g de harina de papa Chola antes y después del proceso de Tunta (valores en base seca) ..................................................................... 48 28. Valores de la relación costo/beneficio en papa Tunta ........................................... 54 29. Valores de la relación costo/beneficio en bebida tipo colada de Tunta ................ 54 30. Comparación de los valores F para el contenido de Almidón Resistente ............. 56 XV ÍNDICE DE FIGURAS N° Figura Descripción Pág. Planta de papa-morfología ........................................................................................ 7 Comercialización de la papa: productor vs intermediario....................................... 36 Demanda de papa en los mercados de la ciudad de Guaranda ................................ 37 Gráfica de interacción A×B para el contenido de Almidón Resistente .................. 42 Gráfica de interacción A×C para el contenido de Calcio ........................................ 46 Gráfica de interacción B×C para el contenido de Calcio ........................................ 46 Gráfica de la evaluación sensorial del atributo color en la bebida tipo colada a base de harina de Tunta ....................................................................................................... 51 Gráfica de la evaluación sensorial del atributo olor en la bebida tipo colada a base de harina de Tunta ....................................................................................................... 51 Gráfica de la evaluación sensorial del atributo sabor en la bebida tipo colada a base de harina de Tunta ....................................................................................................... 52 Gráfica de la evaluación sensorial del atributo consistencia en la bebida tipo colada a base de harina de Tunta ............................................................................................ 52 Gráfica de la evaluación sensorial del atributo aceptabilidad en la bebida tipo colada a base de harina de Tunta ............................................................................................ 53 XVI ÍNDICE DE ANEXOS N° Anexo Descripción 1. Ubicación 2. Cronograma de actividades 3. Presupuesto 4. Desarrollo de la fase experimental 5. Encuesta de comercialización de papa 6. Ficha de evaluación sensorial 7. Análisis Almidón Resistente, Calcio y físicos químicos, 8. Glosario XVII RESUMEN La Tunta es un subproducto de la papa (Solanum tuberosum) deshidratada cuyo color característico es blanco y de superficie áspera, resalta por sus propiedades nutricionales, entre ellas el Almidón Resistente (AR), el cual es importante para personas que sufren de diabetes, cáncer de colon, enfermedades cardiovasculares al actuar como prebiótico para la microflora intestinal. Esta investigación tuvo como objetivo evaluar en variedades de papas ecuatorianas el efecto que tiene el tiempo de inmersión y el tipo de secado en el proceso de Tunta, que inciden en el contenido de Almidón Resistente (AR) y la cantidad de Calcio. Se empleó un diseño factorial A × B × C con tres, dos y dos niveles respectivamente, con dos réplicas. Se determinó como mejor tratamiento en base al AR al T11 (variedad: Chola, tiempo de inmersión: 480h, tipo de secado: natural), el cual presenta un rendimiento del 40,35%, evidenciándose un incremento luego de aplicado el proceso de Tunta con respecto a la materia prima que presentó un valor de 6,38%. En cuanto al contenido de Calcio se obtuvo como mejor tratamiento al T3 (variedad: INIAP Natividad, tiempo de inmersión: 480h, tipo de secado: natural) con un valor de 42,61 mgCa/100g, existiendo un incremento del 273% con respecto a la materia prima. Los resultados físico químicos en el mejor tratamiento en base al AR son: en ceniza 0,01%, humedad 18,13%, pH 5,94, fibra cruda 0,05% valores expresados en base seca, que comparados con la materia prima presenta un incremento en energía de 398,76 Kcal/100g a 412,79 Kcal/100g, por otro lado, se conserva el contenido de grasa de 0,13%. Finalmente, se elaboró una bebida tipo colada con la sustitución del 50% de la harina del mejor tratamiento de Tunta a la harina de avena, endulzado con jalea de maracuyá; al cual se aplicó un test de aceptabilidad, presentando mejores resultados en sabor y aceptabilidad con una ponderación de “bueno y muy bueno”, de acuerdo a la escala hedónica utilizada. Palabras claves: Tunta, almidón resistente, papa, inmersión. XVIII SUMMARY Tunta is a by-product of dehydrated potato (Solanum tuberosum) whose characteristic color is white and rough surface, stands out for its nutritional properties, including Resistant Starch (RA), which is important for people suffering from diabetes, cancer colon, cardiovascular diseases by acting as a prebiotic for the intestinal microflora. The objective of this research was to evaluate in Ecuadorian potato varieties the effect of immersion time and type of drying in the Tunta process, which affect the content of Resistant Starch (RA) and the amount of Calcium. An A×B×C factorial design with three, two and two levels respectively, with two replications, was used. It was determined as the best treatment based on AR at T11 (variety: Chola, immersion time: 480h, type of drying: natural), which presents a yield of 40.35%, showing an increase after applying the Tunta process. with respect to the raw material that presented a value of 6.38%. Regarding Calcium content, T3 (variety: INIAP Natividad, immersion time: 480h, type of drying: natural) was obtained as the best treatment with a value of 42.61 mgCa/100g, with an increase of 273% with regarding the raw material. The physical chemical results in the best treatment based on AR are: in ash 0.01%, moisture 18.13%, pH 5.94, crude fiber 0.05% values expressed on a dry basis, which compared to the raw material presents an increase in energy from 398.76 Kcal/100g to 412.79 Kcal/100g, on the other hand, the fat content of 0.13% is preserved. Finally, a colada- type drink was made by substituting 50% of the flour from the best Tunta treatment for oatmeal, sweetened with passion fruit jelly; to which an acceptability test was applied, presenting better results in taste and acceptability with a weighting of "good and very good", according to the hedonic scale used. Key words: Tunta, resistant starch, potato, dip. 1 CAPÍTULO I 1.1. INTRODUCCIÓN La papa (Solanum tuberosum) es una materia prima agroindustrial que se la puede consumir de forma directa o procesada. Es considerada uno de los alimentos más importantes del mundo posicionándose en el cuarto lugar después de cereales como el arroz, el maíz y el trigo (Martín y Mompie, 2017). Resalta por tener un alto valor nutricional, como es el elevado valor energético, contiene carbohidratos, proteínas, lípidos, vitaminas, aporta minerales como magnesio, hierro, calcio, potasio, y fósforo, compuestos fenólicos, ácidos orgánicos (García y Capezio, 2019). Además de poseer Almidón Resistente (Yoshikawa y Apaza, 2020). La papa al ser considerada un alimento perecedero, requiere de procesos para prolongar su vida útil, al someterlo al proceso de Tunta se logra alargar su vida de anaquel de 10 a 20 años, así mismo el incremento de sus propiedades nutricionales se ve reflejado al obtener la Tunta, en comparación al estado inicial de la papa (Valdivieso y Mollinedo, 2021). La Tunta es un subproducto de las papas nativas, caracterizada por poseer un color blanco, con una superficie áspera, resultado de la deshidratación mediante la congelación y lavado, proceso relacionado con una liofilización natural, es un alimento rico en calorías con alta concentración de almidón y minerales como calcio y hierro (Lipa y Maquera, 2013), además de ser considerada como un alimento funcional por contener propiedades prebióticas, con un tipo de almidón lento en la digestión, que generan saciedad y cambios positivos en la dieta de las personas con sobrepeso y obesidad (Sanabria, 2013). 2 La liofilización es considerada uno de los mejores métodos de secado, llegando a conservar gran parte de las propiedades nutricionales y organolépticas de productos de origen biológico (Mosqueras et al., 2019), se basa principalmente en la eliminación de agua congelada provocando una deshidratación por sublimación, donde se ve presente la combinación de la reducción de presión de aire y el proceso de calentamiento (Talavera, 2018). Mediante la liofilización se han obtenido productos deshidratados como frutas y hortalizas con atributos entre ellos el sabor, color, textura y aroma que se resaltan mejor con respecto al secado por convección forzada, además le confiere al producto una estructura porosa que facilita la rápida rehidratación al adicionar agua (Caballero et al., 2017). Objetivo General  Estudiar el efecto del tiempo de inmersión y el tipo de secado en el proceso de tunta en variedades de papas (Solanum tuberosum) ecuatorianas. Objetivos Específicos  Seleccionar tres variedades de papas que más se producen en la zona centro del país para aplicar la tecnología de la tunta.  Determinar las condiciones óptimas del tiempo de inmersión y el tipo de secado del proceso de la tunta en las variedades de papas ecuatorianas con base a la cantidad de almidón resistente.  Caracterizar las propiedades físico químicas antes y después del proceso de la tunta del mejor tratamiento.  Elaborar una bebida tipo colada con el mejor tratamiento del proceso de tunta.  Aplicar un análisis sensorial de la bebida tipo colada preparada. 3 1.2. PROBLEMA Enunciado del Problema La Tunta es un alimento que se obtiene de las papas nativas amargas, caracterizada por poseer un color blanco, las cuales se someten a un proceso de deshidratación por medio de la congelación, seguido por un lavado y sumergimiento en el río y completado con un secado por exposición al sol (Chilon y Mamani, 2019). Es un alimento rico en calorías, con alta concentración de Almidón Resistente y minerales como calcio y hierro, además de su facilidad de asimilación, la Tunta es recomendable para niños y dietas (Lipa y Maquera, 2013). El Almidón Resistente (AR) ha adquirido importancia en la parte nutricional del ser humano el cual está vinculado con la disminución en el consumo de calorías e índice glucémico, que conlleva a la prevención de enfermedades cardiovasculares (Villaroel et al., 2018). Al ser un almidón no digerible actúa como fibras dietéticas, que ayudan a promover el crecimiento de bacterias benéficas en el intestino, considerándolo un producto funcional con efectos positivos contra la diabetes, cáncer y enfermedades del corazón (Chilon y Mamani, 2019). En Ecuador, se identifica tres grandes regiones que se dedican al cultivo de papa: al norte las provincias de Carchi e Imbabura, al centro provincias tales como Pichincha, Cotopaxi, Tungurahua, Bolívar y Chimborazo, y al sur, provincias como Cañar, Azuay y Loja. Para el año 2019 la superficie cultivada fue de 21107 hectáreas (ha) con una producción de 517655 toneladas métricas (t) y un rendimiento de 23.42 t/ha. 4 Aproximadamente el 81% de la producción se comercializa para consumo en fresco y el resto es utilizado por la industria de procesamiento (Araujo et al., 2021). En el país no se evidencia investigaciones realizadas sobre el proceso de Tunta en variedades de papas ecuatorianas y su utilización en la elaboración de harinas y otros subproductos destinados a niños y dietas para adultos, debido a la alta concentración de almidón de baja digestión. En la provincia Bolívar existe una alta producción de papa, pero no existe información científica del proceso de Tunta de las diversas variedades y de su valor nutricional. Situación problema En el sector empresarial agroindustrial; se verá afectado porque no existe un producto con estas características en la provincia, y por lo tanto no se puede dar este valor agregado a la papa para fines industriales, al considerarse al tubérculo una fuente rica en compuestos y se continuará presentando pérdidas en cualquier sector de la cadena productiva. Formulación del problema En base a lo expuesto, el presente estudio se orienta a la obtención de Tunta de las variedades de papas producidas en el Ecuador; para lo cual se plantea la siguiente pregunta de investigación: ¿Cuál es el efecto que tiene el tiempo de inmersión y el tipo de secado, sobre el proceso de la tunta en variedades de papas (Solanum tuberosum) ecuatorianas? 5 Sistematización Para la realización de esta investigación es necesario despejar interrogantes científicas metodológicas que contribuirán al cumplimiento del objetivo general, planteándonos las siguientes preguntas de investigación: ¿Cuáles son las variedades de papas que más se producen en la zona centro del país y que mejor se adaptan a la tecnología de la tunta? ¿Cuáles son las condiciones óptimas del proceso de tunta en las variedades de papas ecuatorianas con base a la cantidad de almidón resistente? ¿Cuáles son las características físico químicas que presenta la papa antes y después del proceso de la tunta del mejor tratamiento? ¿Qué producto se puede elaborar con la harina obtenida del proceso de tunta? ¿Cuál es la aceptación que tendrá un producto elaborado a partir de tunta? 6 CAPÍTULO II 2.1. MARCO TEÓRICO 2.1.1. Papa (Solanum tuberosum) La papa (Solanum tuberosum) es un tubérculo comestible considerado uno de los alimentos más importantes del mundo posicionándose en el cuarto lugar después de cereales como el arroz, maíz y trigo. De acuerdo a (Yucailla, 2020) la papa es el tubérculo más cosechado en el mundo y el primer alimento de origen no cereal. Contiene carbohidratos, proteínas, lípidos, vitaminas, minerales, compuestos fenólicos, ácidos orgánicos y agua (García y Capezio, 2019). Destacada por su alto valor energético y resalta por ser una importante fuente de compuestos con propiedades antioxidantes, considerándole un alimento completo (Cerón et al., 2018). 2.1.1.1. Clasificación taxonómica de la papa Describe la siguiente clasificación taxonómica del cultivo de papa: Tabla 1. Clasificación taxonómica de la papa (Solanum tuberosum) Reino Plantae División Magoliophyta Clase Magnoliopsida Subclase Asteridae Orden Solanales Familia Solanáceae Género Solanum Especie S. Tuberosum. Nombre científico Solanum tuberosum Nota. Clasificación taxonómica de la papa (Vizcaíno, 2017). 7 Planta de papa-morfología Nota. La figura muestra la morfología de la planta de papa (FAO, 2009). 2.1.1.2. Composición físico química de la papa Se describe la siguiente composición físico química del cultivo de papa: Tabla 2. Composición físico química de la papa Nutrientes Contenido (g/100g) Humedad 68 g Materia Seca 15 g Carbohidratos 7,7 g Ceniza 1 g Proteína 2 g Fibra 1,4 g Lípidos 0,1 (mg/100 g) Sodio 0,8 (mg/100 g) Potasio 2,3 (mg/100 g) Vit. C 0,8 (mg/100 g) Nota. Composición físico química de la papa (Romero, 2021). Flores Tallo Hojas Raíces Tubérculo Fruto o baya 8 2.1.1.3. Composición nutricional de la papa Se destaca por contener un alto valor nutricional considerándole un alimento básico para los seres humanos, contiene carbohidratos, proteínas, lípidos, vitaminas, minerales, compuestos fenólicos, ácidos orgánicos, agua (García y Capezio, 2019). Además de contener fibra dietaría (Zaheer y Ajtar, 2016), predomina por su alto contenido energético y resalta por ser una importante fuente de compuestos con propiedades antioxidantes tales como el ácido ascórbico, carotenoides, diferentes polifenoles, a-tocoferol, y ácidos fenolicos (Cerón et al., 2018). 2.1.1.4. Producción mundial y nacional de la papa Según (Ministerio de Agricultura y Riego [MAR], 2020) reporta que la papa es uno de los cultivos más importantes en el mundo, representando el 4.2% de la producción agrícola; en la década del 2010 a 2019 el volumen de producción de este tubérculo fue de 449 millones de toneladas es decir un promedio de 20 toneladas por hectárea. (Centro Internacional de la papa [CIP], 2017) menciona que alrededor de 156 países de todo el mundo actualmente cultivan papas, siendo China el mayor productor de papa con una producción de 91 millones de toneladas al año seguida por India, Ucrania, Rusia y Estados Unidos (MAR, 2020). Ecuador produce alrededor de 66 000 toneladas anuales de papas, tiene una superficie de alrededor de 50 000 hectáreas y cuyas provincias con mayor producción de papas son Carchi, Cañar, Pichincha, Cotopaxi y Tungurahua (Cóndor, 2018). Siendo la provincia del Carchi uno de mayores productores de papas en el Ecuador con 18.84 Tm/ha (Basantes et al., 2020). 9 Tabla 3. Producción de la papa Zona de cultivo Provincias Altitud (msnm) Rendimiento (t/ha) Producción Anual (Toneladas) Sur Cañar Azuay 2.700 a 3.400 5,05 13,062 Loja Centro Pichincha Cotopaxi Tungurahua 2.600 a 3.600 12,71 255,84 Chimborazo Bolívar Norte Carchi 2.800 a 3.200 15,9 108,188 Imbabura Nota. Se muestra las zonas de producción de la papa en Ecuador (Cóndor, 2018). 2.1.1.5. Usos de la papa En el mercado mundial, la papa es una parte importante del sistema alimentario y su consumo es repartido por todo el mundo, especialmente en los países en desarrollo. Debido a su versatilidad, al producto se le facilita la comercialización en diversas maneras: papas frescas, menos del 50% del cultivo en el mundo se consume en fresco, el resto se transforma en productos alimenticios de papa e ingredientes alimentarios, comida para ganado, cerdos y pollos, en la industria se procesa en almidón, los tubérculos de semilla se reutilizan para la siembra en la siguiente temporada (MAR, 2020). 10 El consumo de papas procesadas en Ecuador es en chips, papas fritas, puré, precocinados, congelados y enlatados. El desarrollo de la papa tiene lugar en la industria procesadora de comida rápida, restaurantes y sectores agroindustriales que satisface el 17% de la demanda (Pazmiño, 2018). 2.1.2. Variedades de papa 2.1.2.1. Variedad INIAP Natividad Según (Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias [INIAP], 2016) en el Ecuador existe más de 20 mejoras. La INIAP Natividad se encuentra dentro del grupo de las 20 mejoras, proveniente del cruzamiento de un hibrido Yema de Huevo (S. phureja) y la INIAP Gabriela en conjunto con la especie silvestre (S. pausissectum) (Araujo et al., 2021). 2.1.2.1.1. Características de la INIAP Natividad Se caracteriza por ser vigorosas de tamaño medio con tallos gruesos y erguidas, generalmente sus tallos son de color verde oscuro con una pigmentación de color morada, son resistentes a enfermedades como la lacha (Araujo et al., 2021). Tabla 4. Características de calidad de la INIAP Natividad Características Promedio (%) Almidón* 69,27 Proteína* 10,03 Materia seca* 20,41 Azúcares totales* 0,05 Azúcares reductores* 0,02 Nota. Características de calidad de la INIAP Natividad (Noroña y Tipanquiza, 2010). 11 2.1.2.2. Variedad INIAP Estela Según (INIAP, 2016) la variedad INIAP Estela se encuentra dentro del grupo de las 20 mejoradas, proviene del cruzamiento entre un híbrido entre Yema de huevo (S. phureja) y la especie silvestre (S. pausissectum) con la variedad Super Chola (Araujo et al., 2021). 2.1.2.2.1. Características de la INIAP Estela Son plantas vigorosas de tamaño mediano, erguidas con tres tallos gruesos de color verde oscuro con pigmentación morada bien distribuida, sus hojas son de color verde oscuro y abiertas (INIAP, 2016). Entre sus rasgos morfológicos; tubérculos redondos, piel color morada, pulpa amarillo claro, ojos intermedios. Presenta resistencia a la lancha (Phytophthora infestans) (Pumisacho y Velásque, 2009). Tabla 5. Características de calidad de la INIAP Estela Características Promedio (%) Almidón* 69,13 Proteína* 10,15 Materia seca* 22,00 Azúcares totales* 0,08 Azúcares reductores* 0,03 Nota. Características de calidad de la INIAP Estela (Noroña y Tipanquiza, 2010). 2.1.2.3. Variedad Chola Según (INIAP, 2016) en el Ecuador existe alrededor de 550 variedades de papas nativas y más de 20 mejoras. La papa Chola se encuentra dentro del grupo de las variedades 12 de papas nativas por ser tubérculos sometidos a un proceso de selección empírica (Cóndor, 2018). 2.1.2.3.1. Características de la variedad Chola Se caracteriza por tener cáscara rojiza y una pulpa amarilla arenosa sin pigmentación, posee un tamaño mediano, forma oval – elíptica, levemente aplanados en su cara inferior y superior (Jácome, 2015). También se caracterizan por ser susceptibles a enfermedades como la lancha y cuyos tubérculos tiene un periodo de reposo de 80 días (Torres et al., 2017). 2.1.3. La Tunta Es un subproducto de la papa nativa amarga deshidratada obtenida mediante un proceso artesanal utilizando un entorno natural (Huayhua, 2021). Mediante técnicas deshidratación natural, congelación, periodos breves de fermentación en agua natural e insolación indirecta se logra obtener el producto llamado Tunta, dicho tratamiento requiere de ciertas condiciones ambientales, tales como: humedad que va entre 30- 40%, en donde también se incluye días soleados y noches frías (Ramos, 2018). 2.1.3.1. Composición nutricional En su composición nutricional destaca el contenido de almidón, que le confiere un alto poder calórico, también el contenido de minerales como calcio y hierro, en concentraciones superiores al arroz y trigo (Comisión de Reglamentos Técnicos y Comerciales [INDECOPI], 2007). La resistencia de la Tunta y su alto contenido de calorías en comparación con las papas frescas hacen de este producto un alimento básico importante para la seguridad alimentaria en la población, por su contenido en almidón de fácil digestión en nuestro organismo se sugiere como alimento para niños 13 y en dietas donde se requieren alimentos ricos en nutrientes y de fácil absorción. Pero por efecto de la lixiviación, las papas que se transforman a Tunta pierden vitamina C porque se disuelve en agua y provoca un aumento en el contenido de calcio y hierro (Cardenas, 2021). Tabla 6. Composición nutricional de la papa Tunta Componentes Composición en 100g Composición en 100g Agua (ml) 16.5 16.6 Carbohidratos totales (g) 78.9 78.10 Fibra (g) 3.1 3.2 Proteínas (g) 3.8 3.9 Ceniza (g) 1.8 1.9 Grasa (g) 0.2 0.3 Energía (Kcal) 326.0 326.1 Calcio (mg) 40.0 40.1 Fósforo (mg) 51.0 51.1 Hierro (mg) 3.2 3.3 Riboflavina (mg) 0.44 0.45 Tiamina (mg) 0.03 0.04 Niacina 3.4 3.5 Ácido ascórbico 2.6 2.7 Nota. Cantidades de componentes nutricionales en 100 gramos (Cardenas, 2021). 2.1.3.2. Características organolépticas y básicas La Tunta se caracteriza por ser tubérculos deshidratados, que son de color blanco, muy ligeros, de formas y tamaños variados, entre redondos y alargados según la variedad de papa utilizada, que la Tunta sea de buena calidad depende de las condiciones en que se procesa, la experiencia y prácticas de los agricultores (Cardenas, 2021). 14 Tabla 7. Características que distinguen a la Tunta Característica Descripción Forma De forma alargada o redonda de acuerdo a la variedad de papa empleada. Color El color debe de ser de preferencia blanco intenso, pero la gama de color puede extenderse hasta blanco-mate; no debe presentar manchas amarillentas u oscuras. Olor El olor debe ser suave a hierbas acuáticas. Por lo general debe estar libre de olores fuertes o desagradables. Tamaño Se considera tres categorías: grandes, medianos y pequeños. Rehidratación El tiempo de remojo de la Tunta es de 10 minutos a media hora, tiempo suficiente para su remojo facilitando la cocción. Textura Las variedades nativas tienden a ser suaves y esponjosas. Sabor Agradable, ligeramente insípido. Combinada bien con comidas de sabores fuertes. Tiene la propiedad de absorber sabores de los ingredientes que lo acompañan durante su cocción. Nota. Características básicas que identifican la calidad del producto (Cardenas, 2021). 2.1.3.3. Procesamiento tecnológico El proceso para la obtención de Tunta consta del congelamiento de tubérculos de papa, las cuales son sometidas a inmersión en agua durante un mes, este lavado se realiza de varias maneras, una de las cuales es trasladando la papa al río en cuyos estanques 15 formados se depositan las papas congeladas, seguido por un pelado de manera manual para luego ser llevadas a un secado por exposición al sol, logrando obtener un producto deshidratado de color blanco con distintas formas y un olor bastante particular (CCoa Tacca et al., 2019). 2.1.4. Secado por congelación El secado por congelación también conocido como liofilización, es considerado como uno de los mejores métodos de secado, llegando a conservar gran parte de las propiedades organolépticas y nutricionales de productos de origen biológico. Se basa principalmente en la eliminación de agua congelada provocando una deshidratación por sublimación, donde se ve presente la combinación de la reducción de presión de aire y el proceso de calentamiento (Mosqueras et al., 2019). 2.1.4.1. ¿En qué consiste el secado por congelación? Su proceso consiste en la eliminación del agua que se encuentra presente en un producto congelado, a través de la sublimación del hielo, es decir pasa de un estado sólido a un estado gaseoso sin la necesidad de pasar por el estado líquido (Losno, 2022). 2.1.4.2. Origen del secado por congelación Proviene del imperio Inca, alrededor de los años 200 a.c., en la zona del altiplano andino ubicada a 4000 msnm. El cual era utilizado para la obtención de productos conocidos como Chuño y Tunta (papa deshidratada), para luego obtener productos como charqui (carne de llama deshidratada); posteriormente fue utilizada para la conservación de pescado por los vikingos. Actualmente dicha técnica continúa siendo utilizada por pobladores de países andinos como Perú y Bolivia (Santelices y Castro, 2021). 16 2.1.4.3. Ventajas del secado por congelación (liofilización) Al utilizar la liofilización como método de secado trae consigo ciertas ventajas, las cuales podemos mencionar a continuación:  Obtener productos limpios, permitiendo la asepsia de la misma.  Alargar la vida útil del producto sin perder gran parte de sus propiedades físicas, químicas, organolépticas y conservando esencialmente olores, sabores y principios activos.  Preservar alimentos sensibles al calor y otros materiales biológicos.  Perdida mínima de volátiles gracias al congelamiento total del producto (Zambrano, 2019). 2.1.5. Almidón El almidón es un carbohidrato que se presenta de manera natural en tubérculos, granos de cereales y raíces (Pozo et al., 2022). Siendo la principal fuente de carbohidratos en la dieta humana y es el polisacárido de almacenamiento más abundante en las plantas (Villaroel et al., 2018). Formado por la mezcla de polisacáridos conformado principalmente de amilosa y amilopectina (Hurtado, 2019), las cuales están compuestas por monómeros de glucosa (Yniestra, 2019). La amilosa es esencialmente un polímero lineal, constituyendo aproximadamente entre 15 y 20% de almidón (Villaroel et al., 2018). Contiene alrededor de 6000 unidades de glucosa con enlace α-1,4; y algunas ramificaciones que van de 3 a 20 cadenas de glucosa (Mendoza et al., 2017). La amilopectina es un polímero con una estructura 17 altamente ramificada (Villaroel et al., 2018). Considerado el componente principal del polisacárido, que consta de enlaces de α- 1,4 y α-1,6 (Yniestra, 2019). El almidón es un polisacárido de almacenamiento energético (Yniestra, 2019), llega a clasificarse dependiendo del grado y velocidad con el que llega a ser digerido, en los que se mencionan: almidón de rápida digestión, almidón de lenta digestión y almidón resistente (Olayo et al., 2021). 2.1.5.1. Almidón Resistente El Almidón Resistente es la suma total del almidón capaz de permanecer integro e intacto durante todo el tracto gastrointestinal de individuos sanos (Villaroel et al., 2018). Conocida como fracción de fibra dietética (Quiroga, 2009), un tipo de fibra vegetal con acción prebiótica (Montalvo, 2019). El AR se encuentra de manera natural en tubérculos, granos de cereal, legumbres y semillas (Salazar, 2018). Debido a pertenecer a un AR3 (amilasa retrogradada) (Montalvo, 2019), se logra obtener y aumentar el contenido de AR en diversos alimentos con la variación de la temperatura, pH y tiempo en los ciclos calentamiento/enfriamiento, congelación/secado (Sajilata et al., 2006). Los alimentos ricos en Almidón Resistente tienen un índice glucémico bajo y están destinados a personas con diabetes y a quienes desean adelgazar, ya que estos ayudan a controlar los niveles de azúcar en la sangre (Chilon y Mamani, 2019). El consumo de AR atribuye múltiples beneficios al ser humano, en el que se menciona un cambio favorable en la salud de la microbiota intestinal, disminución del peso corporal, aumento de saciedad, manteniendo la sensación de satisfacción, entre otras (Villaroel et al., 2018). 18 2.1.5.2. Tipos de almidón resistente Almidón Resistente (AR) cuyo almidón tiene la capacidad de resistir la digestión y permanecer integro en el intestino (Olayo et al., 2021). Existen 5 tipos de almidón resistente (Villaroel et al., 2018).  Tipo I (AR1), se compone de gránulos de almidón, los cuales están rodeados por una matriz indigerible, es decir aquel almidón que físicamente es inaccesible, encontrados de manera natural en legumbres y granos enteros (Villaroel et al., 2018).  Tipo II (AR2), aquel almidón que se compone de gránulos crudos, los cuales no pueden ser afectados enzimáticamente sin antes haber pasado por la gelatinización. Se encuentra en alimentos y tubérculos crudos como la papa, plátano verde y el maíz (Aquilano, 2021).  Tipo III (AR3), almidón retrodegradado el cual se ha formado durante el proceso de enfriamiento del almidón. Demostrando el aumento y formación de AR, debido a los ciclos de enfriamiento y calentamiento (Villaroel et al., 2018).  Tipo IV (AR4), almidones que han sido modificados químicamente, los cuales difícilmente llegan hacer atacados por las enzimas. Se elaboran este tipo de almidones de manera industrial con el objetivo de ser utilizadas en la elaboración de varios alimentos procesados, tales como alimentos infantiles, pasteles, salsas industriales, entre otros (Aquilano, 2021).  Por último, el tipo V (AR5), el cual contiene complejos lípidos-amilosa, formados durante el proceso de cocción (Villaroel et al., 2018). 19 2.1.6. Bebida funcional Las bebidas funcionales desempeñan un papel importante en la prevención de enfermedades y protección de la salud, considerada un valioso e importante medio para el suplemento de varios componentes nutracéuticos (Enriquez y Ore, 2021). Además de satisfacer las necesidades fisiológicas de los consumidores, son la respuesta al tan anhelado cambio de consumir productos con opciones naturales, nutritivas, estimulantes, refrescantes y sobre todo saludables (Chiroque et al., 2019). 20 CAPÍTULO III 3.1. MARCO METODOLÓGICO 3.1.1. Ubicación de la investigación El presente trabajo de investigación se realizó en el Complejo agroindustrial de la carrera de Agroindustrias y en el laboratorio de investigación de la Universidad Estatal de Bolívar. Ver Anexo 1. 3.1.1.1. Localización de la investigación Tabla 8. Datos de la localización de la investigación Ubicación Localidad Provincia Bolívar Cantón Guaranda Sector Laguacoto 1 Dirección Vía Guaranda – San Simón Km 0.5 3.1.2. Situación geográfica y climática Tabla 9. Aspectos generales del territorio Parámetro Valor Altitud 2622 m.s.n.m. Latitud 01º 34´15´´ sur Longitud 79º 0´02´´ oeste Temperatura media anual 13°C Temperatura máxima 26,44ºC Temperatura mínima 8ºC Humedad relativa 30% Nota. Estación Meteorológica, Universidad Estatal de Bolívar, Laguacoto II, 2021. 21 3.1.3. Zona de vida (zonificación ecológica) La localización del lugar corresponde al Complejo Agroindustrial y Departamento de Investigación, correspondiente a la zona de vida: Bosque húmedo Montano bajo (BHMB), según el botánico climatólogo Holdrige (Yasuma y Pilco, 2018). 3.1.4. Material experimental  Variedades de papas: INIAP Natividad, Chola, INIAP Estela  Tiempo de inmersión  Tipo de secado 3.1.5. Materiales de campo Tabla 10. Equipos Nombre Código Marca Congelador industrial 20382908 PANASONIC Molino 5860627 RETSECH Incubadora 8090096 MERMET Mezclador vortex 8341308 FISHER SCIENTIFIC Medidor de pH 8089406 OAKTON Estufa 204448 MEMMERT Mufla 8088761 THERMO SCIENTIFIC Extractor de gases 20382937 FLORES VALLES Determinador de grasa 8099670 TRADE RAYPA Balanza digital 20382943 OHAUS Espectrofotómetro 20392919 THERMO SCIENTIFIC 22 3.1.6. Materiales de oficina  Esferos  CD  Computadora  Calculadora  Impresora  Memoria USB 3.1.7. Reactivos Tabla 11. Reactivos Ítem Nombre, de la marca Megazyne 1 α-amilasa pancreática 2 Tampón de reactivo GOPOD 3 Enzimas reactivas GOPOD 4 Tampón de maleato de sodio 5 Tampón de maleato de sodio 6 Tampón de acetato de sodio 7 Solución de hidróxido de potasio 8 Etanol acuoso (o IMS) 3.2. MÉTODOS 3.2.1. Factores en estudio Tabla 12. Factores y niveles de estudio Factores Código Nivel Variedades de papas ecuatorianas A 𝒂𝟏: INIAP Natividad 𝒂𝟐: INIAP Estela 𝒂𝟑: Chola Tiempo de inmersión * B 𝒃𝟏: 360h (15 días) 𝒃𝟐: 480h (20 días) Tipo de secado C 𝒄𝟏: natural (18-27 °C) 𝒄𝟐: artificial (50 ± 2°C) * La inmersión se realizó en recipientes con agua, cambio de agua cada 24 horas. 23 3.2.2. Tratamientos Los tratamientos lo constituyen la combinación de cada factor y sus niveles correspondientes. Tabla 13. Tratamientos N° Código Nivel A B C 1 𝑎1𝑏1𝑐1 INIAP Natividad 360h natural 2 𝑎1𝑏1𝑐2 INIAP Natividad 360h artificial 3 𝑎1𝑏2𝑐1 INIAP Natividad 480h natural 4 𝑎1𝑏2𝑐2 INIAP Natividad 480h artificial 5 𝑎2𝑏1𝑐1 INIAP Estela 360h natural 6 𝑎2𝑏1𝑐2 INIAP Estela 360h artificial 7 𝑎2𝑏2𝑐1 INIAP Estela 480h natural 8 𝑎2𝑏2𝑐2 INIAP Estela 480h artificial 9 𝑎3𝑏1𝑐1 Chola 360h natural 10 𝑎3𝑏1𝑐2 Chola 360h artificial 11 𝑎3𝑏2𝑐1 Chola 480h natural 12 𝑎3𝑏2𝑐2 Chola 480h artificial 3.2.3. Características del experimento Tabla 14. Características del experimento Atributos del Diseño Factorial Número de factores experimentales 3 Niveles del Factor A 3 Niveles del Factor B 2 Niveles del Factor C 2 Réplicas 2 Número de unidades experimentales 24 Variables experimentales 1 24 3.2.4. Tipo de diseño experimental o estadístico En base a la necesidad de evaluar el efecto combinado de los diferentes factores y niveles de estudio propuestos en la investigación, se aplicó el diseño en bloques completos al azar (DBCA), en arreglo factorial (A×B×C) cada uno con 3, 2 y 2 niveles respectivamente con dos réplicas, total 24 tratamientos. El modelo matemático es el siguiente: 3.2.4.1. Modelo matemático del diseño 𝒀𝒊𝒋𝒌𝒍 = 𝜇 + 𝛼𝑖 + 𝛽𝑗 + 𝛾𝑘 + (𝛼𝛽)𝑖𝑗 + (𝛼𝛾)𝑖𝑘 + (𝛽𝛾)𝑗𝑘 + (𝛼𝛽𝛾)𝑖𝑗𝑘 + 𝜀𝑖𝑗𝑘 Ecuación 1 Donde: 𝒀𝒊𝒋𝒌𝒍= Variable sujeta de medición. 𝝁 = Media general. 𝜶𝒊= Efecto del nivel i-ésimo del factor A. 𝜷𝒋= Efecto del nivel j-ésimo del factor B. 𝜸𝒌= Efecto del nivel k en el factor C. (𝜶𝜷)𝒊𝒋, (𝜶𝜸)𝒊𝒌, (𝜷𝜸)𝒋𝒌= Efectos de interacción dobles (de dos factores) en los niveles ij, ik, jk, respectivamente. (𝜶𝜷𝜸)𝒊𝒋𝒌= Efecto de interacción triple en la combinación o punto ijk. 𝜺𝒊𝒋𝒌= Error aleatorio en la combinación ijk y l son las repeticiones o réplicas del experimento (Gutiérrez y Vara, 2012). 25 3.2.4.2. Modelo del análisis de varianza Para determinar la diferencia entre tratamientos se aplica un análisis de varianza (ANOVA), se aplicó la prueba de Tukey al 5% para conocer la diferencia entre las medias de los tratamientos y para analizar los resultados se utiliza el programa estadístico STATGRAPHICS Centurión XVIII. Tabla 15. Análisis de varianza ANOVA, para el diseño factorial A × B×C Fuente de variabilidad Suma de cuadrado s Grados de libertad Cuadra do medio 𝑭𝟎 Valor-p Factor A 𝑆𝐶𝐴 a-1 𝐶𝑀𝐴 𝐶𝑀𝐴/𝐶𝑀𝐸 𝑃(𝐹 > 𝐹 0 𝐴) Factor B 𝑆𝐶𝐵 b-1 𝐶𝑀𝐵 𝐶𝑀𝐵/𝐶𝑀𝐸 𝑃(𝐹 > 𝐹 0 𝐵) Factor C 𝑆𝐶𝐶 c-1 𝐶𝑀𝐶 𝐶𝑀𝐶/𝐶𝑀𝐸 𝑃(𝐹 > 𝐹 0 𝐶) Efecto AB 𝑆𝐶𝐴𝐵 (a-1) (b-1) 𝐶𝑀𝐴𝐵 𝐶𝑀𝐴𝐵/𝐶𝑀𝐸 𝑃(𝐹 > 𝐹 0 𝐴𝐵) Efecto AC 𝑆𝐶𝐴𝐶 (a-1) (c-1) 𝐶𝑀𝐴𝐶 𝐶𝑀𝐴𝐶/𝐶𝑀𝐸 𝑃(𝐹 > 𝐹 0 𝐴𝐶) Efecto BC 𝑆𝐶𝐵𝐶 (b-1) (c-1) 𝐶𝑀𝐵𝐶 𝐶𝐵𝐶/𝐶𝑀𝐸 𝑃(𝐹 > 𝐹 0 𝐵𝐶) Efecto ABC 𝑆𝐶𝐴𝐵𝐶 (a-1) (b-1) (c-1) 𝐶𝑀𝐴𝐵𝐶 𝐶𝑀𝐴𝐵𝐶/𝐶𝑀𝐸 𝑃(𝐹 > 𝐹 0 𝐴𝐵𝐶) Error 𝑆𝐶𝐸 abc (n-1) 𝐶𝑀𝐸 Total 𝑆𝐶𝑇 abn – 1 3.2.4.3. Pruebas de rangos múltiples Se aplicará una prueba de rangos múltiples para determinar el mejor tratamiento. 26  Método Tukey 𝑯𝒐: 𝜇𝑖 = 𝜇𝑗 𝑯𝟏: 𝜇𝑖 ≠ 𝜇𝑗 El modelo aplica un procedimiento de comparación múltiple para determinar cuáles medias son significativamente diferentes de otras, indicando que muestra diferencia estadísticamente significativa con un nivel del 95,0% de confianza. Modelo matemático para prueba de rangos múltiples de Tukey: 𝑻∝ = 𝑞∝(𝑘, 𝑁 − 𝐾)√𝐶𝑀𝐸 𝑞𝑖⁄ Ecuación 2 Donde: 𝑪𝑴𝑬 = Es el cuadrado medio del error, se obtiene de la tabla ANOVA. 𝒏 = Es el número de observaciones para los tratamientos i y j. 𝒌 = Es el número de tratamientos. ∝= Es el nivel de significancia prefijado. 𝑵 − 𝑲 = Es igual a los grados de libertad para el error. 𝒒∝(𝒌, 𝑵 − 𝑲): Son puntos porcentuales de la distribución del rango estudentizado. 3.2.5. Variable experimental La variable experimental a medir es:  Determinación de Almidón Resistente * Se aclara que también se determinó como variable respuesta la cantidad de Calcio (mgCa/100g), aunque no se contemplaba en el perfil de la tesis, porque está presente en el producto Tunta y es un mineral importante en la salud. 27 3.2.6. Tipos de análisis 3.2.6.1. Análisis de la materia prima y del producto final  Determinación de humedad La determinación de la Humedad se hizo con el Método Oficial 925.10.2005 (Instituto de Salud Pública [ISP], 2005).  Determinación de ceniza La determinación de ceniza se realizó por el Método AOAC 923.03 (Arcos, 2019).  Determinación de pH La determinación del pH se hizo a partir de la Norma INEN 526 2013 (INEN, 2013).  Determinación de grasa Se determinó la grasa por el Método Oficial de la AOAC 2003.06 2006 (Jácome, 2016).  Determinación de fibra cruda La fibra cruda se determinó de acuerdo al Método Oficial AOAC 962.09 1982 (Instituto Nacional de Normalización [INN], 1982).  Determinación de energía La determinación de energía se hizo por la Norma Española UNE-EN ISO 18125 2018 (Normalización Española[UNE], 2018).  Determinación de Almidón Resistente La cuantificación del Almidón Resistente se realizó por el Método AOAC 2002.02 y el Método AACC 32-40.01 (Corporación Megazyme, 2017). %𝑨𝑹 = ∆𝐸 × 𝐹 × 100 0,1 × 1 1000 × 100 𝑊 × 162 180 Ecuación 3 28  Determinación de Calcio Se realizó de acuerdo con la Norma Española de Espectrometría de absorción atómica UNE-EN ISO 6869:2000 (Normalización Española [UNE], 2001). 3.2.6.2. Método del análisis sensorial Se realizará una evaluación sensorial a varios catadores utilizando la prueba hedónica (Osorio, 2020).  Prueba hedónica Se aplicó un test de aceptabilidad para medir el grado de aceptabilidad del producto por parte de los consumidores en base a la escala hedónica de (Witting, 2001) modificado.  Análisis de datos Se utilizó el programa Microsoft EXCEL para detallar la información sobre el análisis de datos de la prueba hedónica y conocer el resultado final (Jiménez et al., 2019). Además, se presenta los resultados ya sean cualitativos o cuantitativos, bajo la siguiente estructura: Título, cuadro o gráfico y su respectivo análisis e interpretación de los mismos. 3.3. MANEJO DEL EXPERIMENTO Para seleccionar las variedades de papa que se utilizaron en la investigación se realizó un análisis preliminar de las variedades de papas que más se producen y se consumen, donde se utilizó una encuesta semiestructurada, la cual fue aplicada a 30 comerciantes y productores de los mercados 10 de noviembre y mercado 24 de mayo. 29 3.3.1. Proceso de elaboración de Tunta 1. Limpieza Obtenida la materia prima, se lavaron las papas con abundante agua para eliminar impurezas y tierra presente en los tubérculos, es importante mencionar que las papas deben ser frescas. 2. Selección Las papas se seleccionaron según su variedad, peso, tamaño. Colocándolas en recipientes limpios. 3. Pesado Se tomó muestras de 1 Kg de papa por variedad, para lo cual se utilizó una balanza gramera. 4. Congelado Luego se extendieron las papas uniformemente en el congelador a una temperatura de -3°C por 72 horas ininterrumpidamente. 5. Inmersión Para el proceso de fermentación, los tubérculos de papa congelados se colocaron en recipientes con agua, donde se someten a inmersión con temperaturas de 5 °C por 360h (15 días) y 480h (20 días); con cambio de agua cada 24 horas. 6. Re-congelado Se colocaron los tubérculos de papas ya remojados en el congelador a -3°C, por una sola noche permitiendo un congelado más uniforme. 30 7. Lavado Una vez retiradas del congelador, se lavaron repetidamente los tubérculos para descongelar. 8. Apisonado Se comprime los tubérculos ya descongelados, con el fin de retirar el exceso de agua de los mismos. 9. Secado Se colocaron de manera dispersa los tubérculos aun húmedos en una superficie limpia expuesta al sol, de 5 a 6 días, donde la temperatura ambiental puede estar de 18-27 °C. En cuanto al secado artificial, se colocaron las papas en las bandejas del secador cuya temperatura de secado es de 51± 2 °C por 7 horas, durante tres días. 10. Frotado Una vez secos, se colocó la tunta en una manta de malla para luego balancearla de un lado a otro, provocando el roce entre tubérculos, lo que permite un pelado final. 11. Venteado Se venteó para separar restos de cascaras aprovechando la energía del viento y utilizando un recipiente limpio para colocar el producto. 12. Almacenamiento El producto fue empacado y almacenado en lugares frescos y cerrados. 31 3.3.1.1. Diagrama de flujo para la obtención de Tunta RECEPCIÓN DE MATERIA PRIMA CONGELADO INMERSIÓN RE-CONGELADO SECADO FROTADO ALMACENADO LAVADO APISONADO VENTEADO LIMPIEZA SELECCIÓN PESADO 32 3.3.1.2. Diagrama de proceso para la obtención de Tunta Congelación T= -5°C t = 72 h Inmersión T= 4, 5°C t= 360h, 504h Segunda Congelación T= -5°C t = 24 h Cosecha reciente Secado t = 192 h Rozado y venteado A lm a c e n a m ie n to Recepción Se elaboró una bebida tipo colada con la harina de Tunta del mejor tratamiento en base a los resultados obtenidos del contenido de Almidón Resistente. 3.3.2. Proceso de elaboración de la bebida tipo colada  Recepción: Se recibieron las materias primas: Tunta, avena y maracuyá, que pasaron a una molienda y tamizado en el caso de las dos primeras, la maracuyá se despulpó y se obtuvo jalea, la misma que se utilizó para endulzar la bebida.  Pesado: Se pesaron las harinas previamente molidas para la sustitución del 50:50%, en un recipiente.  Mezclado: Se mezcló la harina de Tunta del mejor tratamiento en base a su contenido de Almidón Resistente, en conjunto con la harina de avena, la jalea de maracuyá, el agua.  Pasteurizado: Se efectuó la pasteurización a una temperatura de 65°C por aproximadamente 30 minutos, para eliminar cualquier microorganismo que pueda estar presente en el producto para ello se utilizó una olla. 33  Enfriamiento: Se dejó enfriar el producto a una temperatura de 40°C, luego de la pasteurización.  Envasado: Se colocó el producto obtenido en botellas de vidrio de 300 ml previamente esterilizadas y se sella el envase.  Etiquetado: Se procedió a etiquetar el producto con la respectiva información correspondiente.  Almacenado: Finalmente se procedió a almacenar la bebida en refrigeración a una temperatura de 6°C. 34 3.3.2.1. Diagrama de flujo del proceso de la bebida tipo colada RECEPCIÓN DE TUNTA MOLIENDA TAMIZADO MEZCLADO AVENA ENVASADO ETIQUETADO ENFRIAMIENTO ALMACENADO MARACUYÁ LIMPIEZA CORTADO EXTRACCIÓN DE PULPA TAMIZADO PULPA DE MARACUYÁ HARINA DE TUNTA PESADO PASTEURIZADO MOLIENDA TAMIZADO HARINA DE AVENA Agua Azúcar T=65°C por 30mn JALEA DE MARACUYÁ 35 CAPÍTULO IV 4.1. RESULTADOS Y DISCUCIÓN En el presente trabajo de investigación se obtuvieron los siguientes resultados en función a los objetivos planteados:  Producción de la papa en la provincia Bolívar En la provincia de Bolívar existe una superficie de 2600 hectáreas y un rendimiento medio de 12.2 tm/ha de cultivo de papa, equivalente al 80% del sistema de producción (Tiche y Rea, 2022); las variedades de papa: Chola, Superchola e INIAP Gabriela son las más cultivadas, representando más del 80% de la producción (Cordero, 2019). 4.1.1. Selección de las variedades de papa Según la encuesta realizada a los comerciantes de papa en el cantón Guaranda con base a lo planteado por (Rodríguez, 2012) modificado, se presenta los siguientes resultados principales: a) Los que realizan la comercialización de la papa en el cantón Guaranda Tabla 16. Frecuencia de la comercialización de la papa en el cantón Guaranda Comercialización Frecuencia Absoluta Intermediarios 24 Productores 6 30 encuestados 36 Comercialización de la papa: productor vs intermediario La figura 2, presenta las personas entrevistadas que se dedican a la comercialización de la papa en los mercados locales del cantón Guaranda, siendo el 81% realizada por intermediarios, mientras que el 19% lo realizan los productores. (Espín, 2018), menciona que el 70% de la comercialización de la papa la realizan los intermediarios, el 30% la realizan los productores, siendo el 20% comercializado en la localidad y el 10% para el auto consumo del agricultor, evidenciando un alto porcentaje de venta realizado por el intermediario, esto debido a la poca experiencia que tiene el campesino y productor Bolivarense en cuestión a la experticia en el manejo del producto, requerimientos específicos de la demanda y las necesidades del consumidor. Todo esto se suma a la falta de ayuda y asistencia gubernamental sobre el volumen de producción a comercializar y el desconocimiento de las zonas de acopio para la entrega de venta a los mayoristas, los precios y el destino del producto (Coloma, 2015). 19% 81% Productor Intermediario Comercial ización De Papas Productor vs Intermediario 37 b) Variedades de papa que tiene mayor demanda en el mercado Tabla 17. Frecuencia de la demanda de las variedades de papa Variedades Frecuencia Absoluta Chola 20 INIAP Natividad 7 INIAP Estela 2 Otros (Chaucha, Fripapa, etc.) 1 30 comerciantes Demanda de papa en los mercados de la ciudad de Guaranda En la figura 3, se observa que el 67% de los comercializadores prefieren adquirir la variedad Chola, por la demanda que la misma presenta, seguida por la INIAP Natividad con un porcentaje de venta del 24%, un 7% de los comerciantes encuestados aseguran que pocas personas prefieren la INIAP Estela y solamente el 2% se dedica a comercializar otras variedades. 67% 7% 24% 2% Chola INIAP-Estela INIAP-Natividad Otras(Chaucha, Gabriela,etc) 38 Por los resultados obtenidos, se seleccionó tres variedades de papas (INIAP Natividad, INIAP Estela y Chola) tomando en consideración su producción y comercialización, conjuntamente con las pruebas preliminares previamente realizadas, a diferencia de otras variedades que no se adaptaron al proceso. c) Tiempo máximo que la papa permanece almacenada para la venta Otra información importante de la encuesta realizada es que actualmente los tubérculos son colocados en sacos donde su tiempo máximo de almacenamiento es de 5 a 9 días, con el propósito de protegerlas de agentes externos, evidenciando que no existe ningún método de almacenamiento a largo plazo cuando existe una sobreproducción del producto. 4.1.2. Análisis de Almidón Resistente (AR) 4.1.2.1. Almidón Resistente de las tres variedades de papa Tabla 18. Rendimiento de Almidón Resistente en 100 g de harinas de las variedades de papa (valores en base seca) Variedades Almidón Resistente (%) INIAP Natividad 4,54 INIAP Estela 5,47 Chola 6,38 La tabla 18, muestra el rendimiento de Almidón Resistente en las harinas de las tres variedades de papas tomadas en cuenta para el estudio, donde se evidencia un mayor rendimiento en la variedad Chola con un valor de 6,38% en relación a las demás variedades; valor similar a lo reportado por (Llumipanta y Mamani, 2022) de 6,46% en 39 la harina de papa Chola; teniendo en consideración que la papa posee un rendimiento del 1,3% de AR, que al someterla a un proceso se incrementa en un 20% (Villaroel et al., 2018). 4.1.2.2. Almidón Resistente de las harinas de los tratamientos de Tunta El proceso de Tunta de los tratamientos planteados, presentó los siguientes valores en la cuantificación de Almidón Resistente, tomando en consideración la influencia de los factores: variedades de papa, tiempo de inmersión (horas) y tipo de secado. Tabla 19. Rendimiento de Almidón Resistente de la Tunta en 100 g (valores en base seca) Tratamientos Almidón Resistente (R1) Almidón Resistente (R2) Promedio (%) 1 26,22 26,16 26,19 2 19,75 19,79 19,77 3 31,85 33,10 32,48 4 5,34 5,34 5,34 5 20,28 20,22 20,25 6 10,95 8,22 9,59 7 17,45 17,38 17,42 8 8,45 6,58 7,52 9 24,39 22,44 23,42 10 15,26 17,22 16,24 11 41,79 38,91 40,35 12 16,89 15,07 15,98 En la Tabla 19, se muestra el rendimiento de Almidón Resistente de la Tunta, el cual se encuentra en un rango promedio de 5,34 a 40,35%, presentando el mayor porcentaje el T11 (Variedad: Chola, tiempo de inmersión: 420 h y secado: natural), valor cercano al reportado por (Chilon y Mamani, 2019) que menciona un rendimiento del 48,23% en la Tunta. 40 4.1.2.3. Análisis de varianza para contenido de Almidón Resistente Tabla 20. Análisis de varianza para contenido de Almidón Resistente Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P EFECTOS PRINCIPALES A:Variedades de papa 448,292 2 224,146 169,29 0,0000* B:Tiempo de inmersión 2,1901 1 2,1901 1,65 0,2227 C:Tipo de secado 1223,08 1 1223,08 923,75 0,0000* INTERACCIONES AB 182,038 2 91,0189 68,74 0,0000* AC 48,8901 2 24,4451 18,46 0,0002* BC 229,959 1 229,959 173,68 0,0000* ABC 132,724 2 66,3619 50,12 0,0000* RESIDUOS 15,8885 12 1,32404 TOTAL (CORREGIDO) 2283,06 23 En la Tabla 20, se muestra que existe un efecto altamente significativo en los factores A (Variedades de papa) y C (Tipo de secado), al igual que en sus interacciones dobles y triple: AB, AC, BC y ABC respectivamente, puesto que los valores-p son menores al valor 0,05, señalando que éstos factores simples y las interacciones dobles y triple influyen altamente en el contenido de Almidón Resistente. Debido a la presencia de la diferencia estadística altamente significativa se aplicó una prueba de rangos ordenados de Tukey, que se muestra en la Tabla 21. 41 Tabla 21. Prueba de rangos ordenados de Tukey para contenido de Almidón Resistente por variedades de papas ecuatorianas Tratamientos Media Grupos Heterogéneos 𝒂𝟑𝒃𝟐𝒄𝟏 40,35 A 𝒂𝟏𝒃𝟐𝒄𝟏 32,48 B 𝒂𝟏𝒃𝟏𝒄𝟏 26,19 C 𝒂𝟑𝒃𝟏𝒄𝟏 23.42 CD 𝒂𝟐𝒃𝟏𝒄𝟏 20,25 DE 𝒂𝟏𝒃𝟏𝒄𝟐 19,77 DE 𝒂𝟐𝒃𝟐𝒄𝟏 17,42 E 𝒂𝟑𝒃𝟏𝒄𝟐 16,24 E 𝒂𝟑𝒃𝟐𝒄𝟐 15,98 E 𝒂𝟐𝒃𝟏𝒄𝟐 9,59 F 𝒂𝟐𝒃𝟐𝒄𝟐 7,52 F 𝒂𝟏𝒃𝟐𝒄𝟐 5,34 F En la Tabla 21, se observa los rangos ordenados de Tukey para Almidón Resistente, donde se aprecia una heterogeneidad entre los diferentes tratamientos, obteniendo la presencia de 7 grupos heterogéneos, siendo el mejor tratamiento 𝒂𝟑𝒃𝟐𝒄𝟏 correspondiente a la variedad de papa: Chola, tiempo de inmersión: 480h y tipo de secado: natural; superior a otros tratamientos con un valor promedio de Almidón Resistente de 40,35%. 42 Gráfica de interacción A×B para el contenido de Almidón Resistente En la figura 4, se presenta la interacción de los factores A×B para el contenido de Almidón Resistente, donde se evidencia que existe interacción entre los tiempos de inmersión y las variedades de papas que influyen en el contenido de Almidón Resistente. 4.1.2.4. Contenido de Calcio de harinas de las tres variedades de papas Tabla 22. Contenido de Calcio en 100 g de harinas de las variedades de papa (valores en base seca) Variedades Contenido de calcio mgCa/100g INIAP Natividad 15,62 INIAP Estela 16,64 Chola 21,65 Gráfico de Interacciones Variedades de papa 12 15 18 21 24 27 30 A lm id ó n R e s is te n te Chola INIAP-Estela INIAP-Naty Tiempo de inmersión 360 h 480 h 43 La Tabla 22, muestra el contenido de Calcio en las harinas de las tres variedades de papas tomadas en cuenta para el estudio, donde se evidencia una mayor cantidad de Calcio en la variedad Chola con un valor de 21,65 mgCa en relación a las demás variedades; valor equivalente a lo reportado por (Balladares, 2018) en variedades como Puca Shungo y Yana Shungo que presentan valores entre 30 a 60 mgCa. 4.1.2.5. Contenido de Calcio de los tratamientos de Tunta Tabla 23. Contenido de Calcio en los tratamientos de Tunta en 100g (valores en base seca) Tratamientos Calcio (R1) Calcio (R2) Promedio (mgCa/100g) 1 29,14 31,83 30,49 2 32,44 30,47 31,46 3 42,00 43,22 42,61 4 37,86 41,85 39,86 5 20,29 17,17 18,73 6 19,29 18,95 19,12 7 23,10 22,12 22,61 8 21,96 19,14 20,55 9 22,38 21,06 21,72 10 23,52 20,40 21,96 11 24,28 23,13 23,71 12 27,15 27,69 27,42 En la Tabla 23, se muestra el contenido de Calcio en la Tunta, el cual se encuentra en un valor promedio de 18,73 a 42,61 mgCa, presentando el mayor contenido de Calcio 44 el T3 (INIAP Natividad, 420 h, natural), valor superior al reportado por (Cardenas, 2021) de 40 mgCa, notándose un incremento después de aplicar el proceso de la Tunta. 4.1.2.6. Análisis de varianza para el contenido de Calcio Tabla 24. Análisis de varianza para contenido de Calcio en los tratamientos de Tunta Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P EFECTOS PRINCIPALES A:Variedades de papa 1111,56 2 555,782 220,92 0,0000* B:Tiempo de inmersión 184,593 1 184,593 73,37 0,0000* C:Tipo de secado 0,0416667 1 0,0416667 0,02 0,8997 INTERACCIONES AB 67,8568 2 33,9284 13,49 0,0009* AC 10,7669 2 5,38345 2,14 0,1604 BC 1,215 1 1,215 0,48 0,5003 ABC 14,7619 2 7,38094 2,93 0,0918 RESIDUOS 30,1896 12 2,5158 TOTAL (CORREGIDO) 1420,99 23 En la Tabla 24, se muestra el ANOVA para el contenido de Calcio, señalando que existe efecto altamente significativo en los factores A y B, correspondiendo a las variedades de papas y tiempo de inmersión, al igual que en la interacción A×B, es decir influyen en el contenido de Calcio de los diferentes tratamientos con un 95,0% de nivel de confianza. Debido a la diferencia significativa se aplicó una prueba de rangos ordenados de Tukey, que se muestra en la Tabla 25. 45 Tabla 25. Prueba de rangos ordenados de Tukey para contenido de Calcio en los tratamientos de Tunta Tratamientos Media Grupos Heterogéneos 𝒂𝟏𝒃𝟐𝒄𝟏 42,61 A 𝒂𝟏𝒃𝟐𝒄𝟐 39,86 A 𝒂𝟏𝒃𝟏𝒄𝟐 31,46 B 𝒂𝟏𝒃𝟏𝒄𝟏 30,49 B 𝒂𝟑𝒃𝟐𝒄𝟐 27,42 BC 𝒂𝟑𝒃𝟐𝒄𝟏 23,71 CD 𝒂𝟐𝒃𝟐𝒄𝟏 22,61 CD 𝒂𝟑𝒃𝟏𝒄𝟐 21,96 CD 𝒂𝟑𝒃𝟏𝒄𝟏 21,72 CD 𝒂𝟐𝒃𝟐𝒄𝟐 20,55 D 𝒂𝟐𝒃𝟏𝒄𝟏 19,12 D 𝒂𝟐𝒃𝟏𝒄𝟏 18,73 D En la Tabla 25, se observa los rangos ordenados de Tukey para contenido de Calcio en los tratamientos de Tunta, donde se aprecia 5 grupos heterogéneos entre los diferentes tratamientos, obteniendo como mejor tratamiento 𝒂𝟏𝒃𝟐𝒄𝟏 correspondiente a la variedad de papa: INIAP Natividad, tiempo de inmersión: 480h y tipo de secado: natural; superior a otros tratamientos con un valor promedio de 42,61 mgCa. 46 Gráfica de interacción A×C para el contenido de Calcio En la figura 5, se presenta la interacción A×C para el contenido de Calcio, donde se evidencia que existe interacción entre las variedades de papa y el tipo de secado en el contenido de Calcio; debido a que son altamente significativos. Gráfica de interacción B×C para el contenido de Calcio Gráfico de Interacciones Variedades de papa 19 22 25 28 31 34 37 C a lc io Chola INIAP-Estela INIAP-Naty Tipo de secado Artificial Natural Gráfico de Interacciones Tiempo de inmersión 23 25 27 29 31 C a lc io 360 h 480 h Tipo de secado Artificial Natural 47 En la figura 6, se presenta la interacción B×C para el contenido de Calcio en los tratamientos de Tunta, se evidencia que existe interacción entre el tiempo de inmersión y el tipo de secado; debido a que son altamente significativos en el contenido de Calcio. Tabla 26. Comparación de la variable experimental antes y después del proceso de la Tunta en 100 g (valores en base seca). Variable experimental Tratamiento Antes del proceso (Variedad) Después del proceso Almidón Resistente (%) T11 6,38 (Chola) 40,35 *Calcio (mgCa/100g) T3 15,62 (INIAP Natividad) 42,61 En la Tabla 26, se muestran los valores de Almidón Resistente antes y después del proceso de la Tunta; se evidencia un valor de 6,38% de AR antes del proceso en harina de la papa de la variedad Chola y un valor de 40,35% en haría de Tunta correspondiente al T11 observándose un incremento de 632% es decir 6,3 veces más, incremento notorio después de aplicar el proceso de Tunta. Así mismo, se observa un incremento de Calcio de 15,62 mgCa en la harina de papa de la variedad INIAP Natividad antes del proceso a un valor de 42,61 mgCa en la harina de Tunta de la misma, existiendo un incremento de 270% es decir 2,7 veces más correspondiente al T3. La composición físico química de la papa, así como el contenido de Calcio varía según la variedad cultivada, la zona de crecimiento, la fertilización y el estado de crecimiento 48 de la planta, constituyendo la principal fuente de almacenamiento de energía (Vera y Chavarría, 2020). El incremento de almidón retrogradado o resistente, se logra por el efecto de la variación de la temperatura, pH y tiempo en los ciclos calentamiento/enfriamiento, congelación/secado en los alimentos (Sajilata et al., 2006). 4.1.3. Caracterización físico química de la materia prima antes y después del proceso de Tunta Los análisis físico químicos se realizaron antes y después del proceso de la Tunta en el mejor tratamiento en función al contenido de Almidón Resistente el cual fue el T11 (variedad: Chola, tiempo de inmersión: 480h y tipo de secado: natural). Tabla 27. Composición nutricional en 100 g de harina de papa Chola antes y después del proceso de Tunta (valores en base seca) Parámetro Unidad Análisis antes del proceso Análisis después del proceso (T11) Ceniza % 0,04 0,01 Humedad % 12,14 18,13 pH 6,17 5,94 Fibra cruda % 0,06 0,05 Grasa % 0,13 0,13 Energía Kcal/100g 398,76 412,79 En la tabla 27, se indican datos obtenidos de los análisis físico químicos antes y después del proceso de Tunta del mejor tratamiento y de la harina de papa de la variedad Chola, obteniendo los siguientes resultados: 49 a) Ceniza La harina de papa de la variedad Chola antes del proceso presenta resultados en ceniza de 0,04%, siendo relativamente bajo de acuerdo a lo reportado por (Romero, 2021) de 0,1% de cenizas. En cuanto a la harina de Tunta presenta un valor de 0,01%, evidenciando un decremento después de aplicado el proceso de Tunta, de igual forma (Patrón, 2019) reportó valores similares de 0,03 en cenizas en la Tunta. b) Humedad Con respecto al contenido de humedad, la harina de papa variedad Chola presenta un 12,14%, valor cercano a lo reportado por (Romero, 2019) de 12,20%; y la harina de Tunta presenta un valor de 18,13%, valor similar al reportado por (Patrón, 2019) de 18,1% en su contenido de humedad. c) pH En cuanto al pH se obtuvo un valor de 6,17 para la harina de papa Chola y la harina de Tunta presenta un valor de 5,94, los mismos que se encuentran en el rango establecido por la Norma INEN 95:1979 de 5,5 a 6,0. d) Fibra cruda En fibra cruda presenta un valor de 0,06% la harina de papa Chola, igual a lo reportado por (Lechón y Pozo, 2021) de 0,06%, en cambio la harina de Tunta presenta el valor de 0,05%, valor inferior a lo reportado por (Chilon y Mamani, 2019) de 0,2%. e) Grasa En harina de papa Chola para el contenido de grasa se obtuvo un valor de 0,13%, que se encuentra en el rango reportado por (Lechón y Pozo, 2021) de 0,02 a 0,96%, y en la harina de Tunta presenta el 0,13% evidenciando que mantiene intacto su contenido de 50 grasa luego de aplicado el proceso de Tunta, valor similar a lo reportado por (Patrón, 2019) de 0,23% de grasa. f) Energía La harina de papa Chola presenta un aporte energético de 398,76 Kcal/100g, valor parecido a lo reportado por (Guerrero et al., 2019) de 357 Kcal/100g, en cambio la harina de Tunta presenta 412,79 Kcal/100g valor superior a lo reportado por (Chilon y Mamani, 2019) de 323 Kcal/100g notándose un incremento en su contenido energético luego de aplicado el proceso de Tunta. En resumen, en los análisis físico químicos de ceniza, humedad, pH, fibra cruda, grasa y energía se demostró que la papa de la variedad Chola, presentó mínimas diferencias en su composición físico química luego de la Tunta; de esta manera se ha comprobado que conserva su valor nutricional antes y después de aplicado el proceso de Tunta, excepto en energía y humedad que se incrementó. 4.1.4. Determinación del grado de aceptabilidad de la bebida tipo colada 4.1.4.1. Prueba de preferencia Para determinar del grado de aceptabilidad de la bebida tipo colada se utilizó la harina de Tunta del mejor tratamiento en base a su contenido de Almidón Resistente, para lo cual se trabajó con una formulación de sustitución 50% de harina de Tunta a la harina de avena, se utilizó un panel de 30 catadores que fueron estudiantes de la carrera de Ingeniería Agroindustrial, no entrenados, los que dieron su punto de vista, evaluando los atributos: color, olor, sabor, consistencia y aceptabilidad, presentando los siguientes resultados. 51 1) COLOR Gráfica de la evaluación sensorial del atributo color en la bebida tipo colada a base de harina de Tunta En la figura 7, se aprecia que la bebida tipo colada con sustitución de harina de Tunta del 50% a la harina de avena, presenta una mayor tendencia del 43% que corresponde a una valoración de “Poco intenso” según la escala hedónica de (Witting, 2001) modificado. 2) OLOR Gráfica de la evaluación sensorial del atributo olor en la bebida tipo colada a base de harina de Tunta 0% 3% 37% 43% 17% COLOR Muy intenso Intenso Adecuado Poco intenso Muy poco intenso 0%3% 53%27% 17% OLOR Muy desagradable Desagradable Agradable Muy agradable Excelente 52 En la figura 8, se muestra una tendencia mayoritaria a la valoración “Agradable” con un 53%, según la escala hedónica de (Witting, 2001) modificado, para la bebida tipo colada con sustitución de harina de Tunta del 50% a la harina de avena. 3) SABOR Gráfica de la evaluación sensorial del atributo sabor en la bebida tipo colada a base de harina de Tunta En la figura 9, se evidencia que la bebida tipo colada presenta mayor tendencia del 40% que corresponde a una valoración de “Bueno” según la escala hedónica de (Witting, 2001) modificado. 4) CONSISTENCIA Gráfica de la evaluación sensorial del atributo consistencia en la bebida tipo colada a base de harina de Tunta 0% 17% 40% 33% 10% SABOR Malo Regular Bueno Muy bueno Excelente 53 En la figura 10, se muestra que la valoración “Ligero” presenta la mayor tendencia con el 50%, según la escala hedónica de (Witting, 2001) modificado, para la bebida tipo colada con sustitución de harina de Tunta del 50% y harina de avena del 50%. 5) ACEPTABILIDAD Gráfica de la evaluación sensorial del atributo aceptabilidad en la bebida tipo colada a base de harina de Tunta En la figura 11, se aprecia que la bebida tipo colada con sustitución de harina de Tunta del 50% a la harina de avena, presenta una mayor tendencia del 40% correspondiente a la valoración de “Muy bueno” según la escala hedónica de (Witting, 2001) modificado, por parte del panel de cata. 20% 3% 27% 50% 0% CONSISTENCIA Muy espeso Semi espeso Espeso Ligero Muy ligero 0%17% 33%40% 10% ACEPTABILIDAD Malo Regular Bueno Muy bueno Excelente 54 4.1.4.2. Análisis de la relación costo/beneficio en productos de Tunta a) Relación costo/beneficio de la papa Tunta Tabla 28. Valores de la relación costo/beneficio en papa Tunta PARA TUNTA Papa Chola 3,00 TOTAL 3,00 PRO. TERMINADO KG 1 COSTO/KG 3,00 45,00% PVP/KG 4,35 INGRESO TOTAL 4,35 BENEFICIO COSTO 1,45 En la tabla 28, se muestra la apreciación del valor costo/beneficio en la obtención de Tunta a base de papa Chola, en el cual 1Kg de papa Tunta tiene un valor de $4,35, por cada dólar invertido en la obtención de la misma se tiene 0,45 ctvs. de ganancia. b) Relación costo/beneficio de la bebida tipo colada de Tunta Tabla 29. Valores de la relación costo/beneficio en bebida tipo colada de Tunta Para bebida tipo colada T11 Harina de Tunta 0,200 Harina de avena 0,103 Azúcar 0,500 Maracuyá 0,600 Envases 3,250 Etiquetas 3,000 TOTAL 7,653 PRO. TERMINADO lt 2 COSTO/ml 3,827 45% PVP/ml 5,549 INGRESO TOTAL 11,098 BENEFICIO COSTO 1,45 55 En la tabla 29, se muestra la relación beneficio/costo de la bebida tipo colada elaborada del T11 con una sustitución del 50% de harina de Tunta a la harina de avena, se establece que el precio al público en 2 litros del producto es de $5,55, en presentación de 300 ml tendrá un valor estimado de 0,80 ctvs.; por cada dólar invertido para obtención de la bebida se tiene una ganancia de 0,45 ctvs. Comparando este precio con productos con características similares, (Tamayo, 2015) obtuvo una bebida en base al 35% leche, 25% suero, 30% zapallo, 4% avena y 6% maracuyá, en envases de 240ml su precio de venta es de $1,88, evidenciándose que nuestra bebida se encuentra al alcance del consumidor, en un precio accesible con propiedades altamente nutricionales, respecto a lo reportado por autores. 4.2. COMPROBACIÓN DE LA HIPÓTESIS En esta investigación se plantearon las siguientes hipótesis, que se detallan a continuación: 4.2.1. Hipótesis Nula 𝑯𝟎: El tiempo de inmersión y tipo de secado no influyen en el contenido de almidón resistente en el proceso de la Tunta en diferentes variedades de papas ecuatorianas. 𝑯𝟎: 𝑇1 = 𝑇2 = 𝑇3 … . . = 𝑇𝑛 4.2.2. Hipótesis Alternativa 𝑯𝟏: El tiempo de inmersión y tipo de secado si influyen en el contenido de almidón resistente en el proceso de la Tunta en diferentes variedades de papas ecuatorianas. 𝑯𝟏: 𝑇1 = 𝑇2 = 𝑇3 … . . = 𝑇𝑛 56 Al trabajar con la tabla de distribución F al nivel de significancia de 0,05, con 11 para los grados de libertad en el numerador y 12 grados de libertad para el denominador, se obtenemos el valor de F tabulado de 2,717. Tabla 30. Comparación de los valores F para el contenido de Almidón Resistente Factores Almidón Resistente Valor F-calculado Valor F-tabulado A: Variedades de papas 169,29 2,717 B: Tiempo de inmersión 1,65 2,717 C: Tipo de secado 923,75 2,717 En la tabla 30, se evidencia que de los tres factores en estudio únicamente en dos factores existe diferencia estadística altamente significativa para el contenido de Almidón Resistente a un nivel de confianza del 95%; demostrando que el valor F calculado es mayor al F tabulado en las tablas de Fisher, por tal razón se rechaza la hipótesis nula y se acepta la hipótesis alternativa. Por ello, los diferentes tratamientos presentan variabilidad en el contenido de Almidón Resistente al trabajar con los diferentes factores planteados para el estudio, resultando como el mejor tratamiento el T11 (𝒂𝟑𝒃𝟐𝒄𝟏) correspondiente a la variedad de papa Chola, tiempo de inmersión de 480h y tipo de secado al natural. 57 4.3. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Del presente trabajo de investigación se mencionan las siguientes conclusiones y recomendaciones: 4.3.1. Conclusiones  De acuerdo a las encuestas realizadas y datos estadísticos, entre las variedades que más se producen y comercializan en el cantón Guaranda, se encuentran la variedad Chola con un 67%, seguida por INIAP Natividad en un 24% e INIAP Estela con el 7%, las cuales representan el 98% de toda la producción y el restante 2 % corresponde a las demás variedades (Chaucha, Fripapa, etc).  El mayor rendimiento para el contenido de Almidón Resistente se encuentra en el tratamiento T11 (variedad de papa: Chola, tiempo de inmersión: 480h y tipo de secado: natural), demostrando ser las mejores condiciones en las que se obtuvo un 40,35% de Almidón Resistente.  El contenido de Calcio en la variedad INIAP Natividad es de 15,62 mgCa/100g, que luego de aplicado el proceso de Tunta se produce un incremento considerable del mineral al 42,61 mgCa/100g, el Calcio juega un papel importante en la salud del ser humano, ayudando a mantener huesos fuertes, la coagulación de la sangre y homeostasis del cuerpo.  La harina de papa Chola mostró valores en los análisis físicos químicos similares a los descritos en bibliografía, mostrando diferencias mínimas en su composición en la harina de Tunta, conservando sus propiedades nutricionales, 58 excepto en energía y humedad que sufren un incremento considerable luego de aplicar el proceso.  Se elaboró una bebida tipo colada con el mejor tratamiento correspondiente al T11 del proceso de Tunta en base al contenido de Almidón Resistente, con una sustitución de harina de Tunta del 50% a la harina de avena y endulzado con jalea de maracuyá, en el que se evaluó el grado de aceptabilidad mediante un análisis sensorial.  De acuerdo al mejor tratamiento T11 se planteó una formulación para la bebida tipo colada, en la cual se establece una ponderación para color de 43% correspondiente a “Poco intenso”, en olor con un 53% a “Agradable”, para sabor el 40% que corresponde a “Bueno”, en consistencia “Ligero” con el 50% y para aceptabilidad el 40% correspondiente a “Muy bueno”, demostrándose estadísticamente que la bebida elaborada fue del agrado de los catadores.  La Tunta es considerado un alimento prebiótico y funcional al poseer una gran cantidad de Almidón Resistente, que cumple funciones en la prevención de enfermedades que actualmente afectan la salud del ser humano como cáncer de colon, diabetes, obesidad y enfermedades cardiovasculares. 59 4.3.2. Recomendaciones  Se debería realizar pruebas preliminares, si se realiza Tunta de otras variedades de papa, debido a que no todas se adaptan al proceso, de esta manera se evita pérdidas de materia prima.  Se sugiere tener en cuenta que el apisonado de los tubérculos luego del congelado es una etapa esencial en la obtención de la Tunta, influyendo en el secado, por su rápida eliminación del contenido de agua.  Para futuros trabajos se recomienda tener en cuenta como variable de estudio el contenido energético de la Tunta, con respecto a los tipos de secado al natural y artificial aplicados al proceso.  Elaborar un producto versátil como una bebida instantánea a base de harina de Tunta, enriquecida con antioxidantes provenientes de frutas.  Se sugiere realizar pruebas sensoriales a catadores entrenados con varias formulaciones en la cual se pueda aplicar un diseño experimental para obtener resultados más precisos.  Consumir alimentos derivados de la Tunta por su alto contenido de Almidón Resistente brindando beneficios al consumidor, para el correcto funcionamiento del sistema digestivo.  Incluir en la dieta alimentos ricos en Ca que ayudan a prevenir la aparición de enfermedades a largo plazo en las personas, la papa Tunta es uno de ellos por su contenido elevado de este mineral. 60 BIBLIOGRAFÍA Aquilano, C. 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