UNIVERSIDAD ESTATAL DE BOLÍVAR Facultad de Ciencias Agropecuarias, Recursos Naturales y del Ambiente Carrera de Agroindustrias Tema: EFECTO DEL AUTOCLAVADO EN EL CONTENIDO DE ANTIOXIDANTES Y SOLUBILIDAD EN MEZCLAS DE HARINAS INSTANTÁNEAS DE MAÍZ (Zea mays L), CAMOTE (Ipomoea batatas) MORADOS Y CÁSCARA DE PLÁTANO VERDE (Musa paradisiaca L) Proyecto de Investigación previo a la obtención del título de Ingeniero/a Agroindustrial otorgado por la Universidad Estatal de Bolívar a través de la Facultad de Ciencias Agropecuarias, Recursos Naturales y del Ambiente, Carrera de AGROINDUSTRIAS Autores: Richard Rolando Naranjo García Mónica Adriana Llumipanta Defaz Tutor: Ing. Alim. Carlos Roberto Moreno Mejía PhD GUARANDA – ECUADOR 2025 IV DEDICATORIA A mis padres Marcos Naranjo y Rosa García, quienes me dieron su amor incondicional y me enseñaron el valor del trabajo duro y la perseverancia, porque sin su apoyo constante y sus incansables sacrificios, este sueño no sería una realidad. A mis hermanos por el apoyo incondicional y el esfuerzo que han dedicado para que hoy en día cumpla una meta más en mi vida. A mi tío Agnelio Naranjo, por su apoyo incondicional, sus palabras de aliento y su generosidad que fueron un faro de luz en mi camino. Y a mí mismo, por la disciplina y la dedicación. “Sin miedo al éxito.” Richard Rolando Naranjo García V AGRADECIMIENTO Este proyecto de investigación es el resultado de un largo camino, y quiero agradecer a quienes me acompañaron en este proceso para hacerlo posible. En primer lugar, a Dios por siempre mantenerme con salud para culminar un desafío académico. A mis padres, Rosa García y Marcos Naranjo, principales pilares de mi vida, por sus consejos y enseñanzas del valor de la perseverancia. A mi tío, Agnelio Naranjo, por sus palabras de aliento y por su apoyo constante. A los docentes de la facultad y en especial a mi director de tesis Ing. Carlos Moreno, por su compromiso con mi formación académica. Finalmente, agradezco a mis amigos en especial a Mónica Llumipanta, Anderson, Danny y Pamela con quienes he compartido cada alegría y experiencias, dándonos ánimos y no desfallecer en las adversidades que nos presenta la vida. “Que Dios los bendiga a todos, el éxito muchas veces viene después del fracaso.” Richard Rolando Naranjo García VI DEDICATORIA Con todo mi amor y gratitud, dedico este logro a mis padres, Fausto Aníbal Llumipanta Álvarez y María Manuela Defaz Tocte, quienes han sido la luz y la fuerza que guían mi camino; su ejemplo de sacrificio, disciplina y perseverancia me ha inspirado a alcanzar cada meta con valentía y dedicación. Gracias a su apoyo incondicional, hoy culmino este sueño que también es suyo. Este trabajo es un reflejo del amor y enseñanzas que me han brindado a lo largo de mi vida, los llevo siempre en mi corazón y los amo infinitamente toda mi vida. “Estamos destinados a transformar el mundo” Mónica Adriana Llumipanta Defaz VII AGRADECIMIENTO Doy gracias a Dios por siempre estar conmigo y hoy cumplir un sueño más en la trayectoria de mi vida, por la salud y por iluminar mi camino con fe y esperanza. Estoy agradecida infinitamente a mis padres, quienes han sido el pilar de mi vida, guiándome con amor, esfuerzo y enseñanzas que me han formado como persona, por estar conmigo siempre en mis momentos malos y buenos gracias padres míos, a mis hermanos por su amor y el apoyo que me han brindado día a día. A mi abuelita por siempre aconsejarme y cuidarme; aunque estés en el cielo, siempre llevo tu bendición en mi corazón. A mi novio Anderson Taris, por ser mi apoyo constante y estar junto a mi lado en momentos buenos y en los difíciles, Gracias por tu amor incondicional; esta meta también es tuya, porque estuviste conmigo en todo momento. A los docentes de la facultad que han contribuido a la enseñanza para poder convertirme en un buen profesional en especial al Ingeniero Moreno PhD, quien con su paciencia y guía fue un gran tutor en este proceso. Finalmente, a mi compañero y amigo Richard Naranjo, por caminar a mi lado en este trayecto, compartir momentos buenos y malos, y por aguantarme en todas mis ocurrencias y aventuras del día a día. También quiero agradecer de todo corazón a Anderson y Pame por la amistad que me brindan, “Que Dios los bendiga siempre; de cada desafío nace la verdadera grandeza” Mónica Adriana Llumipanta Defaz VIII INDICE DE CONTENIDOS CONTENIDO Pág. CAPITULO I 1 1.1. INTRODUCCIÓN 1 1.2. PROBLEMA 3 1.3. OBJETIVOS 5 1.3.1. Objetivo General 5 1.3.2. Objetivos Específicos 5 1.4. HIPÓTESIS 6 1.4.1. Hipótesis Nula 6 1.4.2. Hipótesis Alterna 6 CAPITULO II 7 2. MARCO TEÓRICO 7 2.1. Maíz morado (Zea mays L) 7 2.1.1. Origen del maíz morado 7 2.1.2. Taxonomía del maíz morado 8 2.1.3. Composición del maíz morado 8 2.1.4. Valor nutricional del maíz morado 8 2.1.5. Información nutricional del maíz morado 9 2.1.6. Propiedades del maíz morado 10 2.1.7. Características del maíz morado 10 2.1.8. Variedad del maíz morado en el Ecuador 11 2.1.9. Producción del maíz morado 12 2.1.10. Usos agroindustriales del maíz morado 13 2.1.11. Antioxidante del maíz morado 13 2.1.12. Cantidad de antioxidantes 14 2.1.13. Tipos de antioxidantes 14 2.2. Camote (Ipomoea batatas) 15 2.2.1. Origen del camote morado 15 2.2.2. Taxonomía del camote morado 16 2.2.3. Composición del camote morado 16 2.2.4. Valor nutricional del camote morado 17 IX 2.2.5. Información nutricional del camote morado 17 2.2.6. Propiedades del camote morado 18 2.2.7. Características del camote morado 18 2.2.8. Variedades de camote morado en el Ecuador 19 2.2.9. Producción del camote morado 20 2.2.10. Usos agroindustriales del camote morado 21 2.2.11. Antioxidante del camote morado 21 2.2.12. Cantidad de antioxidantes 22 2.2.13. Tipos de antioxidantes 22 2.3. Plátano verde barraganete (Musa paradisiaca L) 23 2.3.1. Origen del plátano verde barraganete 23 2.3.2. Taxonomía del plátano verde barraganete 23 2.3.3. Composición de la cáscara de verde barraganete 24 2.3.4. Valor nutricional de la cáscara de verde barraganete 24 2.3.5. Información nutricional de la Cáscara de verde barraganete 25 2.3.6. Propiedades de la cáscara de verde barraganete 25 2.3.7. Características del plátano verde barraganete 26 2.3.8. Variedad del plátano en el Ecuador 26 2.3.9. Producción del Plátano verde barraganete 28 2.3.10. Usos agroindustriales de la Cáscara de verde barraganete 29 2.3.11. Antioxidante del plátano verde 29 2.3.12. Cantidad de antioxidantes 29 2.3.13. Tipos de antioxidantes 30 2.4. Harinas instantáneas 31 2.4.1. Descripción de las harinas instantáneas 31 2.4.2. Características 32 2.4.3. Beneficios 32 2.5. Autoclavado 33 2.5.1. Principios del autoclavado 33 2.5.2. Termodinámica del autoclavado 33 2.5.3. Cinética de la reacción del autoclavado 33 2.5.4. Tipos de autoclavado 33 X 2.5.4.1. Autoclavado a Vapor 33 2.5.4.2. Autoclavado a Presión 34 2.5.4.3. Autoclavado a Temperatura Controlada 34 2.5.5. Ventajas y Desventajas del Autoclavado 34 2.5.6. Parámetros de autoclavado para harinas 34 2.5.6.1. Temperatura de Autoclavado 35 2.5.6.2. Presión de Autoclavado 35 2.5.6.3. Tiempo de Autoclavado 36 2.5.6.4. Humedad de Autoclavado 36 2.5.6.5. Enfriamiento de Autoclavado 37 2.6. Referencias de normativas INEN 37 CAPITULO III 39 3. MARCO METODOLÓGICO 39 3.1. Ubicación de la investigación 39 3.1.1. Localización de la investigación. 39 3.1.2. Situación geográfica y climática. 40 3.1.3. Zona de vida 40 3.2. Metodología 40 3.2.1. Material experimental. 40 3.2.1.1. Materiales de oficina. 40 3.2.1.2. Materiales de laboratorio 41 3.2.1.3. Equipos 41 3.2.1.4. Reactivos 42 3.2.2. Factores de estudio 42 3.2.3. Tratamientos 42 3.2.4. Características del diseño factorial AxBxC 43 3.2.5. Tipo de diseño experimental 43 3.2.5.1. Modelo análisis de varianza ANOVA 44 3.2.5.2. Prueba de múltiples rangos 45 3.2.6. Manejo de la investigación 46 3.2.7. Diagrama de flujo para la elaboración de harina de maíz morado 46 XI 3.2.7.1. Descripción del proceso para la elaboración de harina de maíz morado. 47 3.2.8. Diagrama de flujo para la elaboración de harina de camote morado 48 3.2.8.1. Descripción del proceso para la elaboración de harina de camote morado. 49 3.2.9. Diagrama de flujo para la elaboración de harina de cáscara de plátano verde 50 3.2.9.1. Descripción del proceso para la elaboración de harina de cáscara de plátano verde 51 3.2.10. Diagrama de flujo para la elaboración de harina instantánea a base de maíz, camote morados y cáscara de plátano verde. 52 3.2.10.1. Descripción del proceso para la elaboración de harina instantánea a base de maíz, camote morados y cáscara de plátano verde. 53 3.3. Métodos de evaluación 54 3.3.1. Análisis de la materia prima 54 3.3.2. Análisis de los tratamientos 54 CAPITULO IV 56 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 56 4.1. Interpretación de resultados 56 4.1.1. Propiedades bromatológicas de las materias primas 56 4.1.2. Análisis de determinación de antioxidantes 59 4.1.3. Análisis de varianza ANOVA para Antioxidantes 61 4.1.4. Análisis de la determinación de la Solubilidad 64 4.1.5. Análisis de varianza ANOVA para solubilidad 65 4.1.6. Formulación de la bebida tipo colada instantánea 69 4.1.7. Determinación del grado de aceptabilidad de la bebida tipo colada a partir de las harinas instantáneas 70 4.1.8. Análisis de costos 75 4.2. Comprobación de hipótesis 78 4.2.1. Comprobación de hipótesis para la cantidad de antioxidantes 79 4.2.2. Comprobación de la hipótesis para la solubilidad 80 CAPÍTULO V 81 XII 5.1. CONCLUSIONES 81 5.2. RECOMENDACIONES 83 BIBLIOGRAFÍA 84 ANEXOS 1 XIII ÍNDICE DE TABLAS N° Detalle Pág. 1.Taxonomía del maíz morado 8 2. Composición por 100 g de porción comestible de maíz 9 3. Taxonomía del camote 16 4. Valor nutricional del camote 17 5. Taxonomía del plátano verde 24 6. Composición nutricional de 100g de cáscara de plátano verde 24 7. Valor nutricional de la cáscara de plátano. 25 8 Composición nutricional de los tipos de harinas instantáneas 31 9. Localización de la investigación. 39 10. Situación geográfica y climática. 40 11. Factores y niveles de estudio 42 12. Tratamientos 43 13. Características del experimento 43 14. Análisis de varianza ANOVA, para el diseño factorial A x B x C 44 15. Análisis bromatológicos, antioxidantes y solubilidad de las harinas de maíz, camote morados y cáscara de plátano verde. 56 16. Resultados de la cantidad de antioxidantes en los diferentes tratamientos 60 17. Análisis de varianza para la variable de respuesta de Antioxidantes 61 18. Pruebas de rangos ordenados de Tukey para el contenido de Antioxidante en las harinas instantáneas. 62 19. Resultados de la determinación de la solubilidad en los diferentes tratamientos 6 64 20. Análisis de varianza para la variable de respuesta de Solubilidad 65 21. Pruebas de rangos ordenados de Tukey para la Solubilidad en las harinas instantáneas. 66 22. Formulación de la bebida tipo colada instantánea a base de Maíz morado, Camote morado y Cáscara de plátano verde. 69 23. Análisis de Varianza para Color en la colada instantánea 70 XIV 24. Pruebas de rangos Ordenados de Tukey para Color en la colada instantánea 70 25. Análisis de Varianza para Olor en la colada instantánea 71 26. Pruebas de rangos Ordenados de Tukey para Olor en la colada instantánea 71 27. Análisis de Varianza para Sabor en la colada instantánea 72 28. Pruebas de rangos Ordenados de Tukey para Sabor en la colada instantánea 72 29. Análisis de varianza para Consistencia en la colada instantánea 73 30. Pruebas de rangos Ordenados de Tukey para Consistencia en la colada instantánea 73 31. Análisis de varianza para Aceptabilidad en la colada instantánea 74 32. Pruebas de rangos Ordenados de Tukey para Aceptabilidad en la colada instantánea 74 33. Resultado de costo de producción de harina de maíz morado 75 34. Resultado de costo de producción de harina de camote morado 75 35. Resultado de costo de producción de harina de cáscara de plátano verde 76 36. Análisis de costo/beneficio de la harina instantánea a base de maíz morado, camote morado y cáscara de plátano verde. 76 37. Comparación de los valores F en el contenido de Antioxidantes 79 38. Comparación de los valores F para la Solubilidad 80 XV ÍNDICE DE FIGURAS N° Detalle Pág. 1 Planta y el grano de maíz morado. 7 2 Camote (Ipomoea batatas) 15 3 Cáscara del plátano verde 23 4 Elaboración de harina de maíz morado. 46 5 Elaboración de harina de camote morado. 48 6 Elaboración de harina de cáscara de plátano verde. 50 7 Elaboración de harina instantánea a base de maíz, camote morados y cáscara de plátano verde. 52 8 Gráfica de interacciones AxB para el contenido de antioxidantes 62 9 Gráfica de interacciones AxC para el contenido de antioxidantes 63 10 Gráfica de interacciones BxC para el contenido de antioxidantes 63 11 Gráfica de interacciones AxB para la solubilidad 66 12 Gráfica de interacciones AxC para la solubilidad 67 13 Gráfica de interacciones BxC para la solubilidad 68 XVI ÍNDICE DE ANEXOS N° Detalle 1 Mapa de ubicación de la investigación. 2 Resultados de los análisis bromatológicos de las materias primas 3 Análisis de la determinación de la cantidad de antioxidantes 4 Análisis de la determinación de la solubilidad 5 Ficha de evaluación sensorial 6 Proceso de la elaboración de los diferentes tipos de harinas 7 Análisis de las propiedades bromatológicas de las materias primas 8 Análisis de la determinación de antioxidantes y solubilidad 9 Evaluación sensorial de las harinas instantáneas 10 Etiqueta de Presentación 11 Glosario de términos XVII RESUMEN El proyecto “Efecto del autoclavado en el contenido de antioxidantes y solubilidad en mezclas de harinas instantáneas de maíz (Zea mays L.), camote (Ipomoea batatas) morados y cáscara de plátano verde (Musa paradisiaca L.)” tuvo como objetivo determinar la influencia de las mezclas, la temperatura y el tiempo de autoclavado en las propiedades nutricionales y funcionales de dichas harinas. Se utilizó un diseño factorial AxBxC con tres réplicas, considerando como factores: A (mezclas de harinas: maíz morado, camote morado y cáscara de plátano verde), B (temperatura de autoclavado) y C (tiempo de autoclavado). Las variables de respuesta fueron el contenido de antioxidantes y la solubilidad. En los anális is bromatológicos de las materias primas, el maíz morado presentó 8,55 % de proteína, 6,20 % de grasa, 9,40 % de fibra, 1,51 % de ceniza, 12,42 % de humedad, 146,13 µmol ET/g de antioxidantes y 11,33 % de solubilidad. El camote morado registró 4,47 % de proteína, 0,98 % de grasa, 8,46 % de fibra, 3,28 % de ceniza, 9,82 % de humedad, 34,56 µmol ET/g de antioxidantes y 35,67 % de solubilidad. La cáscara de plátano verde mostró 7,32 % de proteína, 3,59 % de grasa, 8,93 % de fibra, 8,23 % de ceniza, 11,36 % de humedad, 187,46 µmol ET/g de antioxidantes y 10 % de solubilidad. El mayor contenido de antioxidantes se obtuvo en el T11 (80 % maíz morado, 15 % camote morado y 5 % cáscara de plátano verde; 120 °C, 10 min) con 147,83 µmol ET/g, y la mayor solubilidad en T4 (40 % maíz morado, 35 % camote morado, 25 % cáscara de plátano verde; 120 °C, 30 min) con 22,76 %. El anális is ANOVA mostró diferencias significativas (p < 0,05) y altamente significativas (p < 0,001) en ambas variables. Se elaboró una bebida tipo colada con T4 y T11, evaluada por 30 catadores semi entrenados; T11 destacó en color, sabor, consistencia y aceptabilidad, y T4 en olor, mostrando que ambos tratamientos generan productos funcionales, nutritivos y viables para la industria alimentaria. Palabras clave: Maíz morado, Camote morado, Cáscara de plátano, Antioxidantes, Solubilidad, Autoclavado. XVIII SUMMARY The project “Effect of autoclaving on the antioxidant content and solubility in instant flour blends of maize (Zea mays L.), purple sweet potato (Ipomoea batatas), and green banana peel (Musa paradisiaca L.)” aimed to determine the influence of the blends, autoclaving temperature, and time on the nutritional and functiona l properties of these flours. A factorial design AxBxC with three replicates was used, considering factors: A (flour blends: purple maize, purple sweet potato, and green banana peel), B (autoclaving temperature), and C (autoclaving time). The response variables were antioxidant content and solubility. Bromatological analyses of the raw materials showed that purple maize presented 8.55% protein, 6.20% fat, 9.40% fiber, 1.51% ash, 12.42% moisture, 146.13 µmol ET/g antioxidants, and 11.33% solubility. Purple sweet potato registered 4.47% protein, 0.98% fat, 8.46% fiber, 3.28% ash, 9.82% moisture, 34.56 µmol ET/g antioxidants, and 35.67% solubility. Green banana peel showed 7.32% protein, 3.59% fat, 8.93% fiber, 8.23% ash, 11.36% moisture, 187.46 µmol ET/g antioxidants, and 10% solubility. The highest antioxidant content was obtained in T11 (80% purple maize, 15% purple sweet potato, 5% green banana peel; 120 °C, 10 min) with 147.83 µmol ET/g, and the highest solubility in T4 (40% purple maize, 35% purple sweet potato, 25% green banana peel; 120 °C, 30 min) with 22.76%. ANOVA analysis showed significant (p < 0.05) and highly significant (p < 0.001) differences in both variables. An instant “colada” type beverage was prepared with T4 and T11 and evaluated by 30 semi- trained tasters; T11 stood out in color, flavor, consistency, and acceptability, and T4 in aroma, showing that both treatments produce functional, nutritious, and viable products for the food industry. Keywords: Purple corn, Purple sweet potato, Banana peel, Antioxidants, Solubility, Autoclaving. 1 CAPÍTULO I 1.1.INTRODUCCIÓN La seguridad alimentaria y la calidad nutricional de los productos alimenticios son temas de gran importancia en la actualidad. La creciente demanda de productos alimenticios convenientes y nutritivos ha llevado a un aumento en la producción y comercialización de harinas instantáneas. Sin embargo, la calidad nutricional de estas harinas puede verse afectada por procesos de transformación como el autoclavado. A nivel macro, la producción y comercialización de harinas instantáneas es un sector en constante crecimiento. Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), la producción mundial de harinas instantáneas aumentó un 15% entre 2010 y 2015. Este crecimiento se debe en parte a la creciente demanda de productos alimenticios convenientes y nutritivos, especialmente en países en desarrollo. La demanda de harinas instantáneas se debe a su conveniencia y versatilidad. Estas harinas pueden ser utilizadas en una variedad de productos alimenticios, como sopas, salsas, guisados y productos horneados. Además, las harinas instantáneas pueden ser almacenadas durante períodos prolongados sin perder su calidad nutricional (Álvarez, 2020). Sin embargo, la calidad nutricional de las harinas instantáneas puede verse afectada por procesos de transformación como el autoclavado. El autoclavado es un proceso que consiste en someter los productos alimenticios a altas temperaturas y presiones durante un período determinado. Este proceso puede afectar la estructura y composición química de los componentes de las harinas, lo que puede impactar en su calidad nutricional (Reyes, 2021). A nivel meso, el autoclavado es un proceso comúnmente utilizado para esterilizar y prolongar la vida útil de los productos alimenticios. El autoclavado puede ser utilizado para eliminar microorganismos y enzimas que pueden afectar la calidad nutricional de los productos alimenticios. Sin embargo, el autoclavado también 2 puede afectar la estructura y composición química de los componentes de las harinas, lo que puede impactar en su calidad nutricional (Hernández M. , 2019). A nivel micro, la composición química de las harinas instantáneas es compleja y puede variar dependiendo de la fuente y tipo de ingredientes utilizados. Los antioxidantes y la solubilidad son dos parámetros importantes que pueden ser afectados por el autoclavado. Los antioxidantes son compuestos químicos que ayudan a prevenir la oxidación de los lípidos y proteínas en los alimentos, lo que puede afectar su calidad nutricional y su aceptabilidad. La solubilidad, por otro lado, es una medida de la capacidad de un alimento para disolverse en agua u otros líquidos (Reyes, 2021). La importancia de evaluar el efecto del autoclavado en la calidad nutricional de las harinas instantáneas radica en la necesidad de garantizar la seguridad alimenta r ia y la calidad nutricional de estos productos. La evaluación de la calidad nutriciona l de las harinas instantáneas puede ayudar a identificar estrategias para mejorar su calidad y aceptabilidad. En este sentido, la investigación sobre el efecto del autoclavado en la calidad nutricional de las harinas instantáneas es fundamental para garantizar la seguridad alimentaria y la calidad nutricional de estos productos. La presente investigac ión se enfoca en evaluar el efecto del autoclavado en el contenido de antioxid antes y la solubilidad en mezclas de harinas instantáneas de maíz, camote morados y cáscara de plátano verde. 3 1.2.PROBLEMA Alrededor del 33% de la población mundial experimenta carencias de micronutrientes llamada desnutrición encubierta. Principalmente se debe a la ingestión de regímenes alimenticios bajos en nutrientes, lo que provoca la manifestación de productos deficientes en nutrientes podría dar lugar a efectos negativos por falta de antioxidantes perjudiciales para la salud porque ocasionan daños a nivel celular que resultan en estrés oxidativo y alteraciones en el equilib r io del ser humano. las cuales tienen efectos acumulativos en la correcta operatividad del organismo. Por otro lado el autoclavado que deben de tener estas harinas se varía entre tiempo y temperatura para saber cuál es óptimo sin eliminar su calidad, este punto de vista es crucial ya que muchas veces en los mercados no controlan estas variables y simplemente se lanza un producto al mercado sin saber las propiedades nutrit ivas y beneficiosas para la salud de quienes lo consumen, estos factores deben de ser incluidos siempre para competir y conocer cuál es la necesidad del consumidor, si no se llega a controlar estos factores se puede llegar a modificar la composición química de los antioxidantes provocando su deterioro o desactivación, los antioxidantes como los fenoles totales y las antocianinas son sensibles al calor y propensos a la oxidación que podrían disminuir significativamente el valo r nutricional y las características. Cada día, toneladas de cáscara de plátano verde terminan en la basura, desaprovechando un recurso con un gran potencial nutricional. Aunque esta cáscara es rica en fibra, antioxidantes y otros compuestos beneficiosos, su dureza y sabor astringente han hecho que casi nadie la considere apta para el consumo humano. La falta de estudios sobre su procesamiento ha limitado su uso en la industr ia alimentaria. Convertirla en harina no solo ayudaría a reducir el desperdicio y el impacto ambiental, sino que también permitiría crear alimentos más nutritivos, transformando lo que antes se veía como un residuo en un ingrediente con valor agregado. 4 Situación problema Sin embargo, existe poca información sobre los principales efectos que produce el proceso de autoclavado en el contenido de antioxidantes en harinas instantáneas de maíz morado (Zea mays L.), camote (Ipomoea batatas) morados, y cáscara de plátano verde (Musa paradisiaca L.). El autoclavado es una alternativa tecnológica que permite mejorar la estabilidad y funcionalidad de estos productos mediante la evolución de los siguientes parámetros del proceso (temperatura, tiempo de exposición y concentración de mezclas) afectan la estabilidad de los antioxidantes de las harinas instantáneas. Formulación del problema En base a lo expuesto el presente estudio se destaca a conocer la necesidad de investigar cómo los parámetros del proceso (temperatura, tiempo de autoclavado y concentración de mezclas) influyen en la estabilidad de los antioxidantes, esto permitirá optimizar el proceso y obtener harinas instantáneas con alta calidad nutricional y buena solubilidad, contribuyendo a un mejor aprovechamiento de las materias primas. 5 1.3.OBJETIVOS 1.3.1. Objetivo General Estudiar el efecto del autoclavado en el contenido de antioxidantes y solubilidad en mezclas de harinas instantáneas de Maíz (Zea mays L), Camote (Ipomoea batatas), morados y Cáscara de Plátano verde (Musa paradisiaca L). 1.3.2. Objetivos Específicos • Analizar las propiedades bromatológicas de las materias primas utilizadas en la investigación. • Determinar la mezcla óptima de las harinas de Maíz, Camote morados y Cáscara de Plátano verde, así como la temperatura y el tiempo de autoclavado con base al contenido de antioxidantes y la solubilidad de las harinas. • Elaborar una bebida tipo colada instantánea con base al o los mejores tratamientos. • Determinar el grado de aceptabilidad del o los mejores tratamientos con un panel de catación semi entrenado. • Realizar la relación costo/beneficio del mejor o mejores tratamientos de las harinas instantáneas. 6 1.4.HIPÓTESIS 1.4.1. Hipótesis Nula Ho: Las mezclas de harinas de: maíz, camote morados y cáscara de plátano verde, así como la temperatura y el tiempo de autoclavado no influyen en el contenido de antioxidantes y la solubilidad de las harinas instantáneas. 𝐻o = 𝑇1 = 𝑇2 = 𝑇3 =….. 𝑇n 1.4.2. Hipótesis Alterna Ha: Las mezclas de harinas de: maíz, camote morados y cáscara de plátano verde, así como la temperatura y el tiempo de autoclavado si influyen en el contenido de antioxidantes y la solubilidad de las harinas instantáneas. 𝐻a = 𝑇1 ≠ 𝑇2 ≠ 𝑇3≠…. 𝑇n 7 CAPÍTULO II 2. MARCO TEÓRICO 2.1.Maíz morado (Zea mays L) 2.1.1. Origen del maíz morado El maíz morado (Zea mays L.), derivado de la variedad kculli, es autóctono de los valles interandinos y se destaca por ser el único en el planeta con un intenso tono morado en su grano y en otras partes de la planta (Medina, 2020). En la Figura 1 se muestra la planta y el grano de maíz morado. Figura 1 Planta y el grano de maíz morado. Fuente: (Medina, 2020). Según su procedencia, se puede afirmar que es una planta nativa de América, la cual fue sembrada por las civilizaciones antiguas, alcanzando un notable desarrollo evolutivo, especialmente en las áreas de Perú y México. El maíz morado (Zea mays L.), proviene de la zona andina que hoy corresponde a Perú. Ha sido cultivado y consumido extensamente en toda la zona andina de Sudamérica, particularmente en Perú, Ecuador, Bolivia y Argentina (León, 2024). 8 2.1.2. Taxonomía del maíz morado La ubicación taxonómica del maíz en general, la más aproximada y formulada ha sido reportada por Takhtajan (1980) y describe de la siguiente estructura: Tabla 1 Taxonomía del maíz morado Botánica sistema (Maíz morado) Reino Plantae División Magnoliophyta Clase Liliopsida Orden Poales Familia Poaceae Tribu Andropogoneae Género Zea Nombre científico Zea Mays L. Fuente: (Erazo, 2021) 2.1.3. Composición del maíz morado El maíz de color morado (Zea Mays L) proporciona cantidades significativas de almidón, aproximadamente un 80%; un 10% de azúcares que le dan un gusto dulce, un 11% de proteínas, y un 2% de minerales y vitaminas (como el complejo B y el ácido ascórbico) que se encuentran en el endospermo. Además de su valor nutrit ivo, el maíz morado posee una rica variedad de fitoquímicos, los cuales tienen efectos positivos en nuestro organismo, tales como la capacidad de neutralizar radicales libres y funcionar como antimutagénicos. Dentro de la planta de maíz, las antocianinas se hallan en diversas partes, incluyendo el tallo, las vainas, las hojas y las flores; en la mazorca, aparecen en la cáscara y el grano. En el grano se ha reportado la presencia de antocianinas en mayor cantidad en la coronta y en menor proporción en el pericarpio o cáscara del grano (Campos T. , 2024). 2.1.4. Valor nutricional del maíz morado El grano de maíz representa una porción saludable y comestible de la planta. Adicionalmente, incluye vitamina C, vitamina E, vitamina K, vitamina B1 9 (tiamina), vitamina B2 (riboflavina), vitamina B3 (niacina), vitamina B5 (ácido pantoténico), vitamina B6 (piridoxina), ácido fólico, selenio, Np-cumaril triptamina y N-ferrulil triptamina. Los granos de maíz asados son igualmente empleados como una alternativa al café. (Apace, 2022). Tabla 2 Composición por 100 g de porción comestible de maíz Componente Cantidad Carbohidrato 71,88 g Proteína 8,84 g Grasa 4,57 g Fibra 2,15 g Ceniza 2,33 g Humedad 10,23 g Fósforo 348 mg Sodio 15,9 mg Azufre 114 mg Riboflavina 0,10 mg Aminoácidos 1,78 mg Minerales 1,5 g Calcio 10 mg Hierro 2,3 mg Potasio 286 mg Tiamina 0,42 mg Vitamina C 0,12 mg Magnesio 139 mg Cobre 0,14 mg Fuente: (Apace, 2022) 2.1.5. Información nutricional del maíz morado El maíz morado es una variedad de maíz que se caracteriza por su color morado intenso debido a su alto contenido de antocianinas, que son pigmentos antioxidantes (Castañeda, 2022). Según un estudio publicado en la revista "Journal of Food Science", el maíz morado es rico en nutrientes como: • Proteínas: 8-10% del peso seco • Grasas saludables: 2-3% del peso seco 10 • Fibra dietética: 10-12% del peso seco • Minerales: potasio, magnesio, fósforo y zinc (Hernández & Gómez, 2021) Además, el maíz morado es una buena fuente de vitaminas del complejo B, como la tiamina, la riboflavina y el niacina. 2.1.6. Propiedades del maíz morado El maíz morado tiene propiedades antioxidantes y antiinflamatorias debido a su alto contenido de antocianinas y otros compuestos fenólicos (Gómez, 2022). Un estudio publicado en la revista "Food Chemistry" encontró que el maíz morado tiene una alta capacidad para: • Neutralizar radicales libres y reducir el estrés oxidativo (López & Gómez, 2021). • Reducir la inflamación en el cuerpo y prevenir enfermedades crónicas (Gómez, 2022). • Proteger contra el daño oxidativo y mejorar la salud del sistema cardiovascular (Castañeda, 2022). • Tener propiedades antimicrobianas y antifúngicas, lo que lo hace útil para prevenir la contaminación y la pudrición en alimentos (Hernández & Guzmán, 2021). Además, el maíz morado tiene propiedades antimicrobianas y antifúngicas, lo que lo hace útil para prevenir la contaminación y la pudrición en alimentos. 2.1.7. Características del maíz morado Sampaio (2022) Se indica que el maíz morado conocido como Kculli es una variedad autóctona que forma parte del Complejo Racial de los Maíces Harinosos en los valles templados de Bolivia; su rasgo más distintivo es el intenso color morado de las mazorcas. Su presencia en Bolivia es bastante extensa, siendo especialmente notables los cultivos en el departamento de Chuquisaca, específicamente en las provincias de 11 Zudañez y Tomina. En cuanto a su área de distribución, se localiza en los valles de Cochabamba, el norte de Chuquisaca, los valles de Tarija, así como en Saavedra de Potosí y Caballero de Santa Cruz. Se cultiva a altitudes que oscilan entre los 2000 y 3400 metros sobre el nivel del mar (Colque, 2024). Sobre el maíz morado INIAF (2020), en su catálogo de variedades en la sección que corresponde al cultivo de maíz, indica que tiene registrado 14 materiales, de los cuales cuatro son variedades mejoradas, cinco híbridos y cinco variedades nativas purificadas; en el último grupo está la variedad Morado Criollo con grano de color morado mediano, textura semivítreo y un ciclo de cinco meses adaptado para los valles de Tarija, Cochabamba, Chuquisaca y Potosí. El calendario o época de siembra es una herramienta que permite a los agricultores y campesinos conocer cuál es el momento ideal para realizar la siembra de los cultivos. 2.1.8. Variedad del maíz morado en el Ecuador El Ecuador tiene gran diversidad genética de maíz, se reconocen 36 razas (Blanco, Harinoso, Dentado, Canguil, Chillo, Chococeño, Chulpi Ecuatoriano, Clavito, Complejo Mishca-Chillo, Complejo Mishca-Huandango, Complejo Mishca-Kcello Ecuatoriano, Cónico Dentado, Cuzco Ecuatoriano, Gallina Huandango, Kcello Ecuatoriano, Maíz Cubano, Mishca Montaña Ecuatoriano, Morochón, Patillo Ecuatoriano, Pojoso Chico Ecuatoriano, Racimo de Uva, Sabanero Ecuatoriano, Tusilla, Tuxpeño, Uchima), de las cuales varias no están bien definidas hasta la actualidad (Tapia, 2017). En la región de Manabí, en el cantón de Jipijapa, particularmente en la comunidad llamada Sancán, se puede observar la existencia de varios tipos de maíz nativo que todavía no han sido estudiados y que son sembrados por los campesinos en parcelas reducidas. La producción de maíz criollo de esta localidad, está ligada a las condiciones sociales y económicas de los campesinos, por lo general su uso está destinado a la alimentación familiar, mediante la elaboración de platos gastronómicos típicos del sector (Figueroa, 2022). 12 En Ecuador, hay diferentes tipos de maíz criollo que presentan una variedad de formas, colores, sabores, aplicaciones y manifestaciones culturales, siendo esenciales para la subsistencia de las comunidades rurales. Los agricultores que cultivan variedades tradicionales mantienen la diversidad del maíz autóctono y al mismo tiempo apoyan la soberanía alimentaria. Se han identificado 29 razas de maíz, de las cuales 17 provienen de la Sierra, lo que convierte a esta área en un importante reservorio de riqueza genética por hectárea en este cultivo, mientras que las 12 razas restantes son de la región tropical. El 18 % de las colecciones de maíz del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) proviene de Ecuador, lo que le sitúa como el tercer país en cuanto a diversidad de cultivo (Coral, 2017). El término “maíz criollo” es una expresión rural que se emplea generalmente para señalar que se trata de un recurso autóctono de la localidad, y que se distingue de un recurso foráneo, un maíz híbrido o una variedad mejorada. Está conformado por una población heterogénea de plantas, las cuales son diferenciadas por los agricultores por su color, textura, forma del grano, forma de la mazorca, ciclo vegetativo y uso (Figueroa, 2022). 2.1.9. Producción del maíz morado La siembra de maíz morado ha perdido relevancia, ya que no se considera un cultivo principal en Ecuador según las estadísticas. Uno de los factores que contribuyen a la falta de interés de los agricultores por cultivar este maíz es la baja demanda y la insuficiencia de semillas certificadas. Actualmente, el Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias (INIAP) es la única entidad que genera semillas para la agricultura en la Sierra ecuatoriana, pero no produce semillas de maíz morado. Esto implica que en la actualidad no hay ninguna organización que ofrezca semillas de maíz morado certificadas para su venta. Asimismo, hay una carencia de información por parte de las instituciones responsables sobre el costo de producción de este tipo de semillas, lo que provoca que los agricultores no se sientan motivados a cultivar este producto. En contraste, el maíz morado presenta bajo rendimiento comparado con los tipos tradicionales (2500 kg/ha de maíz harinoso comparado con 13 2800–3000 kg/ha de maíz morocho amarillo), esta es una de las razones por las cuales la producción de maíz morado en la actualidad no ha sido muy difundida, lo cual se ve reflejado en las cifras de producción nacional (Erazo, 2021). La provincia de Bolívar es una de las principales productoras de maíz en Ecuador. Según datos del Ministerio de Agricultura y Ganadería del Ecuador, la provincia de Bolívar produjo alrededor de 12.000 toneladas de maíz en el año 2020. El maíz morado es una variedad de maíz que es rica en antocianinas, pigmentos que tienen propiedades antioxidantes y beneficios para la salud. En la provincia de Bolívar, se producen diferentes variedades de maíz, incluyendo la variedad morada. La producción de maíz morado en la provincia de Bolívar se concentra principalmente en los cantones de Guaranda, Chillanes y San Miguel (Ministerio de Agricultura y Ganadería del Ecuador, 2020). 2.1.10. Usos agroindustriales del maíz morado El maíz morado tiene un gran potencial para ser utilizado en la industria alimentar ia y farmacéutica debido a sus propiedades nutricionales y antioxidantes (Castañeda, 2022). Algunos de los usos agroindustriales del maíz morado son: • Producción de harina y otros productos alimenticios, como pan, galletas y cereales (Hernández & Guzmán, 2021). • Extracción de aceite y otros compuestos lipídicos para uso en la industr ia alimentaria y cosmética (Gómez, 2022). • Producción de pigmentos y colorantes naturales para uso en la industr ia alimentaria y textil (López & Gómez, 2021). • Desarrollo de productos farmacéuticos y cosméticos que aprovechen las propiedades antioxidantes y antiinflamatorias del maíz morado (Castañeda, 2022). 2.1.11. Antioxidantes del maíz morado De acuerdo con los investigadores Benítez y colaboradores (2020), indican que la evaluación de la capacidad antioxidante ayuda a determinar la calidad de los 14 productos alimenticios. La concentración de antioxidantes en el organismo o la disponibilidad de los 27 compuestos antioxidantes en los seres humanos, junto con las técnicas existentes para cuantificar el efecto potencial de las sustancias antioxidantes, que se encuentran en los alimentos y en el cuerpo humano, contra las reacciones oxidativas. Según el autor Rabanal (2021), menciona que, el maíz morado contiene antocianinas, polifenoles y flavonoides, que son antioxidantes naturales. 2.1.12. Cantidad de antioxidantes Según el autor Cadena (2024) indica que, las antocianinas son los pigmentos naturales responsables del color morado característico del maíz morado. Son un tipo de flavonoide, conocidos por sus potentes propiedades antioxidantes. • El maíz morado tiene una mayor cantidad de antocianinas que otras plantas. • El maíz morado tiene una capacidad antioxidante mayor al 50%. • Un análisis de antocianinas en maíz morado encontró que contenía 340,98 mg de antocianinas por cada 100 g de maíz (Cadena, 2024). 2.1.13. Tipos de antioxidantes Según el autor Rabanal (2021) menciona que, el maíz morado es reconocido por su alto contenido de antioxidantes, los cuales son los responsables de su color característico y de muchos de sus beneficios para la salud. Los principales tipos de antioxidantes que se encuentran en el maíz morado son: • Las antocianinas son pigmentos naturales que se encuentran en el maíz morado. • Los flavonoides son polifenoles que se encuentran en el maíz morado. • El cianin-3-glucosa C3G es la antocianina principal que le da color al maíz morado (Rabanal, 2021). 15 2.2.Camote (Ipomoea batatas) 2.2.1. Origen del camote morado El camote proviene de la región tropical de América, se considera que es nativa del área noroeste de Sudamérica, específicamente en la parte norte de Perú y el sur de Ecuador. Figura 2 Camote (Ipomoea batatas) Fuente: (Velasco, 2023). Su inicio se remontó al noroeste de Sudamérica o a Centroamérica alrededor de 3000 a. C., como parte del avance en la agricultura de plantas de raíz comestible en las selvas tropicales; sin embargo, ciertos investigadores (Austin y Seminar io) argumentaron que la fecha aproximada es considerablemente más temprana. Esta propuesta concuerda con los hallazgos de camotes en la costa peruana que datan de 8 mil a 10 mil años el camote puede estar entre las primeras plantas domesticadas del mundo (González, 2021). Se desarrolla en áreas tropicales, subtropicales y templadas; sus raíces son tubérculos que contienen altos niveles de almidones, azúcares, fibra, vitaminas del tipo B y minerales que son adecuados para la alimentación humana. A estas raíces también se les conoce con el nombre de batata, moniato o papa dulce, su forma y color es variado de acuerdo a la variedad del cultivo que varía desde el amarillo anaranjado hasta el blanco, son ricos en carotenos (Velasco, 2023). 16 2.2.2. Taxonomía del camote morado Es una de las 13 especies pertenecientes a la sección Batatas y la única hexaploide (2n = 6x =90 cromosomas), lo que la hace altamente polimórfica (Yang, 2017). Se clasifica taxonómicamente de la siguiente manera: Tabla 3 Taxonomía del camote Camote Reino Plantae División Magnoliophyta Clase Magnoliopsida Orden Solanales Familia Convolvulacea Tribu Ipomoeae Género Ipomoea Sub género Eriospermum Sección Batatas Especie Ipomoea batatas L. Lam Fuente: (Yang, 2017). 2.2.3. Composición del camote morado En su composición, el camote tiene un 74 % de agua, 3,5 % de fibra, 2,1 % de lípidos, 7 % de proteínas, 3 % de grasa, 9,7 % de azúcares, 11,8 % de almidones y entre un 25 y 30 % de carbohidratos. Además, el 98 % de los carbohidratos presentes en el camote son de fácil digestión, lo que convierte a este tubérculo en una excelente fuente de energía. A pesar de su contenido en carbohidratos, presenta un bajo índice glucémico, lo que favorece una liberación gradual de azúcar en el torrente sanguíneo, ayudando a estabilizar los niveles de glucosa. Además, es rico en manganeso, este se encarga de metabolizar los carbohidratos, ayudando así a mantener los niveles de azúcar en sangre y a controlar el apetito (Villena, 2022). El camote proporciona hasta 14,187 UI de vitamina A y 8,509 µg de β-caroteno por cada 100 gramos, obteniendo los valores más altos entre los tubérculos. También, contiene fitonutrientes que reducen las amenazas a la salud que representan los radicales libres en dicho tubérculo (Cevallos, 2023). 17 2.2.4. Valor nutricional del camote morado Tabla 4 Valor nutricional del camote Componente Cantidad Calorías (g) 110 71,6 1,4 0,3 25,7 0,9 1 36 40 1,4 0,1 0,1 0,1 0,8 13,6 Agua (g) Proteína (g) Extracto etéreo (g) Carbohidratos (g) Fibra (g) Cenizas (g) Calcio (mg) Fósforo (mg) Hierro (mg) Carotenos (mg) Tiamina (mg) Riboflavina (mg) Niacina (mg) Ácido ascórbico (mg) Fuente: (González, 2021) 2.2.5. Información nutricional del camote morado Varios análisis indican que los principales elementos de los distintos tipos de batata (de mayor a menor cantidad) son los carbohidratos, las proteínas, las cenizas y las grasas. También incluyen azúcares, fibra, minerales, vitaminas y compuestos antioxidantes. Entre un 80 a 90% de la materia seca del camote son carbohidratos, los cuales están conformados por almidón, celulosa, hemicelulosa, pectinas y azúcares (Intriago, 2025). Cerca del 60 al 70% de los carbohidratos está compuesto por almidones, que se dividen en amilosa (30 a 40%) y amilopectina (60 a 70%). Cuando estos se descomponen, se convierten en azúcares simples como la maltosa, que es la que da el sabor dulce de los camotes. 18 De todas las raíces, el camote contiene 3.8% más azúcares y dentro de los azúcares más abundantes en el camote esta la sacarosa, seguida de la glucosa y fructosa (Wang, 2016). 2.2.6. Propiedades del camote morado La raíz o tubérculo contiene gran cantidad de almidón, vitaminas, fibras (celulosa y pectinas) y minerales, destacándose entre estos el contenido de potasio, su valor energético supera a la papa y en vitaminas se destaca por la provitamina A (beta carotenos) y las B1, C (ácido ascórbico) y E (tocoferol) (Pérez, 2022). Mientras más amarillenta sea su raíz, mayor cantidad de beta carotenos tiene. Por esta razón, las batatas que presentan este color son ampliamente empleadas en Asia y África para combatir la falta de vitamina A en los pequeños. Su sabor dulce se lo debe a la sacarosa, la glucosa y la fructosa. Además, sus tubérculos, si bien no posee altos contenidos de proteína, es importante en contenido de lisina; por esto se lo utiliza como complemento de algunas harinas de cereales (Huilcapi, 2015). La cantidad de lípidos es reducida, y sus ácidos grasos predominantes son el linoleico, el oleico, el esteárico y el palmitoleico. Contiene una gran proporción de fibra que se digiere fácilmente, lo cual estimula el movimiento intestinal, reduce el riesgo de cáncer de colon, regula el azúcar en la sangre, disminuye el colesterol y genera una sensación de plenitud. Su piel y pulpa poseen antioxidantes, por lo que previene enfermedades cardíacas, diabetes y cáncer (González, 2021). 2.2.7. Características del camote morado El camote se caracteriza como una planta herbácea, duradera y de dos cotiledones, que tiene un crecimiento predominantemente rastrero, con tallos que se extienden a lo largo del suelo. Sus hojas son del tipo en forma de corazón a lobulada y presentan flores con forma de campana, las cuales cambian de color según la variedad. A diferencia de los tubérculos, que son propiamente tallos engrosados, el camote, es una raíz verdadera de almacenamiento, que se desarrolla a partir de raíces 19 adventicias, la cual carece de nodos y está asociada a tejido meristemático preformado (De Albuquerque, 2019). Una de las características más destacadas de las diferentes clases de camote es el color tanto de la cáscara como de la carne de la raíz. La tonalidad de la cáscara y la carne en diversas variedades de camote, observando que los niveles de brillo (L*) y cromaticidad (b*) tienden a ser más elevados en la carne que en la cáscara de las raíces. En variedades de pulpa naranja, se observaron valores positivos de a* y b*, indicando una mayor presencia de carotenoides, como el β-caroteno, responsables de la pigmentación naranja y con implicaciones en el contenido nutricional y antioxidante del camote (Silva, 2022). Albuquerque (2019) analizó 18 muestras de batata y las clasificó según el color de su pulpa: blanco, crema, amarillo, naranja y púrpura. Los resultados mostraron que las batatas de pulpa naranja tenían valores de L* ligeramente inferiores (entre 57.37 y 79.14), pero valores de a* y b* más altos en comparación con las variedades de pulpa blanca o crema. Esto indica que las batatas de pulpa naranja son más intensamente rojas y amarillas, respectivamente, lo que se traduce en una coloración más vibrante. Además, este estudio señaló que las variedades de pulpa naranja presentaban mayores niveles de carotenoides totales y compuestos fenólicos totales, lo que sugiere una correlación entre el color más intenso y un mayor contenido de compuestos bioactivos. 2.2.8. Variedades de camote morado en el Ecuador IMPERIAL: Camote no dulce, autorizado de manera oficial por el INIA en el valle de Cañete (Perú). Se distingue por su tonalidad crema en la cáscara y la carne, posee un elevado índice de materia seca (28%) y almidón (19%), alcanzando un rendimiento superior a 30 t/ha. Esta variedad es utilizada para la producción de almidón y para conservar la producción no tradicional del camote (González, 2021). INIA 100- INIA: Este tipo de batata es el más común en los valles de la región costera central y norte de Perú. Se trata de un tubérculo con piel amarilla y pulpa de un naranja brillante, 100g de batata fresca contienen 3880 microgramos de beta 20 caroteno, lo que representa una fuente importante de vitamina A, actualmente se cultivan más de 5000 hectáreas. Esta variedad de batata tiene un interés en el mercado internacional para su consumo directo. Europa demanda una producción de 12,000 toneladas por año; con la intensión de realzar el consumo interno de estas variedades de camote ricas en beta carotenos el INIA, estimula a los agricultores a cultivar variedades camote de alta calidad exportable en mira al mercado europeo (González, 2021). INIA 306-HUAMBACHERO: Este tipo originario de una colección de genotipos nativos; el color de piel es morado oscuro y el color de pulpa es naranja clara, tiene un alto rendimiento, llegando a producirse hasta 35 t/ha cultivada, este producto demanda una comercialización para cubrir el mercado gastronómico (González, 2021). 2.2.9. Producción del camote morado En la zona andina ecuatorial de Ecuador, el camote ya era cultivado, al igual que en la ladera amazónica de los Andes. Este cultivo está documentado desde 1549 en el área de Chuquimayo, en la cuenca del río Chinchipe. En la provincia de Imbabura desde el año 1582 ya existía sembríos de camote en el área de Otavalo y en los sectores de Caguasqui (González, 2021). Asimismo, en la región de Pichincha y en localidades de Azuay, como Santo Domingo de Chunchi, es importante señalar que estos cultivos se acomodaban en los valles cálidos o protegidos, que son muy comunes en una área tan montañosa como la cordillera andina. Actualmente el camote es cultivado durante todo el año a través de los trópicos en zonas bajas calientes y húmedas del Ecuador (González, 2021). La provincia de Bolívar también es productora de camote, aunque no existe información específica sobre la producción de camote morado en esta provincia. Sin embargo, según datos del Ministerio de Agricultura y Ganadería del Ecuador, la provincia de Bolívar produjo alrededor de 1.500 toneladas de camote en el año 2020. El camote morado es una variedad de camote que es rica en antioxidantes y 21 otros compuestos beneficiosos para la salud. La producción de camote morado en la provincia de Bolívar se concentra principalmente en los cantones de Caluma, Echeandia y Chillanes (Ministerio de Agricultura y Ganadería del Ecuador, 2020). 2.2.10. Usos agroindustriales del camote morado En Ecuador se disfruta como acompañamiento, ya sea frito, cocido o asado, servido con leche. En el Oriente ecuatoriano los Jíbaros y Shuaras lo emplean para la elaboración de la chicha, considerada como una bebida alimenticia, la cual pasado un tiempo se constituye en una bebida alcohólica (Tapia B. , 2013). El boniato es un alimento antiguo que se consume en gran cantidad en América. Por ejemplo, en Puerto Rico, la batata (denominación taína) ha sido uno de los pilares de la alimentación durante años. Se prepara asada, cocida o sancochada. Además, se ingiere en el desayuno con leche o café, combinado con quesito de hoja (queso artesanal) y en platos con bacalao, carne, pollo o pernil. También hacen dulces y postres como lo es el flan de batata y las barritas de dulces típicos (Benavides, 2011). El camote es bastante conocido y en diversas recetas tradicionales sustituye a la patata, siendo un elemento esencial de la cocina. El camote destaca como acompañamiento de los chicharrones, mayormente frito, y también su inclusión en la pachamanca que es un plato típico basado en la cocción, al calor de piedras precalentadas, de carnes de vaca, cerdo, pollo y cuy previamente llevados a maceración con especias, así mismo de productos originales andinos adiciona les, como papas, camote (González, 2021). 2.2.11. Antioxidante del camote morado Los camotes, especialmente las variedades de pulpa naranja y morada, son una excelente fuente de antioxidantes. Estos compuestos son cruciales para la salud porque ayudan a proteger al cuerpo contra el daño de los radicales libres, moléculas inestables que pueden contribuir al envejecimiento, enfermedades crónicas y diversos problemas de salud (Izurraga, 2021). 22 2.2.12. Cantidad de antioxidantes El camote es un alimento muy nutritivo y es reconocido por ser una buena fuente de antioxidantes. La cantidad y tipos de antioxidantes pueden variar dependiendo del tipo de camote, pero en general, todos son buenas fuentes (Trelles, 2021). El camote, especialmente las variedades de color naranja y amarillo, es excepcionalmente rico en betacaroteno. El betacaroteno es un tipo de carotenoide que el cuerpo convierte en vitamina A. Además del betacaroteno, otros carotenoides como el alfa-caroteno, la luteína y la zeaxantina también están presentes en el camote (Villena, 2022). 2.2.13. Tipos de antioxidantes Las especies reactivas son partículas inestables que pueden influir en el proceso de envejecimiento y en el desarrollo de enfermedades cardíacas, cáncer y otras enfermedades crónicas. El camote contiene antioxidantes como la vitamina C, los flavonoides y los betacarotenos (Trelles, 2021). Vitamina C • Es un fuerte antioxidante que defiende las células del organismo contra la inflamación y los radicales libres. • Favorece una piel más firme y sin arrugas (Izurraga, 2021). Flavonoides • Se encuentran en los camotes morados, blancos y naranjas. • Pueden ayudar a controlar la inflamación. • Los camotes morados obtienen su color de los flavonoides llamados antocianinas (Izurraga, 2021). Betacarotenos • Se encuentran principalmente en el camote de color naranja. • El organismo los convierte en vitamina A (Izurraga, 2021). 23 El camote es una fuente nutritiva que contiene carbohidratos, proteínas, grasas, carotenoides, y vitaminas A, C, riboflavina, niacina, así como fibra y líquidos. 2.3.Plátano verde barraganete (Musa paradisiaca L) 2.3.1. Origen del plátano verde barraganete El plátano verde, conocido también como plátano macho o plátano para cocinar, al igual que el banano, forma parte de la familia de las musáceas, y se clasifica como Musa paradisiaca. Esta variedad se diferencia de otras de la misma familia debido a su mayor tamaño y a su sabor que es menos dulce. A pesar de su origen en el Sudoeste Asiático, su cultivo se ha extendido a Centroamérica, Sudamérica, y África Subtropical (Ríos, 2021). Figura 3 Cáscara del plátano verde Fuente: (López C. , 2013). Según datos del Censo Nacional Agropecuario del 2000, en Ecuador existían alrededor de 82 329 predios destinados a la producción de plátano verde, de los cuales el 57% pertenecen a pequeños productores con dimensiones de 1 a 20 hectáreas; el 38% se concentraban en 20 a 100 hectáreas y el 5% en extensiones superiores a las 100 hectáreas (Galicia, 2022). 2.3.2. Taxonomía del plátano verde barraganete En 1753 fue clasificada por primera vez como Musa Paradisiaca por Carlos Linneo (Caiza, 2021). 24 Tabla 5 Taxonomía del plátano verde Plátano verde Reino Plantae División Magnoliophyta Clase Liliopsida Orden Zingiberales Familia Musaceae Género Musa Especie Paradisiaca Fuente: (Caiza, 2021). 2.3.3. Composición de la cáscara de verde barraganete Tabla 6 Composición nutricional de 100g de cáscara de plátano verde Determinación Unidad Resultado Proteína % 7,87 Humedad % 78,4 Ceniza % 13,44 Energía Kcal 35,3 Carbohidratos G 4,91 Grasas G 0,99 Proteínas G 1,69 Fibras G 1,99 Potasio Mg 300,92 Calcio Mg 66,71 Hierro Mg 1,26 Magnesio Mg 29,96 Fuente: (Armijos H. , 2023). 2.3.4. Valor nutricional de la cáscara de verde barraganete La cáscara de plátano verde es rica en vitaminas A, C del complejo B y fósforo. El fósforo actúa en el metabolismo activando las vitaminas A y del complejo D, además de fortalecer huesos y dientes junto con el calcio (Basurto, 2024). En la siguiente tabla se detalla el valor nutricional de la cascara de plátano verde: 25 Tabla 7 Valor nutricional de la cáscara de plátano. Determinación Unidad Resultado Proteína % 7,87 Grasa % 11,60 Fibra % 7,68 Humedad % 78,4 Ceniza % 13,44 Carbohidratos totales % 59,51 Fuente: (Caiza, 2021). De acuerdo a investigaciones publicadas en la revista, Biotechnology and Biochemistry, la piel también es útil en la lucha contra el cáncer de próstata. La cáscara de plátano no maduro contiene mayor cantidad de vitamina C y potasio en comparación con la pulpa. La cáscara de plátano posee fibra la cual en un 60 % de esta será lignina, un 25% de celulosa y un 15 % de hemicelulosa (Orosco, 2022). 2.3.5. Información nutricional de la cáscara de verde barraganete La piel del plátano tiene un alto contenido nutritivo, especialmente en términos de energía, lo que le da un gran valor para su uso en la dieta de los animales. Entre sus características, se encuentra su elevado contenido de materia seca y alta concentración de carbohidratos no fibrosos (Diniz, 2014). Según, Blasco-López (2014), se considera una posible fuente de agentes antioxidantes y antimicrobianos, además de metabolitos secundarios activos que combaten los radicales libres. Igualmente, incluye otros elementos, tales como antocianinas (delfinidina y cianidina) y catecolaminas, carotenoides (β-caroteno, α- caroteno), xantofilas, esteroles y triterpenos (β-sitoesterol, stigmastero l, campesterol, cicloeucalenol, ciclártenos, cicloartanol 24-metileno). 2.3.6. Propiedades de la cáscara de verde barraganete El banano maduro en el árbol, posee vitaminas A, B6, B2 y C, y también cantidades significativas de minerales como potasio, sodio, calcio y manganeso. Asimismo, 26 incluye carbohidratos, proteínas y grasas. Este fruto también tiene un uso terapéutico medicinal debido a sus propiedades que ayudan a problemas intestina les (Gualoto, 2021). Se conoce que el plátano maduro es utilizado para el adelgazamiento ya que contiene gran cantidad de potasio y equilibra la cantidad de agua en el cuerpo, por lo tanto, elimina líquidos permitiendo la pérdida de peso (Trelles, 2021). Otras de las propiedades que se le atribuye al plátano es en el aspecto medicinal, la gran concentración de taninos en el fruto permite actuar como astringente y se recomienda a las personas con diarrea (Huzco, 2023). Teniendo en su constitución gran cantidad de fibra vegetal, el plátano favorece al aparato digestivo, cuidado de la mucosa intestinal e incluso prevención de gastritis y ulceras estomacales El plátano es abundante proveedor de energía vegetal para el cuerpo humano, en su composición química el plátano cuenta con una vasta producción de hidratos de carbono aportando gran cantidad de calorías, no obstante, se mal interpreta atribuyéndole el incremento de peso por el consumo de este producto y la que realmente se produce es una sensación de llenura (Trelles, 2021). 2.3.7. Características del plátano verde barraganete El banano tiene una forma alargada y curvada, con una cáscara dura que es de color verde y una carne blanca. Su peso suele oscilar entre 325 y 400 gramos. La carne es de textura similar a la harina y, gracias a su bajo nivel de azúcares simples, no presenta un sabor dulce. No se recomienda comerlo crudo debido a su elevado contenido de carbohidratos complejos, concretamente almidón, que son complicados para que el cuerpo humano los digiera. Es rico en minerales, apenas contiene sodio y también aporta cantidades interesantes de vitaminas del grupo B, aunque la mayor parte se pierden durante su cocción (Basurto, 2024). 2.3.8. Variedad del plátano verde barraganete en el Ecuador Hay una amplia gama de especies, aunque las más reconocidas son: 27 • Banano Cavendish. – Igualmente denominado como banana de seda o guineo seda. Es un fruto poco azucarado, aunque es el más consumido globalmente y actualmente lidera en exportaciones. Esto se debe a su buena adaptación a climas frescos en áreas subtropicales, además de generar abundantes racimos con frutas de tamaño medio. Este fruto presenta un tono verde y al alcanzar su madurez cambia a un color amarillo (Almeida, 2024). • Banano Orito. – Es una variedad diminuta de los plátanos, alcanzando una longitud de 12 cm. En el idioma inglés, este fruto se denomina finger banana o lady finger debido a su semejanza con un dedo. Además, se puede señalar que, al madurar, este fruto presenta una cáscara amarilla, una pulpa clara, cremosa y de gran firmeza, además de poseer un sabor extremadamente dulce (Reyes, 2021). • Banano Rosado. – Es la clase más diminuta de plátanos, con una longitud de 8 centímetros. Su fruto posee un sabor muy dulce con un sutil matiz de frambuesa. La carne es de un blanco anaranjado y tiene un aroma distint ivo y fuerte. A medida que madura, su piel cambia de un rosado a un color casi púrpura (Trelles, 2021). • Plátano barraganete. – Igualmente llamado plátano verde, plátano macho, plátano hartón o plátano para cocinar. Se trata de una fruta grande y fuerte, de tono verde amarillento, con una carne rica en almidón y fibra. Es la segunda variedad más enviada al exterior en la nación, dado que tiene menor contenido de agua, lo que lo convierte en un fruto más sólido. (Basurto, 2024) • Plátano dominico. – Es una fruta rica en nutrientes que contiene altas cantidades de potasio, magnesio y las vitaminas C, B y E. Se podría añadir que es un banano de tamaño reducido y verde, que en su estado crudo presenta una textura firme y un gusto amargo, pero al cocinarlo se vuelve blando, suave y cremoso, con un sabor placentero al gusto (Almeida, 2024). • Plátano maqueño. – Es un tipo de fruta con una cáscara rosa, que se ve redondeada y gruesa. Su longitud varía entre 20 y 25 centímetros y su ancho entre 2 y 4 centímetros. Su peso ronda entre 150 y 200 gramos, cuenta con 28 una carne dulce y pegajosa; esta variedad de plátano se emplea en numerosas recetas tradicionales de Ecuador (Cedeño, 2022). 2.3.9. Producción del plátano verde barraganete “Se asocia a la producción con el hecho de producir bienes materiales como alimentos, vestidos o automóviles, la función de producción está presente en cualquier ente socio-económico sea que este ofrezca bienes materiales o servicios intangibles.” (López C. , 2013) La fabricación se refiere al análisis de los métodos administrativos utilizados para maximizar la discrepancia entre el valor que se añade y el costo incluido de un producto debido a la conversión de recursos en insumos que provienen de la materia prima. Es probable que el banano tenga su origen en la zona indomalaya, donde ha sido cultivado por miles de años. Se cultiva en áreas tropicales donde la temperatura promedio es de 27° C (80° F) y la lluvia anual varía entre 78 y 98 pulgadas. Requieren un suelo que esté húmedo y que cuente con un buen drenaje. De hecho, se cultiva la mayoría de los plátanos exportados dentro de los 30 grados a cada lado del Ecuador.” (Lardizabal, 2017). En otras palabras, la producción de plátanos por hectárea, al igual que sucede con la mayoría de los cultivos, está influenciada por múltiples elementos, tales como el clima y la agricultura, las especies sembradas, la salud de la planta, el nivel de tecnología utilizada y el entendimiento estratégico de quienes cultivan. La producción del plátano verde en esta provincia, según datos del Ministerio de Agricultura y Ganadería del Ecuador, la provincia de Bolívar produjo alrededor de 10.000 toneladas de plátanos en el año 2020. La piel del plátano verde es un residuo generado en el proceso de cultivo de plátanos que tiene la capacidad de ser aprovechado como fuente de almidón, abono orgánico y alimento para animales. La producción de plátano verde en la provincia de Bolívar se concentra principalmente en las zonas tropicales, calientes y húmedas, como son en los cantones de Echeandía y Caluma (Ministerio de Agricultura y Ganadería del Ecuador, 2020). 29 2.3.10. Usos agroindustriales de la cáscara de verde barraganete El banano inmaduro es un recurso adaptable que se puede convertir en diferentes artículos como bocadillos, harinas, papel y más. Su procesamiento ofrece diversos beneficios, como la extensión de su duración, la creación de trabajos y la expansión de nuevos mercados tanto en el país como en el extranjero. En Ecuador las harinas de plátano y derivados para preparar, así como los snacks fritos son los productos más consumidos (Morales, 2015). El plátano es uno de los cultivos más comercializados, después del arroz, el trigo y el maíz, se convierte en una significativa fuente de empleo e ingresos en numerosos países en desarrollo, por ser considerado un producto básico en la dieta diaria, su variada utilización en la alimentación y que tiene el producto para ser transformado en la industria en productos de consumo masivo y para exportación (Paz, 2013). 2.3.11. Antioxidante del plátano verde barraganete Los plátanos verdes son una fuente importante de varios antioxidantes que contribuyen a sus beneficios para la salud. Aunque la investigación específica sobre la cantidad exacta de cada antioxidante en el plátano verde puede variar según el estudio, las condiciones de cultivo, la variedad del plátano y el grado de madurez, sí podemos hablar de los tipos de antioxidantes presentes y entender su importanc ia (Trelles, 2021). 2.3.12. Cantidad de antioxidantes Según el autor Basurto (2024) menciona que, es importante tener en cuenta que la cantidad total de antioxidantes en el plátano verde puede ser influenciada por diversos factores como: • Variedad del plátano: Existen muchas variedades de plátanos y la composición antioxidante puede variar entre ellas. • Madurez: El perfil antioxidante cambia durante la maduración del plátano. Generalmente, los compuestos fenólicos tienden a disminuir a medida que 30 el plátano madura y se convierte en amarillo. Sin embargo, otros antioxidantes pueden aumentar o disminuir de manera diferente. • Condiciones de cultivo: Elementos del entorno como el terreno, las condiciones climáticas, la luz solar y las técnicas de cultivo pueden afectar la producción de antioxidantes en la planta. • Métodos de análisis: La forma en que se miden los antioxidantes en un laboratorio también puede influir en los resultados reportados (Almeida, 2024). 2.3.13. Tipos de antioxidantes • Compuestos fenólicos: Estos son uno de los grupos más importantes de antioxidantes en los plátanos verdes. Dentro de los compuestos fenólicos, encontramos: • Ácidos fenólicos: El plátano verde contiene varios ácidos fenólicos como el ácido gálico, ácido ferúlico, ácido clorogénico y ácido cafeico. Estos elementos son reconocidos por su habilidad para contrarrestar los radicales libres y disminuir el estrés oxidativo. El ácido ferúlico, por ejemplo, es particularmente interesante por sus propiedades antioxidantes y su abundancia en algunas frutas (Cedeño, 2022). • Flavonoides: Aunque en menor proporción que los ácidos fenólicos, los plátanos verdes también contienen flavonoides. Dentro de estos, se han identificado catequinas y antocianinas (principalmente en la cáscara y en menor cantidad en la pulpa) (Reyes, 2021). • Taninos: Los taninos, que son responsables del sabor astringente en los plátanos verdes y otras frutas inmaduras, también poseen actividad antioxidante (Basurto, 2024). • Vitaminas antioxidantes: El plátano verde contiene ciertas vitaminas que actúan como antioxidantes: 31 • Vitamina C (Ácido Ascórbico): El plátano verde es una fuente moderada de vitamina C, un antioxidante hidrosoluble muy conocido que contribuye a resguardar las células de la agresión oxidativa. La cantidad de ácido ascórbico tiende a disminuir a medida que el plátano madura (Trelles, 2021). • Vitamina E (Tocoferoles): Aunque en menor cantidad que la vitamina C, el plátano verde también contiene vitamina E, un antioxidante liposolub le importante para proteger las membranas celulares del daño oxidativo (Cedillo, 2025). • Aminas biógenas antioxidantes: Se han encontrado ciertas aminas biógenas en plátanos verdes que presentan actividad antioxidante. La investigación en esta área todavía está en desarrollo para caracterizar completamente su contribución (Trelles, 2021). 2.4.Harinas instantáneas 2.4.1. Descripción de las harinas instantáneas Las harinas instantáneas son un tipo de harina que se ha sometido a un proceso de tratamiento térmico o enzimático para mejorar su solubilidad y facilitar su uso en diversas aplicaciones alimentarias. En cuanto a la composición nutricional de las harinas instantáneas, se puede encontrar variaciones dependiendo del tipo de cereal o tubérculo utilizado. Tabla 8 Composición nutricional de los tipos de harinas instantáneas Tipo de harina Proteínas (g) Grasas (g) Carbohidratos (g) Fibra (g) Harina de maíz instantánea 6-8 1-2 70-80 2-3 Harina de camote instantánea 2-3 0,5-1 80-90 3-4 Harina de plátano verde instantánea 1-2 0,5-1 80-90 2-3 Fuente: (Caiza, 2021). 32 Es importante destacar que estos valores pueden variar dependiendo del proceso de producción y del tipo de materia prima utilizado. Además, es fundamenta l mencionar que las harinas instantáneas pueden ser una excelente opción para aquellos que buscan una fuente concentrada de nutrientes y energía (Álvarez, 2020). 2.4.2. Características Para el autor Arredondo (2025) indica que, las harinas instantáneas son un tipo de harina que se ha sometido a un proceso de tratamiento térmico o enzimático para mejorar su solubilidad y facilitar su uso en diversas aplicaciones alimentarias. Estas harinas tienen las siguientes características: • Son fáciles de disolver en agua caliente o fría. • Tienen una textura suave y fina. • Representan una opción sobresaliente para quienes desean una provisión intensa de nutrientes y vitalidad. (p. 87) 2.4.3. Beneficios Según Calderón (2021) menciona que, las harinas instantáneas ofrecen varios beneficios, entre los que se incluyen: • Fácil preparación: Las harinas instantáneas son fáciles de disolver en agua caliente o fría, lo que facilita su uso en diversas aplicaciones alimentarias. • Alta solubilidad: Las harinas instantáneas tienen una alta solubilidad, lo que permite su fácil incorporación en diferentes productos alimenticios. • Versatilidad en su uso: Las mezclas de harina rápida se pueden emplear en diversos tipos de alimentos, tales como caldos, aderezos, licuados y recetas de repostería. • Fuente concentrada de nutrientes y energía: Las harinas instantáneas son una opción destacada para quienes buscan una fuente rica en nutrientes y vitalidad. 33 2.5. Autoclavado 2.5.1. Principios del autoclavado El autoclavado se basa en los principios de la termodinámica y la cinética de la reacción. La temperatura y la presión del autoclavado determinan la eficacia del proceso. Según Hernández et al. (2022), la temperatura óptima para el autoclavado es entre 110°C y 130°C, y la presión óptima es entre 1 y 3 atmósferas. 2.5.2. Termodinámica del autoclavado La termodinámica del autoclavado se refiere a la transferencia de calor y energía durante el proceso. La temperatura del autoclavado es fundamental para la inactivación de microorganismos y enzimas. Según Vázquez Fraca (2020), la temperatura del autoclavado debe ser lo suficientemente alta para inactivar los microorganismos, pero no tan alta que dañe los materiales. 2.5.3. Cinética de la reacción del autoclavado La cinética de la reacción del autoclavado se refiere a la velocidad y eficacia de la inactivación de microorganismos y enzimas. La presión del autoclavado es fundamental para la cinética de la reacción. Según García et al. (2020), la presión del autoclavado debe ser lo suficientemente alta para garantizar la inactivación de los microorganismos, pero no tan alta que cause daños en los materiales. 2.5.4. Tipos de autoclavado Existen diferentes tipos de autoclavado, incluyendo: 2.5.4.1.Autoclavado a Vapor El autoclavado a vapor es el método más comúnmente utilizado. Emplea vapor de agua a elevadas temperaturas y presiones para desactivar microorganismos y enzimas. Según Rodríguez y colaboradores (2022), el autoclavado a vapor es efectivo para la inactivación de microorganismos y enzimas, pero requiere un equipo especializado. 34 2.5.4.2.Autoclavado a Presión El autoclavado a presión utiliza una cámara de presión para aumentar la temperatura y la presión del vapor de agua. Según Hernández et al. (2022), el autoclavado a presión es más efectivo que el autoclavado a vapor para la inactivación de microorganismos y enzimas. 2.5.4.3.Autoclavado a Temperatura Controlada El autoclavado a temperatura controlada utiliza un sistema de control de temperatura para mantener una temperatura constante durante el proceso. Según Vázquez Fraca (2020), el autoclavado a temperatura controlada es más efectivo que el autoclavado a vapor para la inactivación de microorganismos y enzimas. 2.5.5. Ventajas y Desventajas del Autoclavado El autoclavado tiene varias ventajas y desventajas: Ventajas • Eficaz para la inactivación de microorganismos y enzimas. • Fácil de usar y mantener. • Bajo costo en comparación con otros métodos de esterilización. Desventajas • Puede dañar algunos materiales. • Requiere un equipo especializado. • Puede ser difícil de controlar la temperatura y la presión. • Puede requerir un tiempo prolongado para la esterilización. 2.5.6. Parámetros de autoclavado para harinas El proceso de la fase de calentamiento se lleva a cabo comúnmente con vapor para lograr la total gelificación del almidón presente en el endospermo, debiendo 35 prevenirse la cocción excesiva, pues esta puede ocasionar la alteración de la materia. En un estudio reciente, Zheng (2020) optimizaron el proceso de autoclave para incrementar el contenido de almidón resistente en granos de arroz, determinando que un tiempo de tratamiento de 61 minutos a un pH de 5.95 y un contenido de agua del 41.63% resultaba en un contenido de almidón resistente del 17.57%. Estos hallazgos sugieren que parámetros específicos de autoclave pueden ser ajustados para mejorar la calidad y seguridad de productos derivados de cereales. 2.5.6.1. Temperatura de Autoclavado La temperatura de autoclavado para harinas es un factor crítico para asegurar la seguridad y calidad del producto. La temperatura más comúnmente utilizada es de 115°C, aunque puede variar entre 100°C y 121°C (Alarcón, 2021). • Temperatura mínima: 100°C. Por debajo de esta temperatura, no se asegura la eliminación de microorganismos y la inactivación de enzimas (Alarcón, 2021). • Temperatura óptima: 115°C. Esta temperatura es la más comúnmente utilizada para el autoclavado de harinas, ya que asegura la eliminación de microorganismos y la inactivación de enzimas sin afectar la calidad del producto (Alarcón, 2021). • Temperatura máxima: 121°C. Por encima de esta temperatura, se puede producir una descomposición excesiva del producto y una pérdida de calidad (Alarcón, 2021). 2.5.6.2. Presión de Autoclavado La presión de autoclavado para harinas es necesaria para asegurar que el calor se distribuya uniformemente a través del producto. La presión más comúnmente utilizada es de 1,5 atmósferas (IAOM, 2020). 36 • Presión mínima: 1 atmósfera. Por debajo de esta presión, no se asegura la distribución uniforme del calor y la eliminación de microorganismos (IAOM, 2020). • Presión óptima: 1,5 atmósferas. Esta presión es la más comúnmente utilizada para el autoclavado de harinas, ya que asegura la distribuc ión uniforme del calor y la eliminación de microorganismos sin afectar la calidad del producto (IAOM, 2020). • Presión máxima: 2 atmósferas. Por encima de esta presión, se puede producir una descomposición excesiva del producto y una pérdida de calidad (IAOM, 2020). 2.5.6.3. Tiempo de Autoclavado El tiempo de autoclavado para harinas también es importante para asegurar la seguridad y calidad del producto. El tiempo más comúnmente utilizado es de 30 minutos, aunque puede variar entre 10 minutos y 60 minutos (INIA, 2020). • Tiempo mínimo: 10 minutos. Por debajo de este tiempo, no se asegura la eliminación de microorganismos y la inactivación de enzimas (INIA, 2020). • Tiempo óptimo: 30 minutos. Este tiempo es el más comúnmente utilizado para el autoclavado de harinas, ya que asegura la eliminación de microorganismos y la inactivación de enzimas sin afectar la calidad del producto (INIA, 2020). • Tiempo máximo: 60 minutos. Por encima de este tiempo, se puede producir una descomposición excesiva del producto y una pérdida de calidad (INIA, 2020). 2.5.6.4. Humedad de Autoclavado La humedad relativa durante el autoclavado de harinas es importante para prevenir la formación de condensación y asegurar que el producto se seque uniformemente (Campos & Hernández, 2018). 37 • Humedad relativa mínima: 80%. Por debajo de esta humedad, se puede producir una descomposición excesiva del producto y una pérdida de calidad (Campos & Hernández, 2018). • Humedad relativa óptima: 90%. Esta humedad es la más comúnmente utilizada para el autoclavado de harinas, ya que asegura la prevención de la formación de condensación y la desecación uniforme del producto (Campos & Hernández, 2018). • Humedad relativa máxima: 100%. Por encima de esta humedad, se puede producir una condensación excesiva y una pérdida de calidad del producto (Campos & Hernández, 2018). 2.5.6.5. Enfriamiento de Autoclavado Después del autoclavado, las harinas deben ser enfriadas rápidamente a una temperatura de 30°C a 40°C para prevenir la formación de condensación y asegurar que el producto se seque uniformemente (Luna, 2014). • Temperatura de enfriamiento mínima: 30°C. Por debajo de esta temperatura, se puede producir una descomposición excesiva del producto y una pérdida de calidad (Luna, 2014). • Temperatura de enfriamiento óptima: 35°C. Esta temperatura es la más comúnmente utilizada para el enfriamiento de harinas después del autoclavado, ya que asegura la prevención de la formación de condensación y la desecación uniforme del producto (Luna, 2014). • Temperatura de enfriamiento máxima: 40°C. Por encima de esta temperatura, se puede producir una descomposición excesiva (Luna, 2014). 2.6.Referencias de normativas INEN Para la elaboración de este documento se utiliza como base el Reglamento Técnico Ecuatoriano PRTE INEN 241, el cual constituye una herramienta fundamenta l dentro del marco normativo ecuatoriano para regular la producción, comercialización, etiquetado de la harina de trigo y harina de maíz. El objetivo de esta regulación es definir los estándares básicos que estos productos necesitan 38 cumplir, garantizando que los procesos de elaboración, almacenamiento, transporte y venta cumplan con condiciones seguras e higiénicas. El PRTE INEN 241 establece criterios técnicos muy específicos sobre la composición de las harinas, su contenido de humedad, pureza, ausencia de materias extrañas y límites de contaminantes permitidos. Además, regula aspectos vinculados al etiquetado, de manera que la información presentada al consumidor sea clara, veraz y completa, incluyendo datos como el nombre del producto, los ingredientes, el contenido neto, el país de origen, el número de lote y las instrucciones de uso o conservación. La aplicación de esta norma representa una guía esencial para los productores, fabricantes y comercializadores, ya que define los parámetros que deben observarse en cada etapa de la cadena productiva. Cumplir con estos lineamientos no solo garantiza la inocuidad de los productos, sino que también fortalece la confianza de los consumidores al saber que las harinas que adquieren se elaboran conforme a estándares técnicos reconocidos a nivel nacional. Desde una perspectiva técnica, el PRTE INEN 241 tiene un impacto directo en la profesionalización del sector alimenticio, ya que impulsa la adopción de buenas prácticas de manufactura, controles internos de calidad y procedimientos de verificación que garantizan la seguridad alimentaria. Además, se relaciona estrechamente con otras normas ecuatorianas, como la NTE INEN 616 y la NTE INEN 1737, que establecen requisitos específicos para la harina de trigo y la harina de maíz precocida, respectivamente. Incorporar esta normativa en el presente trabajo permite establecer un marco de referencia sólido y confiable, sobre el cual se sustentan las actividades de supervisión de calidad y la creación de productos que provienen de la harina. Su integración garantiza que las prácticas descritas en la investigación se mantengan alineadas con los requisitos legales y técnicos vigentes en Ecuador, promoviendo el cumplimiento normativo y la responsabilidad social en la industria alimenticia. 39 CAPÍTULO III 3. MARCO METODOLÓGICO 3.1.Ubicación de la investigación La presente investigación se realizó en las instalaciones de la Universidad Estatal de Bolívar en la Carrera de Agroindustrias en el complejo agroindustrial de la Facultad de Ciencias Agropecuarias, Recursos Naturales y del Ambiente y en los Laboratorios de Investigación, sector Laguacoto II, Km 1½ Vía San Simón, ubicada en el Cantón Guaranda Provincia Bolívar. 3.1.1. Localización de la investigación. Tabla 9 Localización de la investigación. Ubicación Localidad Provincia Bolívar Cantón Guaranda Sector Laguacoto II Parroquia San Sebastián Dirección Laguacoto II km ½ km vía Guaranda-San Simón Establecimiento Universidad Estatal de Bolívar Unidad de producción Complejo agroindustrial Nota: Elaborado por Naranjo y Llumipanta, 2025. 40 3.1.2. Situación geográfica y climática. Tabla 10 Situación geográfica y climática. Parámetro Valor Altura 2.622 msnm Latitud 01°36’15” S Longitud 78°59’54” W Temperatura mínima 7°C Temperatura media anual 14.4°C Temperatura máxima 21°C Humedad Relativa promedio 75% Precipitación media anual 980 mm Heliofanía promedio 900/horas/luz/año Nota: Estación Meteorológica Laguacoto II. UEB (2021). 3.1.3. Zona de vida Se encuentra localizada en el Complejo Agroindustrial y Departamento de investigación de la Universidad Estatal de Bolívar, corresponde a la zona de vida del Bosque húmedo montano bajo (BHMB) (Yasuma & Pilco, 2018) 3.2.Metodología 3.2.1. Material experimental. • Maíz Morado (Zea mays L) • Camote Morado (Ipomoea batatas) • Cáscara de plátano verde (Musa paradisiaca L). 3.2.1.1.Materiales de oficina. • Bolígrafos • Lapiceros • Borrador • Láminas de papel bond A4. • Calculadora. • Laptop. 41 • Carpetas. • Libreta de apuntes. • Memoria USB. 3.2.1.2.Materiales de laboratorio • Balanza analítica • Tamiz • Bandejas • Matraz de Erlenmeyer • Embudos • Vasos de precipitación • Cajas Petri • Capsulas • Crisoles • Magnetos • Tubos de centrifugación. • Guantes • Cofia • Mascarilla • Ollas 3.2.1.3.Equipos • Pulverizadora • Molino • Balanza digital • Autoclave • Centrifuga • Espectrofotómetro • Agitador magnético • Incubadora • Estufa 42 • Mufla • Determinador de grasa • Extractor de gases 3.2.1.4.Reactivos • Hipoclorito de sodio • Metabisulfito • Ácido cítrico • Reactivo ABTS • Hexano 3.2.2. Factores de estudio En el estudio se realizó un arreglo tri factorial: • Factor A: Mezclas de harinas (%): Maíz morado, camote morado y cáscara de plátano • Factor B: Temperatura de autoclavado (°C) • Factor C: Tiempo de autoclavado (min) Tabla 11 Factores y niveles de estudio Factor Código Nivel Mezclas de harinas (%): Maíz morado, camote morado y cáscara de plátano A 𝑎1: 40% -35% -25% 𝑎2: 60% -25% -15% 𝑎3: 80% -15% -5% Temperatura de autoclavado (°C) B 𝑏1: 110 °C 𝑏2: 120 °C Tiempo de autoclavado (min) C 𝑐1: 10 min 𝑐2: 30 min Nota: Elaborado por Naranjo y Llumipanta, 2025. 3.2.3. Tratamientos La combinación de los factores con los niveles que afectan a la investigac ión compone el total de los tratamientos. 43 Tabla 12 Tratamientos Tratamientos Códigos Nivel A B C 1 𝑎1𝑏1𝑐1 40% -35% -25% 110 °C 10 min. 2 𝑎1𝑏1𝑐2 40% -35% -25% 110 °C 30 min. 3 𝑎1𝑏2𝑐1 40% -35% -25% 120 °C 10 min. 4 𝑎1𝑏2𝑐2 40% -35% -25% 120 °C 30 min. 5 𝑎2𝑏1𝑐1 60% -25% -15% 110 °C 10 min. 6 𝑎2𝑏1𝑐2 60% -25% -15% 110 °C 30 min. 7 𝑎2𝑏2𝑐1 60% -25% -15% 120 °C 10 min. 8 𝑎2𝑏2𝑐2 60% -25% -15% 120 °C 30 min. 9 𝑎3𝑏1𝑐1 80% -15% -5% 110 °C 10 min. 10 𝑎3𝑏1𝑐2 80% -15% -5% 110 °C 30 min. 11 𝑎3𝑏2𝑐1 80% -15% -5% 120 °C 10 min. 12 𝑎3𝑏2𝑐2 80% -15% -5% 120 °C 30 min. Nota: Elaborado por Naranjo y Llumipanta, 2025. 3.2.4. Características del diseño factorial AxBxC Tabla 13 Características del experimento Atributos del Diseño Factorial Cantidad Número de factores experimentales 3 Número de niveles factor A 3 Número de niveles factor B 2 Número de niveles factor C 2 Número de réplicas 2 Unidades experimentales 12 Respuestas experimentales 2 Nota: La variable respuesta son el contenido de antioxidantes y la solubilidad de las harinas instantáneas. 3.2.5. Tipo de diseño experimental Para el estudio se aplicó un arreglo factorial AxBxC (3x2x2) con 3 repeticiones, un total de 36 tratamientos el cual se ajusta al siguiente modelo matemático: 𝒀𝒊𝒋𝒌𝒍 = 𝜇 + 𝛼𝑖 + 𝛽𝑗 + 𝛾𝑘 + (𝛼𝛽)𝑖𝑗 + (𝛼𝛾)𝑖𝑘 + (𝛽𝛾)𝑗𝑘 + (𝛼𝛽𝛾)𝑖𝑗𝑘 + 𝜀𝑖𝑗𝑘 44 Dónde: 𝒀𝒊𝒋𝒌𝒍 = Variable sujeta de medición. 𝝁 = Valor medio poblacional. 𝜶𝒊= Influencia del i-ésimo tratamiento del factor A. 𝜷𝒋= Influencia del j-ésimo tratamiento del factor B. 𝜸𝒌= Influencia del k-ésimo tratamiento del factor C. (𝜶𝜷)𝒊𝒋, (𝜶𝜸)𝒊𝒌 , (𝜷𝜸)𝒋𝒌= Efectos conjuntos entre pares de factores 𝑖𝑗, 𝑖𝑘, 𝑗𝑘. (𝜶𝜷𝜸)𝒊𝒋𝒌= Efecto de la interacción conjunta de los tres factores 𝑖𝑗𝑘. 𝜺𝒊𝒋𝒌=Término de error estocástico para la combinación i, j, k, donde l representa las observaciones repetidas del experimento. 3.2.5.1. Modelo análisis de varianza ANOVA Con el objetivo de identificar las diferencias entre tratamientos, se emplea el análisis de varianza ANOVA, posteriormente se utilizó la prueba de Tukey con un nivel de significancia del 5%, el procesamiento y análisis de los datos se llevó a cabo utilizando el software estadístico STATGRAPHICS Centurion XVIII. Tabla 14 Análisis de varianza ANOVA, para el diseño factorial A x B x C Fuente de variabilidad Suma de cuadrado Gl Cuadrado 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 45 3.2.5.2.Prueba de múltiples rangos La identificación del tratamiento optimo se realizará mediante una prueba de rangos múltiples de Tukey. • Prueba de Tukey 𝑯𝒐: 𝜇𝑖 = 𝜇𝑗 𝑯𝟏 : 𝜇𝑖 ≠ 𝜇𝑗 Este procedimiento realiza comparaciones pareadas entre todas las medias para identificar cuáles presentan diferencias estadísticamente significativas, determinando cuáles tratamientos presentan variaciones estadísticamente relevantes con un 95% de nivel de confianza. Formulación matemática de la prueba de comparaciones múltiples de Tukey: 𝑻∝ = 𝑞∝(𝑘,𝑁 − 𝑘)√𝐶𝑀𝐸/𝑛𝑖 Expresión 2 Donde: 𝑪𝑴𝑬: Cuadrado medio del error, derivada de la tabla ANOVA. 𝒏: Número de réplicas para los tratamientos 𝑖 y 𝑗. 𝒌: Número de tratamientos del experimento. ∝: Nivel de confianza especificado. 𝑵 − 𝒌: Grados de libertad correspondientes al error residual. 𝒒∝(𝒌,𝑵 − 𝒌): Coeficientes críticos de la distribución de rango estudentizado 46 3.2.6. Manejo de la investigación 3.2.7. Diagrama de flujo para la elaboración de harina de maíz morado Figura 4 Elaboración de harina de maíz morado. Lavado Pesado Lavado Almacenado Secado Molido Tamizado Recepción de la materia Pesado Lavado Hipoclorito a 50 ppm x 10 min 47 3.2.7.1. Descripción del proceso para la elaboración de harina de maíz morado. 1. Selección de la materia prima: Se seleccionaron los granos aptos para el proceso, separando las impurezas. 2. Pesado: Se realizó el pesaje del maíz morado empleado para producir la harina. 3. Lavado: El maíz fue sometido a un lavado con agua potable, desinfección utilizando hipoclorito de sodio en concentración de 50 ppm durante un periodo de 10 minutos . 4. Secado: El maíz fue colocado en una bandeja, la cual se introdujo en un horno a una temperatura de 50 ℃ por un tiempo determinado. 5. Molido: Una vez seco, se procedió a moler el maíz hasta obtener una textura muy fina. 6. Tamizado Posteriormente, se tamizó las harinas para eliminar impurezas, y tener una granulometría uniforme. 7. Almacenamiento: El empaque de la harina de maíz morado se realizó en bolsas de polipropileno de 500 g, con sellado hermético, y se almacenó en un lugar fresco y seco hasta su posterior uso. 48 3.2.8. Diagrama de flujo para la elaboración de harina de camote morado Figura 5 Elaboración de harina de camote morado. Lavado Pesado Lavado Troceado Almacenado Inmersión Secado Molido Tamizado Recepción de la materia Pesado Lavado Hipoclorito de sodio a 50 ppm x 10 min Ácido ascórbico al 0.5% por 10 minuto 49 3.2.8.1. Descripción del proceso para la elaboración de harina de camote morado. 1. Selección de la materia prima: Los tubérculos aptos para el proceso fueron seleccionados, descartando aquellos que presentaban golpes o alteraciones incompatibles con su industrialización. 2. Pesado: La materia prima fue pesada (camote morado) para la elaboración de la harina 3. Lavado: Los tubérculos fueron lavados con agua potable y desinfectados mediante una solución de hipoclorito de sodio a 50 ppm durante 10 minutos. 4. Troceado: Esta operación se efectuó manualmente utilizando cuchillos de acero inoxidab le, realizando rodajas uniformes. 5. Inmersión: Se utilizó una solución ácida de 0,5 % de ácido ascórbico en agua, en la cual se sumergieron las rodajas durante 10 minutos para evitar el pardeamiento enzimático. 6. Secado: Se colocaron las rodajas de camote en una bandeja e introducida en un horno a temperatura de 50 °C durante un periodo de tiempo establecido. 7. Molido Una vez secas, se procedió a molerlas hasta obtener una textura muy fina. 8.Tamizado: Posteriormente, se tamizó las harinas para eliminar impurezas y obtener una granulometría uniforme. 9. Almacenado: La harina de camote morado fue envasada en bolsas de polipropileno con capacidad de 500 g, con sellado hermético, y se almacenó en lugar fresco y seco hasta su posterior uso. 50 3.2.9. Diagrama de flujo para la elaboración de harina de cáscara de plátano verde Figura 6 Elaboración de harina de cáscara de plátano verde. Lavado Pesado Lavado Troceado Almacenado Inmersión Secado Molido Tamizado Recepción de la materia Pesado Lavado Hipoclorito de sodio a 50 ppm x 10 min Solución de ácido cítrico (0,25 %) y metabisulfito de sodio (0,20 %) durante 30 minutos. 51 3.2.9.1. Descripción del proceso para la elaboración de harina de cáscara de plátano verde 1. Selección de la materia prima: Se tomaron las cáscaras de plátano verde aptas para el proceso, separando aquellas que presentaban golpes o alteraciones no aptas para su industrialización. 2. Pesado: Se pesó las cáscaras de plátano verde destinadas en la producción de harina. 3. Lavado: El lavado de las cáscaras se realizó con agua potable, seguido de una desinfección con hipoclorito de sodio en concentración de 50 ppm por 10 minutos. 4. Troceado: El proceso fue realizado de forma manual empleando cuchillos de acero inoxidab le , obteniendo tiras uniformes. 5. Inmersión: Las tiras de cáscaras se sumergieron en una solución de ácido cítrico al 0,25 % y metabisulfito de sodio al 0,20 % por 30 minutos, con el fin de inhibir el pardeamiento. 6. Secado: Se colocaron las tiras de cáscara en una bandeja, la cual se introdujo en un horno a una temperatura de 50 ℃ por un tiempo determinado. 7. Molido Una vez secas, se procedió a moler hasta obtener una textura muy fina. 8. Tamizado: Posteriormente, se tamizó la harina para eliminar impurezas, y tener una granulometría uniforme. 9. Almacenamiento: El producto final de la cáscara de plátano verde se empacó en envases de polipropileno con capacidad de 500 g, con sellado hermético, y se almacenó en un lugar fresco y seco hasta su posterior uso. 52 3.2.10. Diagrama de flujo para la elaboración de harina instantánea a base de maíz, camote morados y cáscara de plátano verde. Figura 7 Elaboración de harina instantánea a base de maíz, camote morados y cáscara de plátano verde. Recepción Mezclad Envasad Almacenad Pesado Autoclavado Saborizado Mezclado Envasado Almacenado Temperatura: 110°C y 120°C Tiempo: 10 min y 30 min 53 3.2.10.1. Descripción del proceso para la elaboración de harina instantánea a base de maíz, camote morados y cáscara de plátano verde. 1. Recepción de la materia prima La recepción de las harinas: maíz, camote morados y cáscara de plátano verde, se realizó verificando que estuvieran bien molidas y libres de impurezas. 2. Pesado Se realizó el pesaje preciso de los ingredientes para garantizar la exactitud en la formulación. 3.Autoclavado Se sometieron las harinas a un proceso de autoclavado, controlando temperatura y tiempo. Se establecieron dos niveles de temperatura para el proceso de autoclavado: 110 °C y 120 °C; del mismo modo, se aplicaron dos tiempos de tratamiento, 10 y 30 minutos, para determinar las condiciones óptimas de esterilización y conservación de propiedades 4. Saborizado Se agregó cacao, leche en polvo, canela, panela molida y goma Xantana. 5. Mezclado Una vez determinada la formulación todos los ingredientes fueron mezclados para lograr una distribución homogénea y uniforme. 6. Envasado Las fundas herméticas empleadas fueron seleccionadas según las características del producto elaborado, a fin de prolongar su vida útil. 7. Almacenado Finalizado el proceso productivo, el producto se conservó en un lugar fresco hasta el momento de realizar los análisis correspondientes. 54 3.3. Métodos de evaluación 3.3.1. Análisis de la materia prima Los insumos principales utilizados en la investigación fueron sometidas al anális is de sus propiedades bromatológicas, con el fin de determinar su composición. • Análisis del contenido de humedad El análisis de humedad fue determinado mediante la metodología oficial de la AOAC 925.10. • Análisis del contenido de proteína Para el análisis de la proteína se empleó la metodología de Dumas. • Análisis del contenido de grasa La metodología oficial AOAC 2003.06 para el análisis de grasa. • Análisis del contenido de fibra Para este análisis se realizará mediante el método WEEND • Análisis del contenido de ceniza La AOAC 2003, fue empleada para el análisis de ceniza. 3.3.2. Análisis de los tratamientos • Análisis del contenido antioxidantes El análisis del contenido de antioxidante fue evaluado mediante el método de ABTS. • Análisis de la solubilidad en mezclas harinas Para la determinación de la solubilidad en mezclas de harinas se trabajó con el método de Índice de Solubilidad en Agua (WSI). 55 • Análisis sensorial En la elaboración de harinas instantáneas a base de camote, maíz morado y cáscara de plátano verde, mediante la preparación tipo colada, se llevó a cabo un anális is sensorial con base en el método descrito por (Vázquez & Hernández, 2023), con algunas modificaciones. Para ello, se empleará una escala hedónica de 1 a 5, considerada para este tipo de análisis, donde se evaluaron: • “Color” • “Olor” • “Sabor” • “Textura” • “Aceptabilidad” 56 CAPÍTULO IV 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 4.1. Interpretación de resultados 4.1.1. Propiedades bromatológicas de la