Efecto del diámetro de partícula en las propiedades funcionales del polvo de peciolo de brócoli (Brassica oleracea L.)
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Ramirez-Tixe y Salazar-Irrazabal (2021). Efecto del diámetro…
Revista Ciencia Nor@ndina 4(1): 4-13 (2021) e-ISSN: 2663-6360
10.37518/2663-6360X2021v4n1p4 p-ISSN: 2707-9848
Efecto del diámetro de partícula en las propiedades funcionales del polvo de
peciolo de brócoli (Brassica oleracea L.)
Effect of particle diameter on functional properties of broccoli peciol powder (Brassica oleracea L.)
Edson E. Ramirez-Tixe 1* Mariana D. Salazar-Irrazabal 2
RESUMEN
El incremento de enfermedades como cáncer de colon, diabetes e hipercolesterolemia
aumentaron el consumo de productos funcionales y nutracéuticos. Los residuos agrícolas son una
oportunidad para la industria alimentaria debido a su contenido de compuestos bioactivos y fibra
dietaría permitiendo ofrecer productos procesados con buenas características sensoriales y más
saludables. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar el efecto del diámetro de partícula en las
propiedades funcionales del polvo de peciolo de brócoli: Se hizo selección del peciolo, lavado,
cortado, secado, molienda, tamizado y almacenado del polvo con diámetro de 279 (T1); 177 (T2);
149 (T3) y 74 (T4) µm de partícula; las propiedades funcionales evaluadas del polvo fueron
capacidad de solubilidad, capacidad de retención de agua, capacidad de solubilidad, capacidad de
hinchamiento y capacidad de absorción de aceite. El polvo presentó humedad de 10,4%; proteína
de 3,88%; lípido de 2,65%; ceniza de 3,56%, fibra cruda de 5,65 %; carbohidrato de 73,86%;
acidez (% ácido láctico) de 0,225; pH de 6,1 y fibra dietaría total de 3,8%. Se encontró efecto del
diámetro de partícula en las propiedades funcionales del polvo, la partícula con diámetro de 74
µm presentó mayor capacidad de solubilidad (8,68%) y capacidad de hinchamiento (5,2 ml/g
m.s), partícula con diámetro de 297 µm presentó mayor capacidad de retención de agua (16,72 ml
de agua/g m.s) y capacidad de absorción de aceite (4,82 ml/g m.s.).
Palabras clave: residuos agroindustriales, productos funcionales, harina y fibra dietaría.
ABSTRACT
The increase in diseases such as colon cancer, diabetes and hypercholesterolemia increased the
consumption of dietary fiber. Agricultural waste is an opportunity for the food industry due to its
content of bioactive compounds and dietary fiber, allowing it to offer processed products with
good sensory characteristics and healthier. The objective of this work was to evaluate the effect
of the particle diameter on the functional properties of broccoli petiole powder (Brassica
oleracea L.). The methodology used was: petiole selection, washing, cutting, drying, grinding,
sieving and storing the powder with a diameter of 279 (T1); 177 (T2); 149 (T3) and 74 (T4) µm
of particle; the evaluated functional properties of the powder were solubility capacity, water
retention capacity, solubility capacity, swelling capacity and oil absorption capacity. The broccoli
1
Universidad Nacional Autónoma de Chota, Cajamarca, Perú. * Autor corresponsal [e-mail: erth-335@hotmail.com]
2
Universidad Nacional de Huancavelica, Acobamba, Perú
1Ramirez-Tixe y Salazar-Irrazabal (2021). Efecto del diámetro…
petiole powder presented the chemical composition as: humidity of 10.4%; 3.88% protein; 2.65%
lipid; ash 3.56%, crude fiber 5.65%; 73.86% carbohydrate; acidity (% lactic acid) of 0.225; pH of
6.1 and total dietary fiber of 3.8%. An effect of the particle diameter was found on the functional
properties of the powder, a particle with a diameter of 74 µm presented greater solubility capacity
(8.68%) and swelling capacity (5.2 ml / g ms), a particle with a diameter of 297 µm presented
higher water retention capacity (16.72 ml of water / g m.s) and oil absorption capacity (4.82 ml /
g m.s).
Keywords: agroindustrial waste, functional products, flour and dietary fiber.
INTRODUCCIÓN 2017), y de este residuo el 20% están
conformado por la parte no comestible
La necesidad de alimentos funcionales en el (Rimestad, et al., 2017), que podrían usar en
mercado requiere nuevas fuentes, que otros procesos. Estos residuos tienen el
cumplan requerimientos nutricionales y potencial de utilizarse como ingredientes
propiedades funcionales para ser incorporados funcionales para mejorar los valores
en la industria de alimentos. Los subproductos nutricionales de diferentes productos
agrícolas se han convertidos en una buena alimenticios (Berndtsson et al., 2020), su
oportunidad para su aprovechamiento por su aprovechamiento es mediante el
contenido de nutrientes, compuestos fraccionamiento de partículas que permite
funcionales, bioactivos y fibra dietaría modular el rendimiento tecnológico y
(Hincapié et al., 2014). La fibra dietaría están fisiológico de diferentes harinas y polvos
consideradas como análogos de los (Tsatsaragkou et al., 2017, De La Hera et al.,
carbohidratos compuestos por polisacáridos, 2014), se ha demostrado que el tamaño de
oligosacáridos, lignina y sustancias asociadas partícula afecta las propiedades fisicoquímicas
a las plantas que son resistente a la digestión y y funcionales del polvo proveniente de
absorción en el intestino delgado y en el vegetales (Betoret & Rosell, 2020),
intestino grueso tienen fermentación parcial o confiriendo un sabor, apariencia, estabilidad,
completa (Dhingra et al., 2012), su consumo procesabilidad y funcionalidad del producto
recomendado para mujeres es de 12 a15 g/día final (Horiba, 2020). Este trabajo tuvo como
y para varones de 16,5 a19,4 g/día, las cuales objetivo evaluar el efecto del diámetro de
deben ser de diferentes fuentes (Miller, 2014), partícula en las propiedades funcionales del
sus efectos fisiológicos están relacionados con polvo de peciolo de brócoli (Brassica
el tratamiento del estreñimiento y la oleracea L.).
prevención del cáncer de colon (Martinez et
al., 2015). MATERIALES Y MÉTODOS
El brócoli es una hortaliza con excelente
fuente de hierro, fósforo, vitaminas A, C y B2 La investigación se realizó entre los meses de
(Ülger et al., 2018), presenta residuos de diciembre del 2018 a octubre del 2020. Los
cosechas como los pedúnculos florales, las residuos de brócoli (peciolo y hoja) fueron
hojas, el peciolo y la raíz (Ordiales et al., recolectados inmediatamente después de
2017); siendo que los pedúnculos florales que cosechada la inflorescencia, en áreas agrícolas
contienen gran cantidad de fibra insoluble y del centro poblado de Huaracayo, provincia de
bajas cantidades de fibra soluble (Schäfer et Tarma, región de Junín; ubicados en latitud -
al., 2017); estos residuos pueden representar 11,35315, longitud -75,62747 y altitud 2931
hasta el 27% generados en el proceso de msnm. Los peciolos fueron separadas de las
comercialización (Martínez & Quintero, hojas, desinfectados con hipoclorito de sodio a
2Ramirez-Tixe y Salazar-Irrazabal (2021). Efecto del diámetro…
120 ppm, lavados con abundante agua fría, fueron sometidas a proceso de molienda y
escurridas, secados al medio ambiente por 30 tamizados (Figuras 1-d y e) según diámetro de
min y almacenadas. Para la obtención del 279 (T1); 177 (T2); 149 (T3) y 74 (T4) µm de
polvo, el peciolo fue cortado promedio de 4 x partícula, luego fueron almacenadas en bolsas
1 x 0,3 cm (Figura 1-b) y secado en estufa hasta el momento de su análisis, como se
(marca: BINDER, modelo: FED 115) a muestra en la Figura 1.
temperatura de 60 ºC por 18 h; las muestras
Figura 1. Proceso de obtención y evaluación de las propiedades funcionales del polvo de peciolo
de brócoli. a) Residuo de brócoli, b) Peciolo fresco, c) Peciolo seco, d) Molienda, e)
Polvo de peciolo y f) Propiedades funcionales.
Caracterización de la materia prima. Los del polvo soluble (Wf) por diferencia de
métodos de análisis de la composición pesó según metodología de Lajolo et al.,
química del peciolo fresco y polvo fueron: (2001). La CS se determinó aplicando la
para proteína UNE–EN ISO 5983–2, lípido ecuación 1:
UNE 64021 1970, humedad UNE 64015
1971, ceniza UNE 64019 1971, fibra NMX-F- ( )
090-1978 y la fibra dietaría total según
metodología del AOAC 985.29. Donde: CS- capacidad de solubilidad (%)
Propiedades funcionales b. Capacidad de retención de agua (CRA).
a. Capacidad de solubilidad (CS). Se pesó Se pesó 0,3 g de polvo (Wi) en tubos de
0,8 g (Wi) de polvo en tubo de ensayo y ensayo para ser mezclados con 10 mL de
mezcladas con 10 mL de agua destilada a agua destilada a temperatura ambiente, se
temperatura de 18 °C, luego se dejó en agitó y se dejó reposar por 24 h
reposo por 30 min para posteriormente posteriormente se centrifugó a 3000 rpm
centrifugar a 3000 rpm por 30 min, el por 10 min para retirar el sobrenadante y
sobre nadante se colocó en placa petri se pesó el sedimento (Wf) (Hincapié et al.,
previamente pesada; luego se llevó a 2014). La CRA se calculó mediante la
estufa a 80 °C por 1 h, se obtuvo el peso ecuación 2:
3Ramirez-Tixe y Salazar-Irrazabal (2021). Efecto del diámetro…
tubos de ensayo y mezcladas con 10 mL
[ ] de aceite girasol y se dejó reposar por 24
horas, posteriormente se centrifugó a 3000
Donde: CRA (capacidad de retención de rpm por 10 min y el sobrenadante se retiró
agua), Wf (peso del sedimento) y Wi y se pesó el sedimento (Wf) (Lajolo et al.,
(peso de la muestra del polvo) 2001). La CAA se calculó mediante la
ecuación 4:
c. Capacidad de hinchamiento (CH). Se
determinó midiendo el volumen que gana
la muestra después de alcanzar un
Donde: CAA- Capacidad de adsorción de
equilibrio con un exceso de disolvente en
aceite, Wf- peso de la muestra
agua. Para ello, se pesaron 2 g de muestra
sedimentada, Wi- peso de la muestra.
las que fueron depositadas en una probeta
de 25 ml y medida el volumen (Wi), se Análisis estadístico. Se utilizó el diseño
adicionó 10 ml de agua destilada y se agitó completamente al azar (DCA) con cuatro
por 10 min luego se dejó en reposo tratamientos, con tres repeticiones para
durante 24 h a temperatura ambiente para evaluar el efecto del diámetro de las partículas
medir el volumen (Wf) (Lajolo et al., del polvo, los datos obtenidos fueron
2001). La CH se calculó mediante la analizados con la comparación de medias de
ecuación 3: Tukey (p> 0,05). El software utilizado fue
Minitab 19.
[ ]
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Donde: CH-capacidad de hinchamiento,
Wf -volumen de la muestra después de Composición química. Los resultados del
las 24 h, y Wi- volumen de la muestra peciolo fresco y polvo se muestran en la Tabla
1, dichos resultados presentaron diferencia
d. Capacidad de Adsorción de Aceite significativa entre las medias (p>0.05).
(CAA). Se pesó 1 g de polvo (Wi) en
Tabla 1. Composición química del peciolo fresco y polvo de peciolo de brócoli.
Componente Fresco Polvo
Humedad (%) 89,03 ± 0,96a 10,4 ± 1,04b
Proteína (%) 2,3 ± 0,44a 3,88 ± 0,61b
Lípido (%) 0,4 ± 0,36a 2,65 ± 0,76b
Ceniza (%) 0,88 ± 0,71a 3,56 ± 0,52b
Fibra cruda (%) 2,7 ± 0,33a 5,65 ± 1,6b
Carbohidrato (%) 4,69 ± 0,98a 73,86 ± 0,81b
Energía (Kcal/100 g) 31,56 ± 1,96a 334,81 ± 2,96b
Acidez (% ácido láctico) 0,18 ± 0,26a 0,225 ± 0,16a
pH a 20 °C 6,32 ± 0,61a 6,1 ± 0,41a
Fibra dietaría total (g/100g) - 3,8 ± 0,99
Medias con diferentes letras en la misma fila señalan que existen diferencia significativa por la prueba de
Tukey (pRamirez-Tixe y Salazar-Irrazabal (2021). Efecto del diámetro…
La humedad del polvo fue superior al (Slavin & Lloyd, 2012), liberando agua
reportado por Madhu & Kochhar, (2014), debido al rompimiento de la estructura celular.
quienes encontraron de 1,2% para polvo de la
florescencia de brócoli y ligeramente superior No se encontró diferencia significativa
(9%) a lo recomendado para polvo de fibra entre el pH del peciolo fresco y el polvo, estos
dietética comercial (Larrauri, 1999), la datos son inferiores a lo reportado por Artes et
diferencia podría relacionarse al proceso de al., (2000) con pH de 6,5 para polvo de
secado y las variedades de las muestras florescencia, la diferencia con el autor podría
analizadas (Hincapié, et al., 2010). El deberse a la especie, cultivar, tipo de suelo y
contenido de carbohidrato fue superior a lo clima (Verkerk et al., 2008). La fibra dietaría
reportado por Dos Reis et al., (2015) y Madhu fue inferior a lo reportado por Madhu &
& Kochhar, (2014) quienes reportaron para Kochhar, (2014) donde encontraron 4,5 g para
polvo de florescencia de 21,79% y hojas de florescencia y 5,6 g para hojas de brócoli;
13% de brócoli. La concentración de proteína siendo una fuente importante de fibra dietaría
fue inferior a lo reportado por Dos Reis et al., recomendada por la OMS, (2021) el consumo
(2015) de 21,79% para polvo de florescencia. mínimo de 400 g/día para la prevención de
La concentración de lípido fue similar a lo enfermedades crónicas, así como para la
reportado por Dos Reis et al., (2015) de 2,56% prevención y el alivio de varias deficiencias de
para el polvo de la florescencia, estas micronutrientes provenientes de fuentes de
diferencias podrían relacionarse con la frutas y las hortalizas.
variedad de la muestra y el tratamiento de
muestras. Muchas de estas diferencias Efecto del diámetro de partícula en las
encontradas en los macronutrientes, estaría propiedades funcionales. Se evaluó las
relacionada con la propiedad de perder agua propiedades funcionales del polvo de peciolo
presente en las hortalizas, debido al a diferentes tratamientos cuyos resultados se
procesamiento (Dos Reis et al., 2015), como: muestran en la Tabla 2.
cocinar, secar, picar o mezclar en poscosecha
Tabla 2. Propiedades funcionales del polvo de peciolo de brócoli. Capacidad de solubilidad (CS),
Capacidad de retención de agua (CRA), Capacidad de hinchamiento (CH) y Capacidad
de Adsorción de Aceite (CAA):
CS CRA CH CAA
Tratamiento
% ……………..….ml /g m.s………………..
T1 3,39 ± 0,9a 16,72 ± 1,02a 4,12 ± 0,8a 4,82 ± 1,05a
T2 4,34 ± 0,87a 16,09 ± 0,87ab 3.94 ± 0,64a 4,26 ± 0,92a
T3 7,43 ± 0,93b 15,38 ± 1,12ab 4,24 ± ,93a 3,82 ± 0,98a
T4 8,68 ± 1,10b 14,65 ± 1,14b 5,2 ± 0, 85a 3,4 g ± 1,07a
Medias con diferentes letras en la misma fila señalan que existen diferencia significativa por la
prueba de Tukey (pRamirez-Tixe y Salazar-Irrazabal (2021). Efecto del diámetro…
contenido de fibra dietaría insoluble (Serna- La capacidad de absorción de aceite (CAA).
Cock, et al., 2015), esta propiedad está El rango fue de 3,4 a 4,82 ml de aceite/g m.s
relacionado con el área superficial de la no se encontró relación con el diámetro de
partícula (Dickmann et al., 2016); la partícula, estos datos son superior a lo
microestructras, superficie amorfa o cristalina reportado por Nguyen, et al., (2015) para
(Shea et al., 2012). polvo de soja de 0,698 g de aceite/g m.s y
similar a lo reportado por Serna-Cock et al.,
Capacidad de retención de agua (CRA). Se (2015) para residuos de cáscara de mango de
encontró efecto del diámetro de partícula 3,2 g de aceite /g m.s cuyo diámetro fue de
(pRamirez-Tixe y Salazar-Irrazabal (2021). Efecto del diámetro…
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Recibido: 23-02-2021 Aceptado: 08-04-2021 Publicado: 21-05-2021
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