Diseño del proceso de extrusión para la elaboración de un suplemento nutricional con base en la mezcla amaranto, quinua, chocho y avena

Abstract

El objetivo del presente trabajo fue la obtención de un suplemento nutricional a partir de la mezcla de harinas extruidas de amaranto, quinua, chocho y la adición de avena. Se utilizó un extrusor marca Brabender modelo No. 825602, dotado de un barril de diámetro 1,9 cm, relación L/D: 20/1 (longitud/diámetro), tres zonas de calentamiento con controles individuales y rangos de 0 - 300 ºC, control de velocidad de giro del tornillo (0 a 250 rpm) y registrador de esfuerzo cortante. El tornillo utilizado posee una relación de compresión de 3:1 y la boquilla de descarga de diámetro 3 mm. Al evaluar los índices de expansión (E), solubilidad en agua (ISA), absorción de agua (IAA) y poder de hinchamiento (PH) en las muestras extruidas se determinaron las condiciones de procesamiento adecuadas para las materias primas. El amaranto fue extruido con humedad del 14 %, velocidad de giro del tornillo de 60 rpm y perfil de temperatura de 120 °C - 160 °C - 180 °C. La extrusión de quinua se realizó con humedad del 14 %, velocidad de giro del tornillo de 80 rpm y perfil de temperatura de 120 °C -140 °C - 180 °C. El chocho se procesó con humedad del 10 %, velocidad de giro del tornillo de 130 rpm y perfil de temperatura de 30 °C - 60 °C - 200 °C. Mediante el cálculo del cómputo químico se determinó que los porcentajes de harinas necesarios para alcanzar una complementación aminoacídica adecuada son: amaranto 35 %, quinua 35 %, chocho 15 % y avena 15 %. Se saborizó la mezcla y se envasó el producto en bolsas de polipropileno termosellable. La caracterización física del producto mostró una densidad de 0,65 g/cm3, consistencia de 28,83 cm/min y color similar al observado en suplementos encontrados en el mercado. La caracterización química mostró una composición formada principalmente por carbohidratos con un 72,74 %, proteína con un 14,11 % y extracto etéreo con un 7,25 %. Se realizaron análisis de estabilidad en condiciones aceleradas y ambientales y se determinó que el tiempo de vida útil del suplemento es de 31 semanas. La estimación de costos de producción del suplemento a nivel de planta piloto se realizó con base en el balance de masa y energía, y se encontró que el costo de producción de 1 kg de producto es de 6,41 dólares.