Optimización de cup cakes andinos con diseño factorial

Optimización de la Elaboración de un Cup Cake utilizando un Diseño
Factorial a partir de Harina de Quinua, Cañihua y Maíz
Chilón, Mamani, Tomas
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Factorial a partir de Harina de Quinua, Cañihua y Maíz.
Fanny Chilón Huamán, Rosmery Mamani Rodríguez, Bill Tomas Aliaga
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RESUMEN
El objetivo del presente artículo es determinar la mezcla optima de Harinas sucedáneas en la elaboración de
cup cake que incluya harina Quinua, Cañihua y Maíz, utilizando para ello el método de Diseño Factorial (DCA) y
desarrollar un postre dulce sin gluten y de alto contenido proteico como alternativa para personas celiacas. Se
realizó la sustitución de la harina por harinas sucedáneas como la harina de Quinua 100g-60g, harina de Cañihua
80g-100g y harina de Maíz 70g-90g. Para optimizar el producto se evaluaran las características sensoriales: Sabor,
Textura, Color, Humedad y físicas: Volumen de cup cake, aplicando una escala hedónica no estructurada de 9
puntos que fue realizada a 10 panelistas semientrenados. Los resultados obtenidos del ANOVA muestran el p
(p<0.2) y la regresión R2
, la mezcla optima se determina por regresión lineal interacción, fue ajustado con el valor
de R2
: 0.8642, 0.838 - 0.7061, 0.9777, 0.5848 y 0.9765 para humedad, volumen – volumen especifico, textura, color
y sabor respectivamente. El producto con mejor calificación sensorial fue utilizado la mezcla de 70g de harina de
maíz, 80g de harina de Cañihua y 60g de harina de quinua. Observando en la mezcla característica sensorial
aceptable. Se obtuvo significancia p<0.2 en los volúmenes (modelos lineal), en la textura (modelos lineal
interacción), en el color (modelo lineal) y en el Sabor (modelo lineal y lineal interacción). Por lo cual se concluye
que el sabor tuvo mejor significancia con respecto a la sustitución de harinas.
Palabras clave: Diseño Factorial, cup cake, optimización, harina sucedánea, Quinua, Cañihua, Maíz, evaluación
sensorial.
ABSTRACT
The objective of this article is to determine the mix optima of meal replacements in the elaboration of cup cake
that includes flour Quinoa, cañihua and maize, using for this purpose the Factorial Design (DCA) and develop a
sweet dessert gluten free and high protein content as an alternative for people celiacas. Was the replacement of
the flour per meal replacements as the flour of Quinua 100g-60g, flour of Cañihua 80g-100g and corn flour 70g-
90g. To optimize the product to evaluate the sensory characteristics: flavor, texture, color, moisture and physical:
Volume of cup cake, applying a scale Hedonics is not structured in 9 points that was made to 10 panelists
semientrenados. The results of the ANOVA show the p (p<0.2) and the regression R2, the mixture optima is
determined by linear regression interaction, was adjusted to the value of R2: 0.8642, 0.838 - 0.7061, 0.9777, 0.5848
and 0.9765 for humidity, Volume - Volume specific, texture, color and flavor respectively. The product with the best
rating sensory was used the mixture of 70g of corn flour, 80g of flour of Cañihua and 60g of flour of quinua. Noting
in the characteristic mixture sensory acceptable. It was obtained significance p<0.2 on the volumes (models
linear), in the texture (models linear interaction), in the color (linear model) and taste (linear model and linear
interaction). By which it is concluded that the taste had better significance with regard to the replacement of the
flours.
Keywords: Factorial design, cup cake, optimization, substitute flour, quinoa, Cañihua, maize, sensory
evaluation.

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1. INTRODUCCIÓN
La quinua, Cañihua y maíz son granos andinos que por
su alto valor nutricional, hoy en día se le está buscando
nuevas aplicaciones en la industria alimentaria, y que
mejor manera aplicarlo en la panadería como sustituto de
aditivos químicos para el mejoramiento de las harinas de
panificación, aprovechando que es un producto natural y
que se puede producir a nivel nacional, bajando los
costos que acarrea la importación de productos químicos.
La diversidad de alimentos en nuestro país es una de las
tantas maravillas que tenemos los peruanos. Los cereales
andinos actualmente están siendo reconocidos a nivel
nacional y mundial por su delicioso sabor y beneficios
para la salud. Los más destacados son la Quinua, la
Kiwicha, Cañihua, amaranto, alimentos que formaban
parte de la dieta de los Incas y que actualmente se comen
a nivel mundial. Reconociendo su alto valor nutricional,
está comenzando a difundir de forma masiva, para
revalorar los recursos naturales nativos del Perú, está
logrando que los cereales andinos lleguen a más hogares
IPGRI, PROINPA e IFAD. (2005).
La quinua (Chenopodium quinoa Willd.) es un alimento
doméstico en América del sur andino, es principalmente
un cultivo de grano, se cosecha y consumen de manera
similar a los de granos de cereales, aunque las hojas
también se utilizan como hortaliza. La quinua fue
domesticada por antiguas civilizaciones andinas de la
región que rodea a Bolivia y el Altiplano peruano
(Altiplano). (Gandarillas,1968) examinó la diversidad
genética de variedades de quinua y encontró que la
mayor diversidad es nativa a un área entre Perú, Cuzco y
Potosí, Bolivia, con el mayor número de variedades
criollas que se encuentra en la zona del Altiplano que
rodea el lago Titicaca en Bolivia y Perú. (Gandarillas,
1974) .Hay un consenso es centro de que la quinua de
origen en el Altiplano andino y que el área de cultivo
antiguo se extiende desde el Altiplano andino a las
regiones de Bolivia, Perú, Ecuador, norte de Chile y
Colombia (National Research Council. 1989).La quinua
ha sido utilizada en la alimentación de las poblaciones
andinas desde tiempos protohistóricos. La razón para ello
es su valor nutricional, es principalmente terapéutico,
reconocido a través de una experiencia milenaria. En la
dieta de los pueblos antiguos de América, la quinua fue el
reemplazo prioritario, o a veces exclusivo, de las
proteínas animales. En efecto, el consumo de leche,
carne y huevos no ha sido tradicional ni común en las
poblaciones campesinas. En muchas áreas, la quinua es
aún el principal componente proteico de la dieta. (Tapia.
1979).
La Cañihua (Chenopodium pallidicaule, Aellen) planta de
origen y domesticación andina, cultivada y consumida
tradicionalmente desde hace mucho tiempo atrás, por las
comunidades campesinas de los Andes; es considerado
como un cultivo estratégico no solo para el sustento en la
alimentación por sus excelentes propiedades alimenticia,
energéticas y medicinales, sino más bien para toda una
población carente y creciente de necesidades alimenticia
y nutricionales. (Juan.2007).
Sin embargo para llegar a la calidad que exige el
consumidor demanda de la optimización de
formulaciones, sensoriales pero minimizando costos de
producción. Actualmente diversos tipos de alimentos
carecen de la caracterización sensorial, las cuales
permite determinar las posibles causas de aceptación o
rechazo por parte de los consumidores. La evaluación
sensorial es una disciplina empleada para medir, analizar
e interpretar las características de los alimentos a través
de los sentidos humanos (Martínez-Cáceres 2006).se
caracteriza por contener proteínas de alto valor biológico,
mayor que el de la quinua, además de fibra. Es un
alimento considerado nutracéutico o alimento funcional,
con un elevado contenido de proteínas (15.7% a 18.8%)
y una proporción importante de aminoácidos esenciales,
entre los que destaca la lisina (7.1%), aminoácido escaso
en los alimentos de origen vegetal, que forma parte del
cerebro humano. Esta calidad proteica en combinación
con un contenido de carbohidratos del orden del 63.4% y
aceites vegetales del orden del 7.6%, la hacen altamente
nutritiva. También concentra grandes proporciones de
calcio, magnesio, sodio, fósforo, hierro, zinc, vitamina E,
complejo vitamínico B; por lo que los nutricionistas la
comparan con la leche. El grano también tiene alto nivel
de fibra dietética, y grasas no saturadas. Considerándose
a esta especie como uno de los componentes
estratégicos de la seguridad alimentaria, del cual se
podrían elaborar productos innovadores en la industria
alimentaria. (Huamán C. Francisco S. 2012).
El maíz (Zea mayz), es un cereal cuya composición en el
grano, la zona del endospermo contiene proteína 8%,
fibra cruda 2.7% ceniza 0.34%, almidón 87.6% y azúcar
0.62%.(FAO, 2001). La harina de maíz es obtenido del
grano de maíz, mediante un proceso de molienda durante
el cual se pulveriza el grano hasta que alcance un grado
apropiado de finura, se le quite el salvado y el germen. El
contenido de humedad es 15.0% como máximo, ceniza
1% máximo, proteína 7.0% mínimo (Codex, 1985).
Martínez (1983) menciona en el estudio realizado con
harina de maíz, donde sustituyo harina de trigo por harina
maíz en productos de panificación, se determinó que no
hubo diferencia significativa entre los tratamiento con 5%
y 15% de sustitución.
Determinar la mezcla optima de Harinas sucedáneas en
la elaboración de cup cake que incluya harina Quinua,
Cañihua y Maíz, utilizando para ello el método de Diseño
Factorial (DCA) y desarrollar un postre dulce sin gluten y
de alto contenido proteico como alternativa para personas
celiacas.

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Análisis Sensorial
El análisis sensorial de los alimentos se lleva a cabo de
acuerdo al caso con diferentes pruebas, según la finalidad
para la que se efectúe (Anzaldúa. 1994). Hay dos
categorías principales de pruebas sensoriales para
consumidores: pruebas de diferencia y pruebas de
aceptación/preferencia. Para esto, se deben usar las
pruebas apropiadas, bajo condiciones adecuadas, para
que los resultados se interpreten correctamente. Todas
las evaluaciones se deben llevar a cabo bajo condiciones
controladas, preferiblemente en cabinas individuales, con
luz, sin ruido y temperaturas controladas para minimizar
las distracciones y otros factores psicológicos adversos
(Vaclavik, 2002).
2. MATERIAL Y MÉTODOS
2.1. Materia
2.1.1. Lugar de Ejecución
El Desarrollo de este trabajo se realizó en el Laboratorio
del Centro de Investigación en Tecnología de Alimentos
(CITAL) de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura de la
Universidad Peruana Unión, Lima.
2.1.2. Materia Prima
La materia prima utilizada fue harina de quinua, Cañihua
y maíz provenientes de la Provincia de Cusco. Los cuales
fueron obtenidos en harinas que fueron recepcionadas y
almacenadas en un ambiente adecuado.
2.1.3. Insumos
 Azúcar (150g)
 Huevos (100g)
 Leche (100g)
 Margarina (125g)
 Polvo de hornear (5g)
2.2. Métodos y técnicas empleadas
2.2.1. Fase Experimental
En el trabajo se realizaron Cup Cakes con dos diferentes
niveles expresados en gramos y tres factores que son la
harina de Quinua, harina de Cañihua y harina de Maíz.
2.2.2. Formulación utilizada para la elaboración del
Cup Cake
Se escogieron dos formulaciones en la Tabla 1, donde se
observa los variantes en gramos de la Harina de Quinua,
Harina de Cañihua y Harina de Maíz.
Tabla 1 Formulación para Cup Cake de 50g cada uno, con
una proporción de sustitución en N1 y N2
INGREDIENTES N1 N2
Harina de Quinua 100 g 60 g
Harina de Cañihua 80 g 100 g
Harina de Maíz 70 g 90 g
Azúcar 150 g 150 g
Huevos 100 g 100 g
Margarina 125 g 125 g
Leche 100 g 100 g
Polvo de hornear 5 g 5 g
2.2.3. Proceso de Elaboración del Cup Cake
Las etapas realizadas para la elaboración del Cup Cake
se describen a continuación:
Recepción: A las harinas se le determino la humedad,
ceniza. Según AOAC (1990). Las harinas fueron
almacenadas en ambientes secos en sacos. Las grasas,
los huevos y la leche fueron colocados en la refrigeradora
y el polvo de hornear en un ambiente adecuado, hasta su
posterior uso.
Acondicionado: La materia prima a usar en la elaboración
del Cup Cake se pesó, tamizaron adecuadamente en
función a grasas, seca y líquida. Las harinas a utilizar se
mezclaron en proporciones establecidas por el diseño
factorial en función de las tres formulaciones, para ser
luego adicionados en el proceso de mezclado.
Cremado: Se mezcló la margarina y azúcar hasta formar
una pasta homogénea que doble su volumen por un
tiempo de 20min.
Mezclado: Se incorporó a la mezcla cremada huevo en
forma intercalada con harina (previamente tamizada) de
Tal manera que los líquidos primero para completar el
proceso de emulsión de los huevos por un tiempo de 5-
10min, luego se agregó el polvo de hornear.
Moldeado: Se colocó la mezcla homogénea dentro de los
moldes previamente engrasados, pesados y rotulados
con códigos de tratamiento.

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Horneado: Temperatura de 120°C por un tiempo de 50
minutos.
Desmoldado: Después de ser horneado los moldes se
retiran del horno, se desmoldan y se colocan en una
superficie plana, para no dañar la estructura del producto.
Enfriado: Reposo hasta que el producto alcance la
Temperatura del ambiente, con los cuidados adecuados
para que el producto no se contamine.
Cortado: Cuidadosamente para no romper la estructura
física del cake.
Envasado: En bolsas de polietileno de alta densidad,
sellados y etiquetados.
Almacenados: se almaceno en un ambiente adecuado.
Pesado
Cremado
Mezclado 1
Mezclado 2
Horneado
Moldeado
Mezclado 3
Enfriamiento
Almacenamiento
Margarina y azúcar (20 min)
Huevos (batir por 5 min)
Leche (batir por 3 min)
Harinas (previamente tamizado),
polvo de hornear.
(Moldes de metal con pirotines)
(120°C por 50 min)
(25°C por 45 min)
Desmoldeado
Cortado
Envasado(Bolsas de politileno)---- 30 s
(2 min)
(1 min)
Recepción de Materia Prima
Diagrama de flujo del proceso de elaboración de Cup Cakes (Muñoz, 2010).

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2.3 Analisis de Evaluación Sensorial
2.3.1. Prueba de medición del grado de satisfacción a
través de la escala hedónica verbal para la selección
del Cup Cake de Harina de Quinua y Cañihua
La determinación de la Evaluación Sensorial evaluada, se
realizó a través de una prueba de aceptabilidad por
calificación de escala hedónica de 9 puntos, donde el 9
es me agrada muchísimo y 1 es me disgusta muchísimo.
(Ureña et al., 1999).
Se evaluó las características del producto en función de
sabor, color y textura del cup cake. En la que se consideró
10 panelistas semi entrenados y conocedores del
producto de 18 -25 años. Se les entrego las respectivas
muestras de las ocho formulaciones de los cups cakes.
Las muestras fueron presentadas en forma aleatoria, sin
que el panelista conozca el porcentaje del contenido de
mezcla.
Tabla 2 Escala Hedónica de 9 puntos utilizada para la
evaluación sensorial del sabor, color y textura de la miga en
cup cake.
Puntaje Calificación
9 Me gusta muchísimo
8 Me gusta mucho
7 Me gusta bastante
6 Me gusta ligeramente
5 Ni me gusta, ni me disgusta
4 Me disgusta ligeramente
3 Me disgusta bastante
2 Me disgusta mucho
1 Me disgusta muchísimo
2.4. Analisis Fisicoquímico de la Harina y del Cup
Cake
2.4.1. Determinación de Humedad
Según Método de AOAC 920.12, 1990.
2.5. Diseño Factorial y Analisis estadísticos
Se utilizó el Diseño Factorial con dos niveles (% de
sustitución de harina) y 3 factores (Harina de Quinua,
Cañihua y Maíz) (23
) obteniendo 8 tratamientos, mediante
el programa Minitab 17.
Tabla 3 Diseño Factorial establecido por los % de harina en
sustitución en variación de tres harinas a evaluar
Tratamie
ntos
Harina de
Maíz gr
Harina de
Cañihua gr
Harina de
Quinua gr
1 70 80 60
2 70 80 100
3 70 100 60
4 70 100 100
5 90 80 60
6 90 80 100
7 90 100 60
8 90 100 100
El analisis estadístico ANOVA determino los coeficientes
de correlación para el modelo lineal. El analisis de
regresión R2
de cada modelo sirvió para elegir el más
adecuado, significativo y con mejor ajuste.
3. RESULTADOS Y DISCUSION
La tabla 4 muestra el resultado del analisis fisicoquímicos
de las tres harinas sucedáneas utilizadas para la
sustitución de la harina de trigo.
Tabla 4. Analisis Fisicoquímico de las Harinas
Harinas SS Humedad
Harina de Cañihua 95.05 + 0.99 4.95 + 0.99
Harina de Quinua 92.14 + 0.57 7.86 + 0.57
Harina de Maíz 91.55 + 1.26 8.45 + 1.26
El contenido de humedad inicial para los granos de
quinua y Cañihua estuvo en un promedio de 8%, Mujica
(2001) indica que después del trillado y secado del grano
andino para su almacenamiento, su contenido de
humedad varía de 15 a 12 %. (Gálvez et al., 2005).
Determinaron el porcentaje de humedad del 10% en
harina de maíz lo cual se asemeja a los resultados
presentados en la Tabla 4.
Sin embargo una vez que el grano es procesado se
presenta un contenido de humedad menor al 10% debido
a un período de secado de 72 horas expuestos al
ambiente (18 – 22ºC), este descenso se debe a la

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ausencia del perigonio eliminado en la etapa de lavado
permitiendo una mayor deshidratación (Tapia, et al.
1980). Al comparar con los datos obtenidos en el analisis
fisicoquímico en la tabla 4, coincide con una humedad
menor al 10%.
Los porcentajes de valores acondicionados de humedad
en quinua y Cañihua, se aproximan al valor de 10 %,
dicho porcentaje de humedad fue considerado porque es
el más empleado en los procesos de almacenamiento y
transformación, también como son en los procesos de
extrusión, expandido y laminado (Mujica, 2000).
El parámetro humedad de la harina de Maíz es
importante, porque está relacionado con la vida de
anaquel. Cuando tiene un contenido de humedad del 10
al 12%, son estables frente a la contaminación
microbiana; si esta humedad supera el 12%, el producto
es atacado fácilmente por mohos y levaduras (Meléndez
et al., 2004). Al comparar los resultados obtenidos de la
humedad de la harina del maíz se encuentra en el rango
donde la contaminación microbiana es estable. Por otro
lado, la baja humedad de la harina de maíz puede
contribuir a la conservación fisicoquímica de la misma,
porque retarda la rancidez de los lípidos y reduce la
actividad enzimática, manteniendo estables sus
características por más tiempo (Flores, 2004)
Tabla 5 Diseño establecido por los componentes, respuestas y tratamientos
Para Cheftel (1998) es natural la pérdida del contenido de
agua por evaporación en todos los alimentos durante su
almacenamiento especialmente en productos de
panadería y pastelería; no obstante, un estudio realizado
por Esparza et al. (2005) consideran que es posible
desacelerar este proceso utilizando aislados de proteína
en la formulación, el cual ayuda a la retención de
humedad y mejora la firmeza de la miga.
Un estudio realizado por Mathewson y Pomeranz (1978)
reportaron que una sustitución del 5 al 8% de harina de
trigo por harinas oleaginosas no altera significativamente
el volumen del pan ni modifica el vigor del gluten.
Para un cup cake la formación de su estructura se da
durante la cocción. En la primera etapa de la cocción, el
volumen de la masa se incrementa por la expansión de
las burbujas que es causada por un aumento de la presión
del vapor de agua y aire. Cuando la formación del gel
continuo deprime la expansión de burbujas, el aumento
de presión en las burbujas hace que el gas se suelte.
(Vega A, Miranda M, Vergara J, Uribe E, Puente L,
Martínez E; (2010)
La sustitución parcial o total de harina de trigo por harinas
de otros cereales (por ej. maíz, arroz) en la elaboración
de productos de panificación para distintos grupos
poblacionales, ha sido estudiada por diversos autores
(Reyes, De Palomo.2004 & Bressani;Pedrosa & Dash
2006). Sin embargo, no se han encontrado trabajos de
investigación que utilicen harina de quínua en la
formulación de alimentos para celiacos. (Riera.1992)
Las gomas se asocian con un aumento en el volumen de
pasteles sin gluten porque las enzimas son responsables
de proporcionar diferentes perfiles de viscosidad a los
pasteles (Gelinas, Roy & Guillet.1999).
Los pasteles de alta calidad poseen una variedad de
calidad de atributos tales como altura, volumen,
estructura de miga uniforme, textura, vida útil y tolerancia
a la libra esterlina (Gelinas, Roy & Guillet.1999).
Sandoval y et al., (2012) menciona en su trabajo realizado
sustituyendo con harina de quinua en panificación, que no
hay diferencia significativa en el ancho de los panes
elaborados con diferentes harinas, los productos a partir
de harina compuesta de trigo-quinua, con un 10% de
sustitución, tuvieron la mayor altura y que el porcentaje
de sustitución de harina de trigo entre el 5 -10% con
harina de quinua producen características físicas en las
masas, parecidas a la muestra con harina de trigo. Este
valor se encuentran entre lo establecido en la Tabla 5, el
Tratamientos
Harina
de
Maíz
gr
Harina
de
Cañihua
gr
Harina
de
Quinua
gr
Humedad
Volumen
Textura Color Sabor
Volumen
Volumen
Especifico
1 A 70 80 60 23.38 + 3.58 98.03 + 4.65 1.69 + 0.23 6.90 + 1.73 6.60 + 1.43 6.70 + 1.49
2 B 70 80 100 23.15 + 3.79 94.94 + 3.30 1.38 + 0.12 5.60 + 1.17 5.90 + 1.29 6.00 + 0.67
3 C 70 100 60 21.85 + 3.90 92.97 + 4.57 1.49 + 0.09 6.00 + 1.49 6.00 + 1.41 5.90 + 1.66
4 D 70 100 100 23.45 + 0.13 92.62 + 1.47 1.64 + 0.03 6.00 + 1.89 6.10 + 1.37 5.20 + 1.03
5 E 90 80 60 24.24 + 7.05 96.34 + 2.79 1.68 + 0.03 6.00 + 2.26 6.20 + 1.32 5.20 + 0.92
6 F 90 80 100 18.73 + 1.97 95.36 + 4.17 1.48 + 0.06 5.70 + 1.95 6.10 + 1.73 6.00 + 1.05
7 G 90 100 60 16.99 + 6.32 98.38 + 5.85 1.65 + 0.09 5.40 + 1.84 6.60 + 0.97 5.30 + 1.57
8 H 90 100 100 20.44 + 1.94 93.48 + 4.06 1.35 + 0.11 5.90 + 1.66 6.00 + 1.33 5.50 + 1.08

7
menor peso y la mayor altura para las muestras
sustituidas con harina de quinua al 10% son evidencias
de espacios de aire visibles en la miga, lo cual puede ser
generado por el aumento de la cantidad de azucares
fermentables a partir del almidón, debido a la alta
actividad de alfa amilasas en la harina de quinua (Lorenz
y Coulter, 1991).
Evaluación sensorial
El diseño Factorial (DOE) arrojo 8 tratamientos en función
a combinaciones, para establecer los valores del diseño,
en la tabla 3 se muestra la asignación para cada valor del
diseño factorial.
Luego de haber realizado los 8 tratamientos se obtuvieron
los resultados mostrados en la tabla 5, donde se observa
los valores para humedad, volumen, volumen especifico,
textura, color y sabor. Son la suma promedio de los jueces
evaluados.
La tabla 5, indica que el tratamiento con menor puntaje
obtenido es el tratamiento 8 (H) (mezcla de 90g de harina
de maíz, 100g de harina de Cañihua y 100g de harina de
quinua) mientras que el mayor resultado sensorial es el
tratamiento 1 (A) (mezcla de 70g de harina de maíz, 80g
de harina de Cañihua y 60g de harina de quinua).
Estudio de César et al (2006) demostraron que es posible
la preparación de un pan sin gluten con alta aceptabilidad
sensorial por los consumidores, ya que este estudio
presenta un cierto parecido con la aquel estudio en sus
ingredientes, que es el uso de almidón como trigo
sustituto de la harina, lo que demuestra que su uso puede
proporcionar satisfactorios.
El estudio realizado por Martínez (1983) en el que se
sustituyó harina de trigo por harina de maíz en productos
de panificación, se determinó que no hubo diferencia
significativa entre los tratamientos con 5% y 10% de
harina de maíz. Se encuentra entre lo establecido en la
Tabla 5.
Según Alvarado (2009) para obtener productos con la
textura requerida, es aconsejable recurrir a la utilización
de aditivos mejoradores de este parámetro, pues al
sustituir parcialmente la harina de trigo por otro tipo de
harina, la elasticidad y viscosidad en las masas no es la
misma y pueda no resultar muy agradable para el
consumidor.
Según el estudio realizado por Shogren et al. (2003), la
sustitución máxima de harina de trigo por soya en
productos horneados puede ser de hasta un 30%;
asimismo resaltó que la sustitución completa de la harina
de trigo por 100% de harina de soja es difícil de lograr en
productos de panadería, debido al sabor a haba
resultante y textura densa (Shin et al., 2013).
El analisis del ANOVA fue ajustado a el modelo lineal con
dos interacción, donde se analizaron el valor de la
significación p (p<0.2) con un error de 80% y el coeficiente
de regresión R2
, los que se muestran en la Tabla 7. Los
resultados obtenidos son significativos para las variables
dependientes: Volumen, Textura, Color y Sabor, mientras
que para Humedad no es significativo, sin embargo para
evaluar la influencia de cada variable dependiente en la
utilización de las harinas sucedáneas es útil trabajar con
el valor de la regresión, se optó escoger así el modelo
lineal interacción por su alto valor de R2
, iguales a:
0.8642, 0.838 - 0.7061, 0.9777, 0.5848 y 0.9765 para
humedad, volumen – volumen especifico, textura, color y
sabor respectivamente.
Tabla 6 Analisis de ANOVA y R2 para las variables dependientes con sus respectivos modelo
Evaluación del Diagrama de Contorno generadas para
cada variable dependiente
La influencia de las harinas de Quinua, Cañihua y Maíz
sobre las características evaluadas en el cup cake
observadas en los Diagramas de Contorno es
representada por la región de interés de máxima
aceptación. Para la evaluación de los gráficos generados
se optó por trabajar con el modelo lineal interacción
debido a los valores obtenidos en la tabla 7 respecto a la
regresión.
Modelo
Humedad
Volumen
Textura Color Sabor
Volumen
Volumen
Especifico
p R2 p R2 p R2 p R2 p R2 p R2
Lineal 0.39 0.4729 0.148 0.6022 0.166 0.4232 0.318 0.3816 0.16 0.4398 0.228 0.483
Lineal
interacción
0.372 0.8642 0.46 0.838 0.628 0.7061 0.205 0.9777 0.686 0.5848 0.156 0.9765

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Figura 1 Diagrama de Contorno para la variable Humedad
Se observa en la Figura 1, que existe más perdida de
humedad del producto final cuando la proporción de
harina de Cañihua y Quinua es baja en sustitución, debido
a que la proteína tiene la capacidad de asimilar agua y
luego en el proceso de horneado este se evapora con
facilidad dejando al producto final seco, el contenido de
sustitución de las harinas Maiz es baja y para la harina de
Quinua es alta para obtener un cup cake con alto
contenido de humedad, sin embargo con las presencias
de las harinas de Maiz y Cañihua se observa que al
sustituir gramos de 70g y 80g el cup cake retiene más
contenido de humedad, tal vez debido a las partículas de
almidón que contiene el Maiz (75%) asimilan el agua se
gelatinizan para luego ser liberados en poca cantidad en
el proceso de horneado logrando tener un producto final
húmedo, de igual forma existe la perdida de agua,
dándose en menor cantidad. El contenido de humedad de
un alimento indica la estabilidad y la calidad del producto
final (Pomeranz y Meloan 1994) la humedad es favorable
atributo sensorial en productos horneados porque es
sinónimo de suave y blando producto.
La asimilación de agua lo hacen las harinas por medio del
almidón dañado. Singh et al., (2007) menciona que
durante la molienda el granulo de almidón se daña
permitiendo la mayor absorción de agua y ataque
enzimático, incrementando la generación de gas y
aumentando la coloración de la corteza.
Figura 2 Diagrama de Contorno para la variable Volumen
El Volumen en la Figura 2, representa el grado de
distancia hacia arriba, se ve una tendencia positiva de
obtención de mayor volumen cuando se utiliza menor
cantidad de harina de Cañihua y harina de Quinua en
sustitución, harina de Maíz mayor cantidad y harina de
Quinua en menor cantidad y cantidades menores para las
harinas de Maíz y Cañihua.
Se puede suponer que se obtiene un mejor volumen
cuando se sustituye en menor contenido de harinas, la
harina de Cañihua a 80g, la harina de Quinua a 60g y la
harina de Maíz a 70g de sustitución.
El volumen de la miga es una de las características más
importantes en un producto de panificación. Este
parámetro relaciona la percepción de un producto ligero,
pero no denso, ya que existe una relación entre la
densidad y el volumen de la miga (Hathorn et al., 2008)
Figura 3 Diagrama de Contorno para la variable Volumen
Especifico
El Volumen Específico en la Figura 3, se observa la
obtención de mayor volumen Específico cuando se utiliza
menor cantidad de harina de Cañihua y harina de Quinua
H. Quinua 80
H. Cañihua 90
H. Maiz 80
Hold Values
H. Cañihua*H. Quinua
10090807060
100
95
90
85
80
H. Maiz*H. Quinua
10090807060
90
85
80
75
70
H. Maiz*H. Cañihua
10095908580
90
85
80
75
70
>
–
–
–
–
< 19
19 20
20 21
21 22
22 23
23
Humedad
Contour Plots of Humedad
H. Quinua 80
H. Cañihua 90
H. Maiz 80
Hold Values
10090807060
100
95
90
85
80
H. Maiz*H. Quinua
10090807060
90
85
80
75
70
H. Maiz*H. Cañihua
10095908580
90
85
80
75
70
>
–
–
–
–
< 93
93 94
94 95
95 96
96 97
97
Volumen
Contour Plots of Volumen
H. Quinua 80
H. Cañihua 90
H. Maiz 80
Hold Values
10090807060
100
95
90
85
80
H. Maiz*H. Quinua
10090807060
90
85
80
75
70
H. Maiz*H. Cañihua
10095908580
90
85
80
75
70
>
–
–
–
–
< 1.45
1.45 1.50
1.50 1.55
1.55 1.60
1.60 1.65
1.65
Especifico
volumen
Contour Plots of volumen Especifico

9
en sustitución, harina de Maíz mayor cantidad y harina de
Quinua en menor cantidad y para las harinas de Maíz y
Cañihua no se encuentra significancia.
Se puede suponer que se obtiene un mejor volumen
Específico cuando se sustituye en menor contenido de
harinas, la harina de Cañihua a 80g, la harina de Quinua
a 60g y la harina de Maíz no opta significancia.
Según Mir, Gul & Riar (2014) informó que la presencia de
mayor contenido de fibra en harinas sucedáneas, afecta
significativamente en el volumen de la cake. Un contenido
más alto de fibra se asocia con un mayor volumen del
cake debido a sus efectos sobre el comportamiento de los
almidones.
Figura 4 Diagrama de Contorno para la variable Textura
En la Figura 4, muestra que a contenidos bajos de harina
de Quinua alcanza una mejor textura en sustitución con
las harinas de Cañihua (80g) y Maíz (70g), la sustitución
de las harinas de Maíz a 70g y Cañihua a 80g hace que
tenga una buena textura y muestre significancia. La
influencia del contenido de almidón presente en el Maíz
favorece en la formación de la estructura facilitando la
absorción de agua y acción de las amilasas. El líquido
también proporciona humedad que ayuda a la textura del
cup cake. (Bennion, 1995).
Investigaciones realizadas por Güemes (2005) y Esteller
et al. (2004) establecen que la fermentación causa
variaciones en la firmeza y en otros parámetros de textura
de los productos de panificación. El agua, los compuestos
volátiles y el CO2 se difunden en una solución formada
por almidones y proteínas, dando como resultado celdas
de gas de varios tamaños en la miga.
Figura 5 Diagrama de Contorno para la variable Color
En la figura 5, se observa que a contenidos bajos de
sustitución harina de Cañihua a 80g, harina de Quinua a
60g y contenidos altos a harina de Maíz se obtiene un
buen color en el cup cake. En la sustitución entre las
harinas de Maíz y Cañihua no muestra significancia en el
color. La apariencia clara de las harinas favorece al color
final del cake. Kent (1971) menciona que el proceso de
trituración de las harinas y ayuda de los tamices
favorecen a separar y reducir al máximo la producción de
partículas de salvado que presentan un color opaco,
obteniendo harinas de buena clasificación, lo cual
favorece al color del producto final.
El color de la corteza del cupcake es una carta de
presentación al consumidor, una corteza muy pálida o en
extremo oscura pueden causar el rechazo del producto.
Presentación de mayor luminosidad y mayor intensidad
del color dorado en la corteza. Esto se debe a la Reacción
de Maillard (Cauvain y Young, 1998), la cual se produce
por el contacto en calor entre los azúcares y los
aminoácidos (proteínas) presentes en la formulación.
Algunos estudios afirman que al aumentar la
concentración de proteínas en las mezclas de
panificación se logra intensificar el color dorado de la
corteza del pan en diferentes presentaciones (Güemes et
al., 2009; Visentín et al., 2009; Solís, 2013)
Según Gallagher et al., 2003, presentan que en relación
a la luminosidad de la miga, la formulación F2 presentó
un color más claro seguida de F0, esto puede explicarse
debido a que en general los productos de panadería libres
de gluten tienden a presentar un color más claro que los
panes de trigo.
Un resultado similar fue obtenido por Shfali y Sudesh
(2002), quienes determinaron una mayor aceptación del
color en panes enriquecidos hasta en un 10%, debido a
la intensidad del color marrón de la corteza y el color
dorado de la miga.
H. Quinua 80
H. Cañihua 90
H. Maiz 80
Hold Values
10090807060
100
95
90
85
80
H. Maiz*H. Quinua
10090807060
90
85
80
75
70
H. Maiz*H. Cañihua
10095908580
90
85
80
75
70
>
–
–
–
< 5.8
5.8 6.0
6.0 6.2
6.2 6.4
6.4
Textura
Contour Plots of Textura
H. Quinua 80
H. Cañihua 90
H. Maiz 80
Hold Values
10090807060
100
95
90
85
80
H. Maiz*H. Quinua
10090807060
90
85
80
75
70
H. Maiz*H. Cañihua
10095908580
90
85
80
75
70
>
–
–
–
< 6.05
6.05 6.15
6.15 6.25
6.25 6.35
6.35
Color
Contour Plots of Color

10
Figura 6 Diagrama de Contorno para la variable Sabor
Los porcentajes mostrados por la figura 6, establece que
mayor contenido de Sabor en el cup cake, se encuentra
cuando la harina de Cañihua y la harina de Quinua están
por 100g a 100g de sustitución, para las harinas de Maíz
y Quinua se observa cuando hay mayor harina de Maíz
y menor Harina de Quinua en sustitución existe
significancia y para las harinas de Maíz y Cañihua se
encuentra mayor contenido de Sabor cuando las harinas
están a 70g y 80g de sustitución en cup cake.
Sandoval (2007) en porcentajes de 10% de sustitución de
harina de quinua presenta los menores valores de
asentamiento y estabilidad de la cocción, con un producto
final de buen sabor.
Para Syahrizal et al. (2015) el sabor amargo y sensación
áspera en la boca de la Harina Sucedánea restringen su
uso como ingrediente alimentario. (Shogren et al., 2003).
La aceptación de las propiedades de sabor de pan de
trigo disminuye en los panelistas con un aumento del
contenido Harina sucedánea. (Mashayekh et al., 2008).
4. CONCLUSION
En la optimización de la elaboración de cup cake
utilizando una mezcla de sustitución con la harina de
Quinua, harina de Cañihua y harina de Maíz se obtuvo un
cup cake con un sabor adecuado, textura adecuada, color
adecuado, volumen y humedad adecuada.
Se obtuvo significancia p<0.2 en los volúmenes (modelos
lineal), en la textura (modelos lineal interacción), en el
color (modelo lineal) y en el Sabor (modelo lineal y lineal
interacción). Por lo cual se concluye que el sabor tuvo
mejor significancia con respecto a la sustitución de
harinas.
El modelo más adecuado para la representación de los
comportamientos de las variables dependientes fue el
modelo lineal interacción con valores de regresión (R2
)
iguales a: 0.8642, 0.838 - 0.7061, 0.9777, 0.5848 y
0.9765 para humedad, volumen – volumen especifico,
textura, color y sabor respectivamente.
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H. Quinua 80
H. Cañihua 90
H. Maiz 80
Hold Values
10090807060
100
95
90
85
80
H. Maiz*H. Quinua
10090807060
90
85
80
75
70
H. Maiz*H. Cañihua
10095908580
90
85
80
75
70
>
–
–
–
–
< 5.4
5.4 5.6
5.6 5.8
5.8 6.0
6.0 6.2
6.2
Sabor
Contour Plots of Sabor

11
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Visentín, A; Drago, S; Osella, C; De la Torre, M; Sánchez,
ANEXOS
Anexo 1 Formulación A
Anexo 2 Formulación B

13
Anexo 3 Formulación C
Anexo 4 Formulación D
Anexo 5 Formulación E
Anexo 6 Formulación F
Anexo 7 Formulación G
Anexo 8 Formulación H

14
Anexo 9 Determinación de Volumen mediante desplazamiento
por semillas de Alpiste
Anexo 10 Elaboración de Analisis Sensorial por Prueba
hedónica con panelistas semientrenados

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