Desarrollo de una bebida verde con espirulina (Arthrospira sp.) mediante el diseño experimental de mezclas
DOI:
https://doi.org/10.15517/am.2024.60115Palabras clave:
proteínas de algas, análisis de alimentos, procesamiento de alimentos, innovaciónResumen
Introducción. Existe una tendencia al consumo de espirulina (Arthrospira sp.) por su valor nutricional y como fuente de proteína sostenible. La espirulina cuenta con sabor y olor intenso que puede generar desagrado a los consumidores, por lo que es conveniente el uso del diseño experimental de mezclas para la optimización de la formulación. Objetivo. Desarrollar un prototipo de bebida verde con alto valor nutricional con espirulina como ingrediente, mediante la aplicación de un diseño experimental de mezclas. Materiales y métodos. La investigación se llevó a cabo en la Universidad de Costa Rica sede Liberia, Guanacaste, entre julio y diciembre del 2022. Se elaboraron once prototipos de bebida con espirulina y se aplicó el diseño de mezclas (llenado del espacio) con tres factores (espirulina, azúcar, frutas/vegetales) y el agrado general como variable de respuesta. El agrado fue evaluado en un panel con 95 consumidores y los promedios se ajustaron al modelo de polinomial de Scheffe. Se obtuvo la ecuación del modelo del software JMP16 y se verificó en un panel con veintisiete consumidores y cinco muestras. Se realizaron análisis fisicoquímicos para obtener el valor nutricional de un prototipo seleccionado de la bebida. Resultados. Se encontró un efecto de los factores sobre el agrado del producto (p<0,05). Los valores de R2=0,97 y R2-adj=0,96 demostraron que el modelo se ajusta a los datos experimentales. La validación confirmó que el modelo logra predecir el agrado general. Se caracterizó la formulación con un 2 % de espirulina y una porción de 300 mL, se declaró como bajo en sodio, fuente de proteína y magnesio, rica en hierro y vitamina C. Conclusiones. Se logró obtener un modelo matemático significativo y ajustado que logra predecir el agrado de una bebida con espirulina. El prototipo desarrollado contiene más espirulina y proteína que bebidas similares del mercado.
Descargas
Citas
Abd El-Baky, H. H., & El Baroty, G. S. (2012). Characterization and bioactivity of phycocyanin isolated from Spirulina maxima grown under salt stress. Food & Function, 3, 381–388. https://doi.org/10.1039/c2fo10194g
Alfaro-Alfaro, A. E., Alpízar-Cambronero, V., Duarte-Rodríguez, A. I., Feng-Feng, J., Rosales-Leiva, C., & Mora-Román, J. J. (2020). C-ficocianinas: modulación del sistema inmune y su posible aplicación como terapia contra el cáncer. Tecnología en Marcha, 33(4), 125–139. https://doi.org/10.18845/tm.v33i4.4653
Association of Analytical Communities. (2023a). Official method 920.152. Protein in fruit products: Kjeldahl method. In G. W. Latimer, Jr. (Ed.), Official methods of analysis of AOAC International (Chapter 37.1.35, 22nd ed.). Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/9780197610145.003.3388
Association of Analytical Communities. (2023b). Official Method 922.06. Fat in flour: Acid hydrolysis method. In G. W. Latimer, Jr. (Ed.), Official methods of analysis of AOAC International (Chapter 32.1.14, 22nd ed.). Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/9780197610145.003.2938
Association of Analytical Communities. (2023c). Official method 920.151. Solids (Total) in fruits and fruit products. In G. W. Latimer, Jr. (Ed.), Official methods of analysis of AOAC International (Chapter 37.1.12, 22nd ed.). Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/9780197610145.003.3365
Association of Analytical Communities. (2023d). Official method 940.26. Ash of fruits and fruit products. In G. W. Latimer, Jr. (Ed.), Official methods of analysis of AOAC International (Chapter 37.1.18, 22nd ed.). Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/9780197610145.003.3371
Association of Analytical Communities. (2023e). Official method 985.29. Total dietary fiber in foods: Enzymatic–gravimetric method. In G. W. Latimer, Jr. (Ed.), Official methods of analysis of AOAC International (Chapter 45.4.07, 22nd ed.). Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/9780197610145.003.3808
Association of Analytical Communities. (2023f). Official method 985.35. Minerals in infant formula, enteral products, and pet foods: Atomic absorption spectrophotometric method. In G. W. Latimer, Jr. (Ed.), Official methods of analysis of AOAC International (Chapter 50.1.14, 22nd ed.). Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/9780197610145.003.4040
Association of Analytical Communities. (2023g). Official method 981.12. pH of acidified foods (2023). In G. W. Latimer, Jr. (Ed.), Official methods of analysis of AOAC International (Chapter 42.1.04, 22nd ed.). Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/9780197610145.003.3563
Blanco, P. (2011, enero 19). Estudian potencial de explotación de microalgas nativas. Seminario Universidad. https://historico.semanariouniversidad.com/suplementos/crisol/estudian-potencial-de-explotacin-de-microalgas-nativas/
Böcker, L., Ortmann, S., Surber, J., Leeb, E., Reineke, K., & Mathys, A. (2019). Biphasic short time heat degradation of the blue microalgae protein phycocyanin from Arthrospira platensis. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 52, 116–121. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2018.11.007
Buruk Sahin, Y., Aktar Demirtas, E., & Burnak, N. (2016). Mixture design: a review of recent applications in the food industry. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 22(4), 297–304. https://doi.org/10.5505/pajes.2015.98598
Cabrera Castro, J. de J. (2014). Optimización de variables de proceso para la reducción del tiempo de reproceso en el reactor tipo Batch, en la manufactura de adhesivos PU por medio de diseño experimental MSR [Tesis de Maestría, Centro de Innovación Aplicada a Tecnologías Competitivas]. Repositorio CIATEC. https://ciatec.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1019/111
Di Giorgio, G., & Pérez, S. (2023). Aplicación del diseño de mezclas y metodologías sensoriales rápidas para la formulación de una galleta salada a base de harina de garbanzos. Tekhné, 26(3), 1–27. https://doi.org/10.62876/tekhn.v26i3.6306
Food and Drug Administration. (2023). Valor diario y porcentaje de valor diario en las etiquetas de información nutricional y complementaria. https://www.fda.gov/media/137914/download
Georgé, S., Brat, P., Alter, P., & Amiot, M. J. (2005). Rapid determination of polyphenols and vitamin C in plant-derived products. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53(5), 1370–1373. https://doi.org/10.1021/jf048396b
Gómez Payán, M. J., Romero López, R., Molina Arredondo, R. D., Terrazas Porras, S. M., & Núñez Ortega, O. (2015). Uso de la metodología del diseño por mezclas en el sector agrícola. Culcyt, 55(1), 201–211. https://erevistas.uacj.mx/ojs/index.php/culcyt/article/view/761/728
Gutiérrez-Salmeán, G., Fabila-Castillo, L., & Chamarro-Cervallos, G. (2015). Aspectos nutricionales y toxicológicos de Spirulina (Arthrospira). Nutrición Hospitalaria 32(1), 34–40. https://doi.org/10.3305/nh.2015.32.1.9001
Gutiérrez Valencia, T. M., Hoyos Saavedra, O. L., & Cuervo Ochoa, G. (2016). Estudio cinético de la degradación térmica de trans-β- caroteno en uchuva. Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial, 14(1), 126–134. https://revistas.unicauca.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/467
Gutiérrez Vergary, K. A., & Tello Echeverría, L. A. (2018). Evaluación de la incorporación de espirulina sobre propiedades nutricionales y sensoriales de una galleta a base de harina de trigo y kiwicha [Tesis de licenciatura, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas]. Repositorio Académico UPC. https://repositorioacademico.upc.edu.pe/bitstream/handle/10757/624916/Guti%c3%a9rrez_VK.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Halagarda, M., & Suwała, G. (2018). Sensory optimization in new food product development: a case study of polish apple juice. Italian Journal of Food Science, 30(2), 317–335. https://doi.org/10.14674/IJFS-960
Hempel, J. (2013). Characterization of morphological and chemical traits of Bactris gasipaes fruits with special reference to their carotenoid composition [Master thesis, University of Hohenheim]. University of Hohenheim Repository. https://www.stiftung-fiat-panis.de/images/DF/DF538.pdf
Hernández-Lepe, M. A., Wall-Medrano, A., Juárez-Oropeza, M. A., Ramos-Jiménez, A., & Hernández-Torres, R. P. (2015). Spirulina y su efecto hipolipemiante y antioxidante en humanos: una revisión sistemática. Nutrición Hospitalaria, 32(2), 494–500. https://dx.doi.org/10.3305/nh.2015.32.2.9100
Innocent Drinks. (n.d.). Innocent Plus. Retrieved March 20, 2024, from https://www.innocentdrinks.co.uk/things-we-make/innocent-plus
Kissoudi, M., Sarakatsianos, I., & Samanidou, V. (2018). Isolation and purification of food grade C-phycocyanin from Arthrospira platensis and its determination in confectionery by HPLC with diode array detection. Journal of Separation Science, 41(4), 975–981. https://doi.org/10.1002/jssc.201701151
Kumar, R., Hegde, A. S., Sharma, K., Parmar, P., & Srivatsan, V. (2022). Microalgae as a sustainable source of edible proteins and bioactive peptides – Current trends and future prospects. Food Research International, 157, Article 111338. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2022.111338
Lee, S. -H., Lee, J. E., Kim, Y., & Lee, S. -Y. (2016). The production of high purity phycocyanin by Spirulina platensis using light-emitting diodes based two-stage cultivation. Applied Biochemistry and Biotechnology, 178, 382–395. https://doi.org/10.1007/s12010-015-1879-5
Lietzow, J., Sashse, B., & Schäfer B. (2022). Drinking your greens: green smoothies from a nutritional and toxicological point of view. Ernahrungs Umschau, 69(8), 126–135. https://doi.org/10.4455/eu.2022.024
Linskens, H. F., & Jackson, J. F. (1988). Wine analysis. In H. F. Linskens, & J. F. Jackson. (Eds.), Wine analysis. modern methods of plant analysis (Vol. 6, pp. 1–8). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-83340-3
Lykkesfeldt, J. (2000). Determination of ascorbic acid and dehydroascorbic acid in biological samples by high-performance liquid chromatography using subtraction methods: reliable reduction with tris [2-carboxyethyl] phosphine hydrochloride. Analytical Biochemistry, 282(1), 89–93. https://doi.org/10.1006/abio.2000.4592
Malpartida, Y, R., Aldana, F. L., Sánchez, S. K., Gómez, H. L., & Lobo, P. J. (2022). Valor nutricional y compuestos químicos bioactivos de la espirulina: potencial suplemento alimenticio. Ecuadorian Science Journal, 6(1), 42–51. https://doi.org/10.46480/esj.6.1.133
Marín-Prida, J., Llópiz-Arzuaga, A., Pavón, N., Pentón-Rol, G., & Pardo-Andreu, G. L. (2015). Aplicaciones de la CFicocianina: Métodos de obtención y propiedades farmacológicas. Revista de ciencias Farmacéuticas y Alimentarias, 1(1), 29–43. https://revistas.uh.cu/rcfa/article/view/5185/4372
Marlina, D., & Nurhayati, F. (2020). The effectiveness of spirulina compared with iron supplement on anemia among pregnant women in Indonesia. International Journal of Caring, 13(3), 1783–1787. https://www.internationaljournalofcaringsciences.org/docs/28_nurhayiati_original_13_3.pdf
Martí, N., Mena, P., Cánovas, J. A., Micol, V., & Saura, D. (2009). Vitamin C and the role of citrus juices as functional food. Natural Product Communications, 4(5), 677–700. https://doi.org/10.1177/1934578X090040050
Mathias Rettig, K. A. (2014). Estabilidad de pigmentos naturales, polifenoles y capacidad antioxidante de jugo de Murta (Ugni molinae Turez) [Tesis de Magíster, Universidad Austral de Chile]. Repositorio de la Universidad Austral de Chile. http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2014/egm444e/doc/egm444e.pdf
Mohammed, I. A., Ruengjitchatchawalya, M., & Paithoonrangsarid, K. (2023). Cultivation manipulating zeaxanthin-carotenoid production in Arthrospira (Spirulina) platensis under light and temperature stress. Algal Research, 76, Artículo 103315. https://doi.org/10.1016/j.algal.2023.103315
Moreno García, L. C. (2016). Estudio de la estabilidad de la C-Ficocianina [Trabajo de grado, Universidad de Almería]. Repositorio de la Universidad de Almería. https://repositorio.ual.es/handle/10835/4666
Navarro González, I., Periago, M. J., & García Alonso, J. F. (2017). Estimación de la ingesta diaria de compuestos fenólicos en la población española. Revista Española de Nutrición Humana y Dietétic, 21(4), 320–326. https://doi.org/10.14306/renhyd.21.4.357
Nu Smoothie (n.d.). Green smoothie. Retrieved March 20, 2024, from https://nusmoothies.com/nos-jus/3
Ochoa Galarza, K., & Moyano Calero, W. (2022). Aplicaciones de la espirulina - planta marina: revisión panorámica. Salud, Ciencia y Tecnología, 2, Artículo 174. https://doi.org/10.56294/saludcyt2022174
Padilla-Zakour, O. (2009). Good manufacturing practices. In N. Heredia, I. Wesley, & S. García (Eds.), Microbiologically safe foods (pp. 395–414). John Wiley & Sons. https://doi.org/10.1002/9780470439074.ch20
Patil, G., Chethana, S., Madhusudhan, M. C., & Raghavarao, K. S. M. S. (2008). Fractionation and purification of the phycobiliproteins from Spirulina platensis. Bioresource Technology, 99(15), 7393–7396. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2008.01.028
Pez Jaeshke, D., Rocha Teixeira, I., Ferreira Marczak, L. D., & Domeneghini Mercali, D. (2021). Phycocyanin from Spirulina: A review of extraction methods and stability. Food Research International, 143, Article 110314. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2021.110314
Presidencia de la República, Ministerio de Comercio Exterior, Economía Industria y Comercio, & Ministerio de Salud. (2012, 02 de julio). Decreto ejecutivo N° 37295-COMEX-MEIC-S. Resolución N° 281-2012 (COMIECO-LXII) de 14 de mayo del 2012, modificaciones al Reglamento Técnico Centroamericano RTCA 67.01.60:10 “Etiquetado Nutricional de Productos Alimenticios Preenvasados para Consumo Humano para población a partir de 3 años. Sistema Costarricense de Información Jurídica. https://www.pgrweb.go.cr/scij/Busqueda/Normativa/Normas/nrm_texto_completo.aspx?param1=NRTC&nValor1=1&nValor2=73307&nValor3=89923&strTipM=TC
Quirós, A. M., Acosta, O. G., Thompson, E., & Soto, M. (2019). Effect of ethanolic extraction, thermal vacuum concentration, ultrafiltration, and spray drying on polyphenolic compounds of tropical highland blackberry (Rubus adenotrichos Schltdl.) by-product. Journal of Food Process Engineering, 42(4), Article e13051. https://doi.org/10.1111/JFPE.13051
Rudnykh, S. I, & López-Ríos, V. I. (2018). Elección de la función de deseabilidad para diseños óptimos bajo restricciones. Revista EIA, 15(30), 13–24. https://doi.org/10.24050/reia.v15i30.903
Ruiz-Capillas, C., Herrero, A. M., Pintado, T., & Delgado-Pando, G. (2021). Sensory analysis and consumer research in new meat products development. Foods, 10(2), Artículo 429. https://doi.org/10.3390/foods10020429
Salamanca Grosso, G., Reyes Méndez, L. M., Osorio Tangarife, M. P., & Rodríguez Arias, N. (2015). Diseño experimental de mezclas como herramienta para la optimización de cremolácteos de mango. Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales, 2(1), 16–24. https://doi.org/10.23850/24220582.166
Salas Murillo, O. (2020, febrero 11). El cultivo de algas marinas revolucionaría la acuacultura nacional: un proyecto de ingeniería de biosistemas promueve el desarrollo de una industria de producción en Costa Rica. Universidad de Costa Rica. https://www.ucr.ac.cr/noticias/2020/2/11/el-cultivo-de-algas-marinas-revolucionaria-la-acuacultura-nacional.html
Umaña Venegas, J. (2019, septiembre 11). Es factible producir microalgas para alimento animal y a la vez ayudar al ambiente. Hoy en el TEC. https://www.tec.ac.cr/hoyeneltec/2019/09/11/factible-producir-microalgas-alimento-animal-vez-ayudar-ambiente
Vázquez Pérez, R. N., Hernández Uribe, F., Villegas Aguilera, M. M., Martínez Murillo, R., López García, K. E., Pérez Barragán, C. E., & Arredondo Vega, B. O. (2016). Evaluación del contenido de proteínas de la biomasa de Spirulina (Arthrospira) Maxima cultivada en condiciones ambientales en bioreactores. Investigación y Desarrollo en Ciencia y Tecnología de Alimentos, 1(1), 333–337. http://www.fcb.uanl.mx/IDCyTA/files/volume1/1/2/56.pdf
Villalta-Romero, F., Murillo-Vega, F., Martínez-Gutiérrez, B., Valverde-Cerdas, J., Sánchez-Kopper, A., & Guerrero-Barrantes, M. (2019). Biotecnología microalgal en Costa Rica: Oportunidades de negocio para el sector productivo nacional. Tecnología En Marcha, 32(9), 85–93. https://doi.org/10.18845/tm.v32i9.4634
Villanueva, N. D. M., Petenate, A. J., & Da Silva, M. A. P. (2005). Performance of the hybrid hedonic scale as compared to the traditional hedonic, self-adjusting and ranking scales. Food Quality and Preference, 16(8), 691–703. https://doi.org/10.1016/j.foodqual.2005.03.013
Wichchukit, S., & O´Mahony, M. (2015). The 9-point hedonic scale and hedonic ranking in food science: some reappraisals and alternatives. Journal of the Science of Food and Agriculture, 95(11), 2167–2178. https://doi.org/10.1002/jsfa.6993
Archivos adicionales
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2024 Fiorella Bolaños-Quirós, Pilar Fallas-Rodríguez, Laura Murillo-González, Ana M. Pérez, Ana M. Quirós
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
1. Política propuesta para revistas de acceso abierto
Los autores/as que publiquen en esta revista aceptan las siguientes condiciones:
- Los autores/as conservan los derechos morales de autor y ceden a la revista el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia de atribución, no comercial y sin obra derivada de Creative Commons, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista, no se puede hacer uso de la obra con propósitos comerciales y no se puede utilizar las publicaciones para remezclar, transformar o crear otra obra.
- Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
- Se permite y recomienda a los autores/as a publicar su trabajo en Internet (por ejemplo en páginas institucionales o personales) antes y durante el proceso de revisión y publicación, ya que puede conducir a intercambios productivos y a una mayor y más rápida difusión del trabajo publicado (vea The Effect of Open Access).
