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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Y FARMACIA Efecto del tratamiento térmico tradicional y por microondas en el contenido de fósforo en lentejas Autoras: Br. Ingrid Johanna Rodríguez Cisneros Br. Ana Carolina Solares Estrada Br. Jessica Carolina García Porres Br. Irene Marily Mejía Torres Asesora: Licda. Cecilia Liska Guatemala 27 de abril del 2017 Efecto del tratamiento térmico tradicional y por microondas en el contenido de fósforo en lentejas García, J., Mejía, I., Solares, A., Rodríguez, I.,1 y Liska, C.2 Estudiantes de la Escuela de Nutrición, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia, USAC. 2 Licenciada de la Escuela de Nutrición, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia, USAC, asesor. Resumen 1 El fósforo es el segundo mineral más abundante en el cuerpo humano, abunda especialmente en carnes, pescados, leche, legumbres y cereales, siendo uno de ellos la lenteja, conteniendo 240 gramos en 100 gramos de fracción comestible. Para el consumo del ser humano, las lentejas deben ser sometidas a cocción por diferentes tratamientos térmicos siendo los más utilizados la cocción tradicional por medio acuoso y por microondas, aunque la aplicación de estos tiene efectos sobre los nutrientes presentes en los alimentos. El objetivo de la investigación fue determinar el efecto del tratamiento térmico tradicional y por microondas en el contenido de fósforo en Lens culinaris, teniendo como hipótesis que “La lenteja (Lens culinaris) al ser sometida al tratamiento térmico tradicional tendrá pérdidas significativas en el contenido de fósforo en comparación a la cocción por microondas”. Siendo un estudio experimental con un diseño de pos prueba únicamente con grupo de control no equivalente, de corte transversal. Para la recolección de la muestra se tomaron de tres lugares de la ciudad de Guatemala: San Cristóbal, Villa Nueva y San José Pinula, obteniendo una mezcla homogénea y representativa, sometiéndolas por triplicado al tratamiento térmico correspondiente, para posteriormente realizarle el análisis y determinación de fósforo. Los datos obtenidos se reportaron en tablas y gráficas en donde se concluyó que tanto en tratamiento térmico tradicional como en tratamiento por cocción en microondas hubo pérdida en el contenido de fósforo, siendo significativa la pérdida en la cocción por microondas, refutándose la hipótesis propuesta. Palabras clave: Fósforo, lenteja, tratamiento térmico, cocción tradicional, microondas. 1 Effect of traditional and microwave heat treatment on phosphorus content in lentils García, J., Mejía, I., Solares, A., Rodríguez, I.,1 y Liska, C.2 Estudiantes de la Escuela de Nutrición, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia, USAC. Licenciada de la Escuela de Nutrición, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia, USAC, 2 asesor. Abstract 1 Phosphorus is the second mineral most abundant in the human body, specially in meat, fish, milk, vegetables and cereals, mostly in the lentils, containing 240g in 100g of comestible fraction. To people consume lentils it has to be treated with heat, usually with traditional treatment and microwave, even when the aplication of this treatments has effects in the nutrients in food. The investigation propuse was to determine the effect of traditional treatment and microwave in phosphorus content in lentils, having as hypothesis “The lentil (Lens culinaris) to be subjected to the traditional heat treatment will have significant losses in the content of phosphorus compared to the cooking by microwaves”. Being an expermiental studio with pos test design only with no equivalent control and cross-section. The sample has been taken of three different places near to Guatemala city: San Cristóbal, Villa Nueva y San José Pinula, obtaining a homogeneous and representative sample, subjecting them to the corresponding heat treatment, to later carry out the corresponding analysis and determination of phosphorus. The data obtained were reported in tables and graphs wich concluded that both in traditional heat treatment and in treatment by microwave cooking there was loss in the phosphorus content, being significant the loss in the microwave cooking, refuting the hypothesis proposed. Keywords: Phosphorus, lentils, heat treatment, microwave, tradicional treatment. 2 Introducción La lenteja (Lens culinaris) forma parte de la dieta de algunos guatemaltecos, principalmente de las personas vegetarianas. Es una leguminosa de gran valor nutritivo para el consumo humano por su alto contenido de proteínas, fibra y micronutrientes, en especial de fósforo en el cual 100 gramos de lenteja contiene 240 mg (Moreiras, 2013; Pereira, 2000). El fósforo en la vida del ser humano es de total importancia ya que es el segundo mineral más abundante en el cuerpo, uno de los componentes esenciales en el hueso y otros tejidos que participa casi en todos los procesos metabólicos. Las pérdidas de fósforo por contacto con el agua, especialmente durante la cocción y microondas, pueden ser considerables, dependiendo el amplio margen de pérdidas de la solubilidad del mineral. Aun siendo el fósforo el segundo mineral más abundante en el cuerpo humano es el menos estudiado en la estabilidad de los alimentos después de su tratamiento térmico. Estudios realizados anteriormente nos muestran como tanto el tratamiento tradicional y por microondas afectan en el contenido del fósforo y otros minerales en diferentes leguminosas, dándonos a conocer que si tienen un efecto considerable con los dos tratamientos, por lo que se realizó la investigación para ampliar la información y conocer dicho efecto. Dado que la forma de preparación de la lenteja implica un proceso térmico, en esta investigación se determinó el efecto que tiene este proceso en la cantidad de fósforo en el alimento, siendo el impacto de la misma el aporte de nuevo conocimiento para la población, proporcionando datos que permitan profundizar la información sobre tratamientos térmicos y su relación con el fósforo, reconociendo la importancia de la lenteja y su aporte nutricional, en especial del fósforo. La investigación tuvo como objetivo determinar el efecto del tratamiento térmico tradicional y por microondas en el contenido de fósforo en la lenteja, partiendo de la hipótesis “la lenteja (Lens culinaris) al ser sometida al tratamiento térmico tradicional (cocción en agua) tendrá pérdidas significativas en el contenido de fósforo en comparación a la cocción por microondas”. (Lens Culinaris). 3 Materiales y métodos Los materiales y métodos utilizados a lo largo de la investigación son los siguientes: Población. La población utilizada en esta investigación son las lentejas (Lens culinaris) de la ciudad de Guatemala, en el mes de marzo 2017. Muestra. Cuatro libras de lentejas (Lens culinaris), provenientes de tres lugares distintos en la periferia de la ciudad de Guatemala: San Cristóbal, Mixco en donde se adquirió una libra de lenteja a granel; en Villa Nueva se obtuvo una libra de lenteja a granel, y por último en San José Pínula, se adquirió dos libras de lenteja a granel respectivamente. Tipo de estudio. Este estudio fue una investigación experimental con un diseño de pos prueba únicamente con grupo de control no equivalente, de corte transversal. Metodología. El procedimiento llevado a cabo durante el transcurso de la investigación consistió en: Selección y determinación de la muestra. Las cuatro libras de lenteja (Lens culinaris) a granel, obtenidas de tres diferentes puntos de los alrededores de la ciudad capital (San Cristóbal Mixco, Villa Nueva, San José Pínula) se mezclaron en un recipiente creando una muestra homogénea en el que posteriormente fueron sometidas a lavado con agua de grifo para eliminar contaminantes físicos, microbiológicos y químicos. A partir de la mezcla homogénea se obtuvieron siete diferentes muestras de lenteja de 260g cada una, de las cuales una muestra de 260g se analizó cruda; 3 muestras de 260g cada una, se analizaron luego de ser sometidas de forma individual a cocción en medio acuoso y 3 muestras de 260g cada una, luego de ser sometidas de forma individual a cocción por microondas. Todos los procedimientos se realizaron el mismo día para ser llevadas las muestras al laboratorio para su análisis posterior. Preparación de las muestras. Posterior a la selección y determinación de las muestras, se procedió a la preparación de las mismas para ser analizadas, se dividió en tres fases: 4 Preparación de muestra cruda. Luego de ser sometida a lavado con agua de grifo para eliminar contaminantes, se separaron los 260g, almacenándolos en una bolsa de cierre hermético identificándola con marcador indeleble como muestra 0, para ser llevada posteriormente al laboratorio de Bromatología, Análisis de Alimentos edificio M6 de la Facultad de Veterinaria y Zootecnia de la Universidad de San Carlos de Guatemala, para su análisis. Tratamiento térmico con microondas. Al igual que la muestra anterior se lavó con agua de grifo para eliminar contaminantes, este procedimiento se repitió con las tres muestras de 260g por separado, al igual que el procedimiento que se describirá a continuación, cada una de las tres muestras debió ser tratada por separado: 1. En un tazón dejar los 260g de lentejas en un litro de agua por 12 horas a temperatura ambiente. 2. Cocinar en la misma agua de remojo por 10 minutos, moviendo en mitad de la cocción por 2 minutos, mezclando homogéneamente. 3. Escurrir y dejar reposar por 60 minutos, en tazones a temperatura ambiente hasta que se enfríen. 4. Reservar la lenteja en bolsas de cierre hermético para su posterior traslado al laboratorio para su análisis, identificando cada muestra como: muestra 1a, muestra 1b y muestra 1c. (Iglesias, 2012) Tratamiento térmico por medio acuoso. Al igual que la muestra anterior se lavó la muestra con agua de grifo para eliminar contaminantes, este procedimiento se repitió con las tres muestras de 260g por separado, al igual que el procedimiento descrito a continuación, cada una de las tres muestra debió ser tratada por separado: 1. En un tazón dejar los 260g de lentejas en un litro de agua, por 12 horas a temperatura ambiente. 5 2. Cocinar en la misma agua de remojo a 100oC en una olla de 20 a 30 minutos o a hasta que estén tiernas. 3. Escurrir y dejar reposar por 60 minutos en tazones a temperatura ambiente hasta que se enfríen. 4. Reservar la lenteja en bolsas de cierre hermético para su posterior traslado al laboratorio para su análisis, identificando cada muestra como: muestra 2a, 2b y 2c. (Gil, 2007) Recolección de datos. Posterior a su reserva en bolsas de cierre hermético, las muestras debieron ser conservadas en el refrigerador hasta su traslado al laboratorio de Bromatología, Análisis de Alimentos edificio M6 de la Facultad de Veterinaria y Zootecnia de la Universidad de San Carlos de Guatemala, encontrándose identificadas con un marcador con una etiqueta donde se indique el número de muestra correspondiente. La determinación de fósforo se llevó a cabo haciendo uso del método colorimétrico, donde las cenizas de la muestra se disuelven con ácido clorhídrico concentrado y se diluyen con agua. La reacción con una solución molibdovanadato amónico desarrolla color amarillo característico. La concentración de Fósforo se calcula mediante una calibración previa con fosfato patrón (FEDNA, 2017). Tabulación y análisis de datos. En una gráfica de barras se presentaron los resultados obtenidos, calculando la media de las tres muestras de cada tratamiento térmico. Se utilizó la prueba estadística de t student, con un grado de confianza de 95%, nivel de significancia de 0.05 y 2 grados de libertad, comparando así los resultados obtenidos comprobando o rechazando la hipótesis planteada. 6 Resultados La tabla 1 presenta los resultados del análisis de contenido de fósforo donde la muestra sometida a cocción por microondas perdió mayor contenido del mineral siendo la media de 857mg/100g, comparada con la media de la muestra sometida a cocción por medio acuoso siendo la media de 887 mg/100g. Tabla 1 Contenido de Fósforo en lenteja sometida a tratamientos térmicos y lenteja cruda Tratamiento Contenido de fósforo Media térmico (mg/100 g de alimento) 𝑋̅ Sin tratamiento térmico (crudo) Cocción por microondas Muestra 0 960 Muestra 1a Muestra 1b 960 Muestra 1c 857 870 840 860 Cocción por medio Muestra 2a Muestra 2b Muestra 2c 900 920 840 887 acuoso Fuente: Datos obtenidos experimentalmente en el laboratorio de Bromatología, análisis de alimentos. Facultad de Veterinaria y Zootecnia, USAC. La gráfica 1 muestra la comparación de contenido de fósforo en las siete muestras bajo estudio, de las cuales 6 fueron sometidas a tratamientos térmicos en cocción por medio acuoso y cocción por microondas divididas en grupos de tres respectivamente para llevar a cabo cada proceso. La muestra 0 es la muestra cruda; las muestras 1a, 1b y 1c son las que fueron sometidas a cocción por microondas, las muestras 2a, 2b y 2c las sometidas a cocción por método tradicional; observándose que las muestras sometidas a cocción por microondas son las que presentan mayor disminución del mineral posterior al tratamiento, siendo una pérdida significativa en cuanto a su contenido. 7 Contenido de fósforo (mg/100 g de alimento) 980 960 940 920 900 880 860 840 820 800 780 960 920 900 870 860 840 0 1a 1b 840 1c 2a 2b 2c Muestras Gráfica 1 Comparación del contenido de Fósforo después de los tratamientos térmicos. Fuente: Datos obtenidos experimentalmente en el laboratorio de Bromatología, análisis de alimentos. Facultad de Veterinaria y Zootecnia, USAC. En la Tabla 2 se encuentra la comparación del valores críticos y los valores obtenidos en las muestras según la forma de cocción, existiendo una diferencia significativa en el tratamiento térmico de cocción por microondas de 11.7, indicando esto una pérdida significativa de fósforo a diferencia del tratamiento de cocción en agua. Tabla 2 Comparación de valor crítico versus valor obtenido Tratamiento térmico cocción con agua 1733.34 Varianza Desviación estándar T (valor crítico) T (valor obtenido) Interpretación 41.63 4.30 3.05 Diferencia no significativa Tratamiento térmico cocción por microondas 233.34 15.27 4.30 11.7 Diferencia Significativa Fuente: Datos obtenidos experimentalmente en el laboratorio de Bromatología, análisis de alimentos. Facultad de Veterinaria y Zootecnia, USAC. 8 Discusión de resultados La preparación de lentejas implica un proceso térmico para su consumo, entre los tratamientos térmicos más comunes se encuentran: cocción en agua tradicional y por microondas. Por lo que la composición química del alimento puede verse afectada como consecuencia de los diversos procesos tecnológicos a los que se ve sometido durante el trascurso de la cadena alimentaría: producción, elaboración, trasformación, almacenamiento y durante la preparación del alimento. En general, a medida que aumenta el grado de trasformación de un alimento, mayores suelen ser las modificaciones de su valor nutritivo (Salud y buenos alimentos, 2017). Estudios realizados anteriormente nos muestran como tanto el tratamiento tradicional y por microondas afectan en el contenido del fósforo y otros minerales en diferentes leguminosas, dándonos a conocer que si tienen un efecto considerable con los dos tratamientos. En la investigación la hipótesis es que la lenteja (Lens culinaris) al ser sometida al tratamiento térmico tradicional (cocción en agua) tendrá pérdidas significativas en el contenido de fósforo en comparación a la cocción por microondas. Sin embargo la media del contenido de fósforo por tratamiento con microondas es menor, y obteniéndose una diferencia significativa en el mismo en comparación en la muestra cruda, esto ocurre debido a que las ondas penetran a una profundidad de 1 a 5 cm en el alimento, el resto del mismo se calienta por conducción, estas ondas electromagnéticas poseen energía suficiente para hacer vibrar a moléculas pequeñas y polares como el agua sobre las que actúan transfiriendo así su energía. De esta forma el alimento que suele tener un alto contenido de agua, se calienta muy deprisa en su interior (Pérez y Sosa, 2013). Al someter la lenteja a tratamiento térmico, la cocción por microondas fue sometida a un tiempo de cocción más corto (8 minutos) con una exposición a una potencia energética mayor en comparación con la cocción por tratamiento tradicional o cocción por medio acuoso donde el proceso tardó 30 minutos con exposición a calor a fuego medio. Tanto en cocción por medio acuoso y por microondas se utilizó agua, la cual fue separada de la lenteja posterior a 9 su tratamiento, quedándose en la misma los micronutrientes contenidos en el alimento (Bello, 2000), hecho que sustenta la pérdida significativa mostrada en el estudio. Se refuta la hipótesis debido a que hubo pérdida estadísticamente significativa en el contenido de Fósforo en la lenteja cocida por microondas en comparación con la lenteja cocida por tratamiento térmico tradicional (cocción por medio acuoso). Agradecimientos Al Licenciado José Antonio Morales del laboratorio de Bromatología de la Facultad de Veterinaria y Zootecnia por ayudarnos en el análisis de las muestras de lenteja. Al laboratorio de Bromatología de la Facultad de Veterinaria y Zootecnia por proveernos su laboratorio y equipo para el análisis de las muestras. 10 Referencias Bello, J. (2000). Ciencia bromatológica: principios generales de los alimentos. Madrid: Díaz de Santos FEDNA. (2017). Fósforo: método colorimétrico. Recuperado de: http://www.fundacionfedna.org/tecnicas_de_analisis/f%C3%B3sforom%C3%A9todo-colorim%C3%A9trico Gil, M. (2007). Legumbres y cocidos. España: Ágata. Iglesias, M. (2012). Cocina para microondas y freezer. Argentina: Ediciones Lea. M.E. Pérez., M.E Sosa. (2013). Mecanismos de Trasferencia de calor que ocurren en tratamientos Moreiras, O. (2013). Tablas de composición de alimentos. España: Pirámide. Pereira, A, M. (2000). Actas de mejora vegetal. España: Universidad de Santiago de Compostela. Salud y buenos alimentos. (2017). Clasificación y propiedades de la lenteja. Recuperado de: http://www.saludybuenosalimentos.es/alimentos/index.php?s1=Legumbres&s2=Sec ano&s3=LentejaMoreiras, O., Carbajal, A., Cabrera, L. y Cuadrado, C. (2013). Tablas de composición de alimentos. España: Editorial Pirámide. 11