Introducción

En los últimos años, la industria cárnica ha experimentado importantes transformaciones como consecuencia de continuas innovaciones tecnológicas y cambios en las demandas de los consumidores, lo cual conlleva a experimentar procesos de reformulación usando ingredientes de diversas procedencias (^{Ivorra, 2020}), siendo el método de diseño de mezclas de mucha utilidad para optimizar formulaciones y estandarizar procesos productivos (^{Ramírez et al., 2016}; ^{Ramos Ramírez et al., 2019}). Una alternativa es la incorporación de productos vegetales con propiedades funcionales y grasas saludables, en reemplazo de las grasas saturadas presentes en la carne (^{Fernández-López et al., 2021}).

En la región altoandina, específicamente en el Altiplano del sureste de Perú y el oeste de Bolivia, así como en Chile y Argentina, se tiene una importante población de llamas (^{Criscitiello et al., 2020}), cuya carne es semejante en color, apariencia y textura con la carne de bovino; pero es más baja en grasa, colesterol y con un perfil de ácidos grasos más saludable (^{Popova et al., 2021}). La carne de llama (Lama glama) se puede utilizar para la elaboración de productos cárnicos de bajo contenido de humedad, que permitirían darle mayor valor agregado y conservarla sin que requiera cadena de frío (^{Ramos-Ramírez et al., 2020}).

La harina de kañiwa (Chenopodium pallidicaule) que tiene un alto contenido de proteínas (14-19%), es rica en lisina (aminoácido considerado deficiente en la mayoría de los cereales) y contiene péptidos que han demostrado tener propiedades antioxidantes y antihipertensivas in vitro (^{Chirinos et al., 2018}). También las pecanas (Carya illinoinensis) son fuente de compuestos bioactivos; entre ellos ácidos grasos monoinsaturados (más del 60% de ácido oleico) y poliinsaturados, tocoferoles y fitoesteroles que ayudan a disminuir la concentración de colesterol plasmático y actúan como antioxidantes previniendo la enfermedad coronaria además poseen fibra dietética, vitaminas, minerales y compuestos fenólicos, los que presentan beneficios para la salud (^{Rábago-Panduro et al., 2020}). Las pecanas pueden contrarrestar los efectos proinflamatorios de una dieta rica en ácidos grasos saturados, comúnmente consumidos en exceso, característicos de la dieta occidental. Además, su consumo se ha relacionado con un menor riesgo de parámetros fisiológicos asociados con enfermedades cardiovasculares o trastornos metabólicos, demostrándose su correlación con mejoras en los parámetros de lípidos en la sangre, así como con la reducción de la circunferencia de la cintura (^{Atanasov et al., 2018}).

Por otro lado, la butifarra dulce pertenece a la categoría de productos cárnicos con un bajo contenido de humedad, es un embutido seco crudo curado de pequeño calibre, elaborado con carne picada, generalmente de cerdo, especias y sal (^{Casafont y i Olivé, 2019}). Así como, otros productos tradicionales como el lup cheong de China y la morcilla dulce de Canarias, la butifarra dulce presenta un contenido de humedad intermedio. Debido a ello, son estables al almacenamiento por varios meses, que responde a una adecuada formulación, composición, pH, aditivos y principalmente la actividad del agua (Aw) que se encuentra aproximadamente entre 0,6 y 0,84, lo que reduce la sobrevivencia de microorganismos patógenos. Al reducir la Aw, este grupo de bocadillos cárnicos, serían estables y seguros durante el almacenamiento incluso a temperatura ambiente (^{Kumar et al., 2019}).

Por lo expuesto, la presente investigación tuvo como objetivo reemplazar la carne y grasa de cerdo que tradicionalmente se emplean para la elaboración de una butifarra dulce por carne de llama, harina de kañiwa y pecanas mediante la aplicación del método de diseño de mezclas para optimizar su formulación.

Materiales y métodos

Se empleó carne de llamas (sexo: macho, raza: k’ara) con una edad entre 12 a 18 meses, provenientes de Ninacaca (Cerro de Pasco, Perú), pecanas molidas y harina de kañiwa. Además, se utilizó azúcar blanca (40%), sal común (1%), canela molida (0,2%) y tripas naturales de cordero con calibre de 18 a 20 mm.

El proceso de elaboración de la butifarra dulce seca se realizó en la Planta Piloto de Alimentos de la Universidad Nacional Agraria La Molina. La carne de llama en trozos de 2 cm³ fue curada en seco con sal (20 g/kg), azúcar (4 g/kg) y nitritos (150 ppm) y se mantuvo a 4ºC durante 24 horas. Posteriormente se molió y mezcló homogéneamente con los demás ingredientes, dejándose en reposo por 24 horas a 4 ºC, para luego embutir en tripas de cordero de calibre 18 a 20 mm, por medio de una embutidora manual. El secado se realizó en cámara climática marca Climacell®, modelo CLC111-TV (EE.UU), a una temperatura de 12ºC y humedad relativa controlada entre 80 a 65 por ciento (^{Hélder et al., 2020}), durante 16 días a una temperatura constante y humedad relativa que fue disminuyendo un 5 por ciento cada 4 días. Finalmente se empacó al vacío y se almacenó a 4°C hasta su análisis.

La medición de color se realizó utilizando Colorímetro Minolta modelo CR-400 (^{Dussán-Sarria et al., 2020}), con iluminante D65 y 10º como ángulo del observador Se realizó la medición de color sobre una superficie plana directamente sobre la muestra, sin dejar espacio entre el producto y el lente del colorímetro. Se realizaron tres mediciones, cada una en un punto diferente de la superficie de la butifarra. Se reportaron los resultados utilizando el sistema CIELab que expresa el color como L*(luminosidad), a* (tendencia al rojo), b* (tendencia al amarillo) y con estos datos se obtuvo el Croma (C*). Para la determinación de Aw se utilizó el equipo AquaLab Water Activity Meter (Decagon ^{Devices Inc®) (Devices, 2015}) y para la textura instrumental se empleó un texturómetro INSTRON® Modelo 3365, con el accesorio: Compression Anvil. Se programó doble compresión (50%), velocidad de cabezal de 120 mm/min y un tiempo de espera de 5 segundos entre compresiones, para la determinación de dureza, cohesividad, masticabilidad y elasticidad (^{Vidaurre-Ruiz et al., 2019}).

Para el análisis del diseño de mezclas D-Optimal se utilizó el software Design-Expert® 7 (versión de prueba), teniendo en cuenta las siguientes restricciones: carne de llama (70-80%), pecanas molidas (10-20%) y harina de kañiwa (0-10%), obteniéndose 14 formulaciones en las que se realizaron los análisis de color, Aw y textura instrumental. Para verificar si dichas variables se ajustan a un modelo matemático significativo se realizó un análisis de varianza, con criterios para la calidad de ajuste del modelo (Valor- p < 0,05; R², R² ajustado ≥ 0,7).

Luego se procedió a realizar la optimización en términos de la función deseabilidad del tipo “valor objetivo”. Para esto se elaboró por triplicado una butifarra patrón con carne de cerdo (60% carne, 40% azúcar, 1% sal y 0,2% canela en polvo) y luego se le analizó en función a las variables respuestas, con estos datos se aplicaron restricciones a la superficie de respuesta.

A la fórmula óptima de butifarra dulce seca se le realizó un análisis proximal con los métodos oficiales de la AOAC (^{Guerra y Pozo, 2018}), así como un análisis sensorial (color, olor, sabor y textura), con cien panelistas no entrenados (^{Castro et al., 2019}) mediante una escala hedónica de siete puntos, siendo “Me gusta extremadamente” el número 7 y “Me disgusta extremadamente” el número 1. Para definir si el nivel de agrado de los atributos del producto es aceptable o no, se utilizó una transformación de escala verbal a escala numérica, media aritmética y prueba de distribución normal.

Resultados

En la Tabla 1 se presentan los valores del color expresado en L* (luminosidad), a* (tendencia al rojo) y C* (croma), la Aw y el análisis de perfil de textura, correspondientes a las 14 formulaciones de butifarra dulce seca. El análisis estadístico demostró que los componentes de la mezcla no influyeron significativamente en el color. El modelo no presentó significancia con respecto a L*, lo que se evidencia en bajos niveles de los coeficientes de determinación (R² = 0,3990 y R² ajustado = 0,2898). Con respecto al valor a*, el modelo tampoco presentó significancia, lo que se evidencia en los bajos valores de los coeficientes de determinación (R² = 0,3149 y R² ajustado = 0,1903). Finalmente, para el valor de croma, el análisis de varianza evidenció que el modelo seleccionado fue estadísticamente significativo; pero tanto el R² como el R² ajustado fueron de 0,6078 y 0,5365 respectivamente, por lo que se puede afirmar que el modelo no explica la relación existente entre la variable respuesta (croma) y las variables estudiadas (carne de llama, pecanas y harina de kañiwa).

De otra parte, el análisis estadístico de los valores de Aw demostró que las diferentes proporciones de los componentes de la mezcla no tuvieron una influencia significativa, puesto que el análisis de varianza evidenció que el modelo seleccionado no fue estadísticamente significativo (valor p>0,05), además, presentaron R² y R² ajustado de 0,6132 y 0,2817, respectivamente.

El análisis estadístico demostró que los componentes de la mezcla no explican la masticabilidad, elasticidad y dureza (R²=0,3524, R²=0,3462 y R²=0,5670, respectivamente) a excepción de la cohesividad que presentó evidencias estadísticas significativas en el análisis de varianza (valor-p<0,05); además de presentar R² y R² ajustado para el modelo seleccionado de 0,8342 y 0,7306, respectivamente. Los valores observados de cohesividad fueron sometidos al análisis de regresión múltiple, ajustándose el modelo a una ecuación cuadrática, que se detalla en la tabla 2: ŷ = -0,000183455*A - 0,15990*B + 0,17346*C +0,0022935*A*B - 0,00191257*A*C, donde ŷ representa la cohesividad estimada, mientras que A, B y C corresponden a los porcentajes de carne de llama, pecana molida y harina de kañiwa, respectivamente.

En la Figura 1 se puede observar que los componentes que ejercen mayor influencia sobre la cohesividad son la carne de llama y la harina de kañiwa, siendo las pecanas el componente de menor influencia. Esto se confirma en los trazos de Cox (Figura 2) donde se puede observar que, a la derecha de la intersección, los valores de cohesividad de los componentes A (carne de llama) y C (kañiwa) son notoriamente mayores que el componente B (pecanas).

Posteriormente, se realizó la optimización de la variable cohesividad en términos de la función de deseabilidad del tipo “valor objetivo”, para lo que se determinó el valor de cohesividad de la butifarra patrón (0,467). La formulación óptima estimada estuvo compuesta de los siguientes porcentajes: 80, 20 y 0, de carne de llama, pecana molida y harina de kañiwa, respectivamente, con un valor de 0,457 de cohesividad. La caracterización de la butifarra elaborada con la fórmula optimizada presentó la composición química que se muestra en la Tabla 3.

En la Tabla 4, se observa los resultados del análisis sensorial de la fórmula óptima, donde la textura tuvo un mayor puntaje seguida del color, sabor y olor. La frecuencia de respuestas que determinaron un grado de satisfacción o nivel de agrado para cada atributo del producto mantuvo una distribución unimodal.

Por otro lado, en la Tabla 5, se muestran los resultados de la prueba Z, para demostrar si la media muestral del grado de satisfacción para cada atributo del producto es aceptable o no, teniendo como referencia una media poblacional aceptable a partir del grado de satisfacción “No me gusta, ni me disgusta” equivalente a 4. Los resultados del tratamiento estadístico concluyen aceptando la hipótesis alterna, la cual indica que la media muestral para cada atributo evaluado es mayor a la media poblacional del grado de satisfacción, con esto se demuestra que la media del grado de satisfacción para cada atributo es aceptable con un nivel de confianza del 95%.

Discusión

El valor de croma (C*) conocido como valor de saturación, indica el nivel de intensidad del color. Para las butifarras dulces varió entre 5,21 a 8,88. Al respecto, se ha encontrado valores mayores de croma (13,99), elaborando cabanossi con 80% de carne de llama, 10% de papa cocida y 10% de grasa de cerdo (^{Ramos Ramírez et al., 2019}), probablemente la mayor cantidad de grasa en la formulación otorgaría mayor intensidad del color al producto.

Con respecto a la Aw, se encontraron valores entre 0,790 a 0,854, debido a los diferentes porcentajes de azúcar empleados en las formulaciones. Dichos valores ubican a la butifarra dulce como un producto de humedad intermedia (Aw menor a 0,85), que puede ser estable a temperatura ambiente. Un producto como el cabanossi que solo presenta deshidratación tiene una Aw entre 0,93 a 0,94 (^{Mahachi et al., 2019}), mientras que la butifarra dulce elaborada, adicionalmente a la deshidratación tiene una considerable cantidad de azúcar, la misma que liga el agua y justifica Aw tan bajas como las encontradas.

Respecto a la dureza, los valores encontrados estuvieron en un rango de 36,09 hasta 59,63 N. La fórmula óptima presentó una dureza (40,99 N) similar a la reportada en salchichas secas de cerdo con un 50% de sustitución de grasa por quinua cocida (41,3 N) (^{Fernández-Diez et al., 2016}), lo que sugiere la factibilidad del reemplazo de grasa por pecana, logrando magnitudes de dureza semejantes.

Los valores encontrados de elasticidad estuvieron en un rango de 0,503 hasta 0,607. Bis-^{Souza et al. (2020}), encontraron que al disminuir la grasa por inulina en salami se incrementaban los valores de elasticidad (de 0,302 a 0,445), lo que está alineado a nuestros resultados ya que la fórmula optimizada tuvo el mayor valor de elasticidad (0,607).

Los valores de masticabilidad tienen una amplia variabilidad (entre 10,37 a 98,70 N.mm), debido a los diferentes porcentajes de pecanas en las formulaciones teniendo la fórmula óptima, con 20% de pecanas, un valor de 12,12 N.mm, el cual es similar al hallado en salchichas frescas de cordero (14,19 N.mm) con 20% de aceite de nuez tigre (Cyperus esculentus) (^{de Carvalho et al., 2020}).

En un estudio realizado en salchichas con una sustitución del 100% de grasa animal por la incorporación de oleogel de aceite de soya y celulosas, se encontró que las muestras resultaron más suaves, más elásticas y cohesivas. A diferencia de aquellas salchichas en las que se empleó semillas de calabaza, las que resultaron más duras y menos cohesivas (^{González y Totosaus, 2017}). Por otro parte, se ha encontrado que la harina de kañiwa otorga mayor cohesividad en masas de pan respecto a otros componentes como almidón de yuca, suero de leche o goma xantana (^{Zegarra et al., 2019}). Respecto a las pecanas, su elevado contenido de grasa y la interrupción de la interacción de las proteínas por los glóbulos de grasa explicarían los bajos niveles de cohesividad en mezclas cuyas formulaciones tienen mayor proporción de pecanas. La cohesividad de la fórmula óptima (0,46) fue similar a la encontrada en salchichas secas con un 25% de sustitución con palma aceitera (0,42) (^{Kılıç y Özer, 2017}), siendo semejante este valor de cohesividad al que presentó la butifarra patrón (0,47).

En cuanto a la composición química de la butifarra con la formulación óptima, se puede observar un contenido alto de proteínas (17,9%) que es importante desde el punto de vista nutricional, así como un elevado tenor de carbohidratos (42,7%), que le da un aporte calórico. En cuanto al nivel de grasa (10,6%), fue menor que en otros productos deshidratados semejantes que reportan valores entre 15,7 y 28,9% (^{Mahachi et al., 2019}; ^{Wang et al., 2019}). El bajo contenido de humedad (25,3%), se sitúa en el rango de 25 al 50%, característico de los alimentos de humedad intermedia (^{Granados-Conde et al., 2020}), lo que aunado a la baja Aw (0,81), podría contribuir a su estabilidad en anaquel, sin necesidad de refrigeración.

Finalmente, la prueba de nivel de agrado permitió concluir que la butifarra dulce seca tuvo un adecuado nivel de agrado en sus atributos sensoriales de color, olor, sabor y textura por encima del valor medio de la escala hedónica de siete puntos (3,5). De Carvalho et al. (2020), utilizando una metodología sensorial semejante, encontró niveles de agrado por encima del valor medio en salchichas frescas con sustitución total de grasa de cerdo por aceite de nuez tigre (Cyperus esculentus).

Conclusiones

Se logró obtener una formulación óptima de butifarra dulce seca que estuvo compuesta de 80% de carne de llama y 20% de pecana molida; así como una ecuación cuadrática para predecir su cohesividad. La sustitución total de carne y grasa de cerdo por carne de llama y pecana molida permitió elaborar un producto con menor contenido en grasa y alto en proteínas, con una Aw por debajo de 0,85 (alimento de humedad intermedia), siendo además aceptable sensorialmente en sus atributos de color, olor, sabor y textura. Con ello se brinda una alternativa para el desarrollo de productos a partir de carne de llama, tanto por el valor nutricional de la misma, como por su baja Aw, que podría favorecer su comercio e incrementar su consumo.