Development and characterization of andean pseudocereal bars enriched with native collagen from pota (Dosidicus Gigas) by-products

Abstract

En los últimos años, los consumidores han mostrado una creciente preocupación por su salud. Como resultado, el mercado de snacks se ha desarrollado rápidamente hacia productos más innovadores y funcionales, como las barras de cereal. La quinua (Chenopodium quinoa) y la kiwicha (Amaranthus caudatus) son pseudocereales andinos con un contenido proteico (10,90–11,35%) significativo y otros componentes funcionales que ayudan a reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares e inflamatorias. Perú es el segundo mayor exportador mundial de pota (Dosidicus gigas), con 476,5 millones de toneladas métricas exportadas en 2023; sin embargo, solo entre el 50% y el 70% de esta ha sido aprovechada. Subproductos de la pota, como pieles, vísceras y cuellos, poseen un contenido proteico considerable (70%) pero suelen ser descartados. En esta investigación, se optimizaron y caracterizaron formulaciones de barras de cereal elaboradas con subproductos de pota y pseudocereales andinos, utilizando un diseño de mezcla simplex centroid de cinco corridas. Se evaluaron los efectos de dos variables independientes: subproductos nativos de colágeno de pota (NCPBP) y un aglutinante a base de jugo de piña (PJBF, por sus siglas en inglés), en un rango de 22–28%, sobre los contenidos de azúcar (%), proteína (%) y actividad antioxidante (μg Trolox/g peso seco) como variables de respuesta. La barra de cereal optimizada (M6) presentó un alto contenido de proteína (21,27 ± 1,51%), humedad (10,37 ± 0,04%), cenizas (2,57 ± 0,03%), grasa (15,12 ± 0,15%) y carbohidratos (53,67 ± 1,70%). Además, destacó por su contenido de polifenoles totales (1569 ± 268 μg equivalentes de ácido gálico/g peso seco), actividad antioxidante (1656 ± 77 μg Trolox/g peso seco), contenido del aminoácido esencial leucina (57,60 ± 0,52 mg/g de proteína) y una mayor digestibilidad in vitro (78,78 ± 1,40%) en comparación con la muestra control. La barra funcional obtuvo una aceptabilidad sensorial positiva (88,89%) y cumplió con los estándares establecidos en la normativa peruana. Esta barra se perfila como una alternativa nutritiva dentro de la industria alimentaria y propone una solución sostenible mediante el aprovechamiento de subproductos de pota, fomentando así una economía circular.

In recent years, consumers have been increasingly concerned about their health. Therefore, the snack market is rapidly developing more innovative and functional products such as cereal bars. Quinoa (Chenopodium quinoa) and kiwicha (Amaranthus caudatus) are Andean pseudocereals with protein (10.90–11.35%) content and other functional components that reduce the risk of cardiovascular diseases and inflammatory illnesses. Peru is the world’s second largest exporter of Pota (Dosidicus gigas), with 476.5 million metric tons in 2023; however, only between 50% and 70% of it has been taken advantage of. Pota by-products such as skins, viscera, and necks have significant protein content (70%) and are discarded. In this investigation, cereal bar formulations with Pota by-products and Andean pseudocereals were optimized and characterized using a five-run simplex centroid mixture design. The effects of two independent variables were examined, namely native collagen pota byproducts (NCPBP) and binder of pineapple juice with PJBF (22–28%), on the sugar (%), protein (%), and antioxidant (μg Trolox/g dry weight, dw) content as response variables. The optimized cereal bar (M6) showed high protein (21.27 ± 1.51%) content, moisture (10.37 ± 0.04%), ash (2.57 ± 0.03%), fat (15.12 ± 0.15%), carbohydrates (53.67 ± 1.70%), total polyphenol (1569 ± 268 μg Gallic acid equivalent/g dw) content, antioxidant activity (1656 ± 77 μg Trolox/g dw), essential amino acid–leucine (57.60 ± 0.52 mg/g protein) content, and higher in vitro digestibility (78.78 ± 1.40%) than the control sample. The cereal bar had a positive sensory acceptability (88.89%) and complied with Peruvian standards. The functional bar emerges as a nutritious alternative in the food industry and proposes a sustainable solution using Pota by-products, fostering a circular economy.