O desenvolvimento de materiais biodegradáveis, a partir de biopolímeros, para embalagens ou coberturas tem grande interesse para a indústria de alimentos. Na elaboração desses materiais, os amidos e as proteínas são muito usados por serem abundantes na natureza, de baixo custo e apresentam propriedades de formar filmes. A cañihua (Chenopodium pallidicaule), grão alto-andino pouco explorado industrialmente, tem altos conteúdos de carboidratos (~58 %) e proteínas (~18 %), e apresenta potencial para ser utilizado como matéria-prima na extração de amido comercial. Diante desse contexto, o objetivo desse trabalho foi extrair e caracterizar o amido de duas variedades de cañihua, Cupi (CC) e Illpa (CI), e selecionar uma dessas variedades para o desenvolvimento de filmes a base de amido ou de farinha. Além disso, a variedade selecionada foi usada para obter um material rico em amido e proteínas, denominado de farinha, que também foi usado para a produção de filmes biodegradáveis. Os grãos de cañihua das variedades Illpa e Cupi são muito similares na forma e tamanho dos grãos, porém os conteúdos de lipídios e cinzas são maiores para CC e o teor de fibras, para a CI. A extração do amido foi feita com solução de hidróxido de sódio (0,25 % m/v) e suas características estruturais, físico-químicas e funcionais foram determinadas. O rendimento desse processo foi de aproximadamente 33 %, e o amido da variedade CC apresentou maiores teores de lipídeos. Os amidos de ambas as variedades, observados em microscópio de varredura eletrônica, apresentaram superfícies granulares lisas e com formatos esféricos de pequeno tamanho (D[3,2] ~ 0,96 µm). A distribuição de tamanho de partícula, o índice de cristalinidade, os espectros de FTIR, poder de inchamento, propriedades óticas e térmicas foram semelhantes, porém o teor de amilose foi maior para a variedade CC. Maiores valores de solubilidade e viscosidade (propriedades de pasta) foram observados para o amido da variedade Cupi e pode estar associado ao maior conteúdo de amilose. O amido da cañihua Cupi foi selecionado para a produção de filmes, por apresentar maiores teores de amilose e de lipídeos. Na obtenção da farinha de CC, usando soluções de NaOH e HCl (0,2 N), o rendimento foi estimado em 56 % (g/100 g de grãos). O teor de proteínas na farinha foi de 79 % (g/100 g sólidos) em relação ao grão. O alto conteúdo de proteínas favoreceu a formação de aglomerados que foram observados nas micrografias da farinha de CC, que apresentou diferenças nas propriedades óticas, de pasta e de solubilidade em relação ao amido da mesma variedade. Os filmes de amido ou farinha foram obtidos pelo método casting com adição de glicerol como plastificante (15 g/100 g de macromoléculas). A caracterização da microestrutura permitiu observar as diferenças físicas entre os filmes de amido ou farinha de cañihua Cupi, assim como as características estruturais foram úteis para explicar o comportamento das outras propriedades. Em umidades relativas altas, os filmes de amido ou farinha CC apresentam o mesmo comportamento de sorção de umidade e permeabilidade ao vapor de água, no entanto, em contato direito com a água (solubilidade e ângulo de contato), esses materiais apresentaram comportamento diferentes, sendo que os filmes de amido são mais resistentes. As diferenças nas propriedades mecânicas dos filmes de amido e farinha foram significativas (p>0,05). O coeficiente de permeabilidade ao oxigênio foi menor para os filmes de amido do que para a farinha de CC. / The development of biodegradable materials based on biopolymers, films or coatings, have great interest for the food industry. For the production of these materials, starches and proteins are widely used because they are abundant in nature, have low cost and have films-forming property. Cañihua (Chenopodium pallidicaule), high Andean region grain underexplored industrially, has high carbohydrate content (~ 58 %) and proteins (~ 18 %) contents, and has the potential to be used as raw material in commercial starch extraction. In this context, the objectives of this study were to extract and characterize starch from two varieties cañihua, Cupi (CC) and Illpa (CI) and select a variety to develop starch films. Furthermore, the selected variety was used to obtain a rich starch and protein material, known as flour, which was also used to produce biodegradable films. Cañihua grains Illpa and Cupi varieties are very similar in shape and size, but the content of fat and ash are higher for CC and fiber content for the CI. The extraction of starch was performed with sodium hydroxide solution (0.25 % w/v) and their structural, physicochemical and functional characteristics were determined. The yield of this process was approximately 33 %, and CC variety starch showed higher levels of lipids. Starches from both varieties observed in scanning electron microscope, showed smooth granular surfaces and spherical shapes of small size (D3,2 ~ 0.96 µM). The particle size distribution, crystallinity index, FTIR spectra, swelling power, thermal and optical properties were similar, but the amylose content was higher for CC variety. Higher values of solubility and viscosity of pasting properties were observed for CC variety starch and may be associated with higher amylose contents. Cañihua Cupi starch was selected to produce films, due to the higher amylose and lipid content. CC flour was also extracted with NaOH solution and adjusting the pH to 5.0 with HCl (0.2 N) in the protein precipitation step, the yield of this extraction process was estimated at 56 %. The protein content of the flour was 79 % compared to this fraction in the grain. The high protein content favors the agglomerates formation which was observed in the CC flour micrographs that showed differences in solubility, optical and pasting properties. The starch or flour films were obtained by casting method with addition of glycerol (15 g/100 g of macromolecules), as plasticizer. The characterization of the microstructure allowed observation of physical differences between starch or flour films of cañihua Cupi, and also structural characteristics were useful to explain the behavior of the other properties. When submitted to high relative humidity, films exhibited the same moisture sorption capacity behavior and water vapor permeability, however in films were in direct contact to water (solubility analysis and contact angle), the behavior of starch and flour films were different, being the structures of the starch films most resistant. Differences in mechanical properties of starch and flour films were significant (p>0.05). The oxygen permeability coefficient was lower for cañihua Cupi starch films than cañihua Cupi flour films.

O desenvolvimento de materiais biodegradáveis, a partir de biopolímeros, para embalagens ou coberturas tem grande interesse para a indústria de alimentos. Na elaboração desses materiais, os amidos e as proteínas são muito usados por serem abundantes na natureza, de baixo custo e apresentam propriedades de formar filmes. A cañihua (Chenopodium pallidicaule), grão alto-andino pouco explorado industrialmente, tem altos conteúdos de carboidratos (~58 %) e proteínas (~18 %), e apresenta potencial para ser utilizado como matéria-prima na extração de amido comercial. Diante desse contexto, o objetivo desse trabalho foi extrair e caracterizar o amido de duas variedades de cañihua, Cupi (CC) e Illpa (CI), e selecionar uma dessas variedades para o desenvolvimento de filmes a base de amido ou de farinha. Além disso, a variedade selecionada foi usada para obter um material rico em amido e proteínas, denominado de farinha, que também foi usado para a produção de filmes biodegradáveis. Os grãos de cañihua das variedades Illpa e Cupi são muito similares na forma e tamanho dos grãos, porém os conteúdos de lipídios e cinzas são maiores para CC e o teor de fibras, para a CI. A extração do amido foi feita com solução de hidróxido de sódio (0,25 % m/v) e suas características estruturais, físico-químicas e funcionais foram determinadas. O rendimento desse processo foi de aproximadamente 33 %, e o amido da variedade CC apresentou maiores teores de lipídeos. Os amidos de ambas as variedades, observados em microscópio de varredura eletrônica, apresentaram superfícies granulares lisas e com formatos esféricos de pequeno tamanho (D[3,2] ~ 0,96 µm). A distribuição de tamanho de partícula, o índice de cristalinidade, os espectros de FTIR, poder de inchamento, propriedades óticas e térmicas foram semelhantes, porém o teor de amilose foi maior para a variedade CC. Maiores valores de solubilidade e viscosidade (propriedades de pasta) foram observados para o amido da variedade Cupi e pode estar associado ao maior conteúdo de amilose. O amido da cañihua Cupi foi selecionado para a produção de filmes, por apresentar maiores teores de amilose e de lipídeos. Na obtenção da farinha de CC, usando soluções de NaOH e HCl (0,2 N), o rendimento foi estimado em 56 % (g/100 g de grãos). O teor de proteínas na farinha foi de 79 % (g/100 g sólidos) em relação ao grão. O alto conteúdo de proteínas favoreceu a formação de aglomerados que foram observados nas micrografias da farinha de CC, que apresentou diferenças nas propriedades óticas, de pasta e de solubilidade em relação ao amido da mesma variedade. Os filmes de amido ou farinha foram obtidos pelo método casting com adição de glicerol como plastificante (15 g/100 g de macromoléculas). A caracterização da microestrutura permitiu observar as diferenças físicas entre os filmes de amido ou farinha de cañihua Cupi, assim como as características estruturais foram úteis para explicar o comportamento das outras propriedades. Em umidades relativas altas, os filmes de amido ou farinha CC apresentam o mesmo comportamento de sorção de umidade e permeabilidade ao vapor de água, no entanto, em contato direito com a água (solubilidade e ângulo de contato), esses materiais apresentaram comportamento diferentes, sendo que os filmes de amido são mais resistentes. As diferenças nas propriedades mecânicas dos filmes de amido e farinha foram significativas (p>0,05). O coeficiente de permeabilidade ao oxigênio foi menor para os filmes de amido do que para a farinha de CC. / The development of biodegradable materials based on biopolymers, films or coatings, have great interest for the food industry. For the production of these materials, starches and proteins are widely used because they are abundant in nature, have low cost and have films-forming property. Cañihua (Chenopodium pallidicaule), high Andean region grain underexplored industrially, has high carbohydrate content (~ 58 %) and proteins (~ 18 %) contents, and has the potential to be used as raw material in commercial starch extraction. In this context, the objectives of this study were to extract and characterize starch from two varieties cañihua, Cupi (CC) and Illpa (CI) and select a variety to develop starch films. Furthermore, the selected variety was used to obtain a rich starch and protein material, known as flour, which was also used to produce biodegradable films. Cañihua grains Illpa and Cupi varieties are very similar in shape and size, but the content of fat and ash are higher for CC and fiber content for the CI. The extraction of starch was performed with sodium hydroxide solution (0.25 % w/v) and their structural, physicochemical and functional characteristics were determined. The yield of this process was approximately 33 %, and CC variety starch showed higher levels of lipids. Starches from both varieties observed in scanning electron microscope, showed smooth granular surfaces and spherical shapes of small size (D3,2 ~ 0.96 µM). The particle size distribution, crystallinity index, FTIR spectra, swelling power, thermal and optical properties were similar, but the amylose content was higher for CC variety. Higher values of solubility and viscosity of pasting properties were observed for CC variety starch and may be associated with higher amylose contents. Cañihua Cupi starch was selected to produce films, due to the higher amylose and lipid content. CC flour was also extracted with NaOH solution and adjusting the pH to 5.0 with HCl (0.2 N) in the protein precipitation step, the yield of this extraction process was estimated at 56 %. The protein content of the flour was 79 % compared to this fraction in the grain. The high protein content favors the agglomerates formation which was observed in the CC flour micrographs that showed differences in solubility, optical and pasting properties. The starch or flour films were obtained by casting method with addition of glycerol (15 g/100 g of macromolecules), as plasticizer. The characterization of the microstructure allowed observation of physical differences between starch or flour films of cañihua Cupi, and also structural characteristics were useful to explain the behavior of the other properties. When submitted to high relative humidity, films exhibited the same moisture sorption capacity behavior and water vapor permeability, however in films were in direct contact to water (solubility analysis and contact angle), the behavior of starch and flour films were different, being the structures of the starch films most resistant. Differences in mechanical properties of starch and flour films were significant (p>0.05). The oxygen permeability coefficient was lower for cañihua Cupi starch films than cañihua Cupi flour films.

Introducción: Los cereales andinos oriundos del Perú son alimentos ricos en diferentes componentes bioactivos como los polifenoles y flavonoides. Estos alimentos se expenden en diferentes formas de presentación: enteros, en harinas, entre otros. Los procesos de transformación para la obtención de harinas de cereales andinos pueden afectar el contenido de polifenoles y flavonoides. Objetivo: Comparar el contenido total de polifenoles y flavonoides de diferentes extractos (libre, ácido y alcalino) en harinas artesanales, a granel e industriales de quinua (Chenopodium quinoa), kiwicha (Amarantus caudatus) y kañiwa (Chenopodium pallidicaule). Metodología: Análisis químico en alimentos de tipo descriptivo. El análisis se realizó en los laboratorios de química de la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, Chorrillos. Se analizaron harinas de tres tipos de cereales: quinua, kañiwa y kiwicha; en las presentaciones: envasadas industrialmente, expendidas a granel y obtenidas por molienda artesanal, en tres extracciones: medio no hidrolizado e hidrolizado en medio ácido y básico. Las muestras fueron analizadas utilizando espectroscopia molecular. Para la determinación de polifenoles totales se utilizó el método de Folin-Ciocalteu y para la determinación de flavonoides se utilizó el método colorimétrico de cloruro de aluminio. Resultados: Los resultados indican que la cantidad de polifenoles totales (548,07mg GAE/100g) y flavonoides (409,01mg CE/100g) fue mayor en las muestras de harina de kañiwa. Se encontró en casi todas las harinas de cereales mayores contenidos de polifenoles en las muestras a granel y artesanal que en las industriales. Sin embargo, no se encontró un patrón que diferencie las harinas artesanales, granel e industriales en el contenido de flavonoides. Discusión: La harina de kañiwa tiene mayor contenido de compuestos bioactivos por su resistencia frente a condiciones climáticas y pigmentación. Los resultados obtenidos muestran cierta diferencia en el contenido de polifenoles entre las harinas artesanal, granel e industrial, pero no es constante en todos los productos. Esto podría deberse a diferentes factores como: variedad del producto, condiciones de siembra, cosecha, almacenamiento, procesamiento y venta. Conclusiones: La harina de kañiwa tuvo el mayor contenido de compuestos bioactivos y la liberación de estos aumentó con la hidrólisis ácida y básica. Las harinas artesanales y a granel mostraron mayor contenido de polifenoles que las industriales, pero esto no ocurrió con los flavonoides. Pese a que el contenido de compuestos fenólicos pudo verse afectado por los procesos de transformación, las harinas analizadas aún mantuvieron un importante contenido de polifenoles y flavonoides, por lo tanto, su consumo podría tener beneficios para la salud. / Introduction: Andean cereals from Peru are rich in a wide range of bioactive compounds e.g. flavonoids phenolic acids with known effects on human health. These cereals are sold as grains and as flours. The transformation of these cereals can affect their healthy properties. Objective: Compare the total phenolic and contents of different forms of extractable phenolics (free, acidic and basic flavonoid hydrolysis) from artisanal, bulk and industrial flours of quinua (Chenopodium quinoa), kiwicha (Amarantus caudatus) and kañiwa (Chenopodium pallidicaule). Methodology: This analysis was performed in Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, Chorrillos. Were analyzed three kinds of cereals: kañiwa, kiwicha and quinua and three presentations of them: artisanal, in bulk and industrial and three extractions: non-hydrolyzed and hydrolyzed in acid and basic mediums. The samples were analyzed using visible molecular absorption spectroscopy. For the determination of polyphenols, the Folin-Ciocalteu method was used and for the determination of flavonoids the colorimetric reaction of aluminium chloride was applied. Results: The results indicated that the amount of total polyphenols (548.07mg GAE/100G) and total flavonoids (409.01mg CE/100G) was higher in kañiwa flour samples, and the acid and basic hydrolysis increased the total polyphenols and flavonoids. The majority of the results indicated high values of polyphenols in artisanal and in bulk samples. In flavonoids, the results were variable. Discussion: The high content of bioactives in kañiwa flour samples was due to the resistance in strong weather and the pigmentation. The results found in the artisanal, bulk and industrial presentations showed a difference of content of polyphenols but this was not a pattern in all the samples. It is because other factors can affect: the variety of the product, harvest conditions, storage, industrial and sale process. Conclusion: the kañiwa flour had the highest score of biocomponents and the liberation of them increased in the acid and basic hydrolysis. The artisanal, in bulk and industrial flours showed a higher content of polyphenols, but it did not occur with the content of flavonoids. The content of phenolic compounds was affected by the process of transformation but the flours analyzed maintained important content of polyphenols and flavonoids. Therefore, the consumption of these products has benefits in health.

Los antioxidantes protegen a las células del daño oxidativo, por lo que pueden tener un rol importante en la prevención de enfermedades crónicas. Los cereales andinos son alimentos oriundos del país que destacan por su valor nutricional y su capacidad antioxidante. Estos cereales pueden ser sometidos a procesos de molienda obteniendo así las harinas. El tipo de procesamiento y la forma en que se expenden al público puede afectar sus propiedades antioxidantes. Objetivo: Comparar la capacidad antioxidante por métodos de secuestro de radicales libres, quelación de hierro y mediante el índice compuesto de potencia antioxidante entre la harina de kañiwa, kiwicha y quinua en sus tres presentaciones: artesanal, a granel e industrial. Metodología: El análisis se realizó en los laboratorios de bioquímica de la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (2016). Se analizó la capacidad antioxidante de las muestras de harina de kañiwa, kiwicha y quinua en sus tres presentaciones mediante los métodos DPPH, ABTS y FRAP, luego se determinó un índice compuesto de potencia antioxidante. Todas las muestras se analizaron por espectroscopía molecular y por triplicado. Resultados: Los resultados señalan que la capacidad antioxidante fue mayor en harina de kañiwa (DPPH:19,20-120,41; ABTS: 30,70-320,59 y FRAP: 88,23-269,28 μmol TE/g) en sus tres tipos de extracción. Lo cual fue ratificado por el índice compuesto de capacidad antioxidante. Los extractos ácidos y alcalinos obtuvieron mayores resultados. Las presentaciones a granel e industrial mostraron una mayor capacidad antioxidante, esto no sucedió en todos los casos. Conclusiones : La harina de kañiwa presentó una mayor capacidad antioxidante. La hidrólisis alcalina y ácida extrajeron más compuestos antioxidantes. La presentación a granel e industrial mostró mayor capacidad antioxidante, no en todos los casos. / Antioxidants can act to protect cells from the oxidative damage, so they may play an important role in the prevention of chronic diseases. Andean cereals are foods originating from Perú that stand out for their nutritional value and antioxidant capacity. Whole grains can be subjected to grinding processes thus obtaining flours. Antioxidant capacity can be affected to the type of processing and the way it is sold to the public. Objective: The objective of the study was to compare antioxidant capacity by free radical sequestration methods, iron chelation and the composite index of antioxidant potency between kañiwa, kiwicha and quinoa in its three presentations: artisanal, bulk and industrial. Methodology: The analysis was performed in food biochemistry laboratories at the Peruvian University of Applied Sciences (2016). The antioxidant capacity of the kañiwa, kiwicha and quinoa flour samples was analyzed in their bulk, industrial and artisanal presentations through the DPPH, ABTS and FRAP methods, after a composite index of antioxidant potency was determined. All samples were analyzed by molecular spectroscopy and riplicate. Results: The antioxidant capacity was higher in kañiwa than in the samples of kiwicha and quinoa (DPPH:19.20-120.41; ABTS: 30.70-320.59 y FRAP: 88.23-269.28 μmol TE/g) in its three types of extractions. This was confirmed by the composite index of antioxidant capacity. The major results were found in the acid and alkaline extract. The bulk and industrial presentations showed greater antioxidant capacity but this does not happen in all cases. Conclusions: The kañiwa flour had a higher antioxidant capacity. The alkaline and acid extractions presented greater antioxidant capacity. A greater antioxidant capacity was obtained by the bulk and industrial presentations.