UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE …Así mismo, autorizo a la Universidad Central del...

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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

CARRERA DE QUÍMICA DE ALIMENTOS

Investigación del procedimiento óptimo para la disminución de la

concentración de potasio en leguminosas sometidas a cocción

Trabajo de titulación, modalidad proyecto de investigación, previo a la

obtención del Título de Química de Alimentos

Autora: Paredes Prado Pamela Estefanía

Tutora: Dra. Jibaja Soria Marina Guadalupe, MBA

Quito, 2019

ii



Derechos de autor

Yo, Pamela Estefanía Paredes Prado, en calidad de autora y titular de los derechos morales y

patrimoniales del trabajo de titulación: “Investigación del procedimiento óptimo para la

disminución de la concentración de potasio en leguminosas sometidas a cocción”,

modalidad proyecto de investigación, de conformidad con el Art.114 del CÓDIGO

ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD

E INNOVACIÓN, concedo a favor de la Universidad Central del Ecuador una licencia

gratuita, intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de la obra, con fines

estrictamente académicos. Conservo a mi favor todos los derechos de autor sobre la obra,

establecidos en la normativa citada.

Así mismo, autorizo a la Universidad Central del Ecuador para que realice la digitalización y

publicación de este trabajo de titulación en el repositorio virtual, de conformidad a lo dispuesto

en el Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior.

La autora declara que la obra objeto de la presente autorización es original en su forma de

expresión y no infringe el derecho de autor de terceros, asumiendo la responsabilidad por

cualquier reclamación que pudiera presentarse por esta causa y liberando a la Universidad de

toda responsabilidad.

Pamela Estefanía Paredes Prado

C.I. 1311465528

[email protected]

iii



Constancia de aprobación de la tutora

Yo, JIBAJA SORIA MARINA GUADALUPE, tutora designada por el Director de

Carrera de Química de Alimentos para la revisión del Proyecto de Tesis “Investigación

del procedimiento óptimo para la disminución de la concentración de potasio en

leguminosas sometidas a cocción”, preparado por la señorita Paredes Prado Pamela

Estefanía con cédula de identidad 1311465528, alumna de la Carrera de Química de

Alimentos, Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Central del Ecuador,

CERTIFICO que dicho Proyecto de investigación cumple con todos los requisitos

establecidos y ha sido APROBADO para su ejecución.

Quito, 22 de enero de 2019

Dra. Guadalupe Jibaja MBA

TUTORA

C.I. 1705412342

iv



Constancia de aprobación del trabajo final por parte del

tribunal lector-evaluador

El tribunal constituido por: Dra. Guadalupe Jibaja, MBA; BF. Darwin Roldán, MSc.; y

Q. Robert Alcocer, MSc., luego de revisar el trabajo de investigación presentado por la

estudiante Pamela Estefanía Paredes Prado, cuyo tema es: “Investigación del procedimiento

óptimo para la disminución de la concentración de potasio en leguminosas sometidas a

cocción”, previo a la obtención del título profesional de Química de Alimentos, resuelve

APROBAR el trabajo presentado.

Por constancia de lo acentuado firman:

Dra. Guadalupe Jibaja MBA.

TUTORA

C.I. 1705412342

BF. Darwin Roldán MSc. Q. Robert Alcocer MSc.

C.I. 1002174116 C.I. 1711432276

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Dedicatoria

El presente trabajo de investigación lo dedico con todo mi amor a mis padres Elizabeth

Prado y Pablo Paredes, por su esfuerzo, ejemplo, apoyo, confianza, cariño y sacrificio,

que han dedicado en mi crianza y desarrollo como ser humano. A mi querido hermano

David Paredes, quien siempre me apoya y permanece a mi lado en todo momento. A mis

queridas abuelitas Clemencia Fiallos y Rosa Ramos, por su cariño, ejemplo de

responsabilidad y deseos de superación, a nunca darse por vencida y luchar hasta el final.

Mi amada familia es mi pilar y motivo para seguir adelante, les dedico todo mi esfuerzo

pues son dignos merecedores de mis logros.

vi

Agradecimientos

Agradezco a mis padres por su apoyo incondicional, su cariño y dedicación, a mi

hermano por su comprensión y compañía, quienes me inspiran a cumplir mis metas y

seguir adelante.

Agradezco a mis amigos: Cristina Perasso, Juan Pablo Mena, Danilo Padilla, Juan Carlos

Muriel, Jessica Vaca, Camila Suárez, Margarita Morales por su amistad y afecto, gracias

por todas las experiencias compartidas.

Agradezco a mi tutora Dra. Guadalupe Jibaja, MBA por su paciencia, tiempo, dedicación

y apoyo en el desarrollo del trabajo de investigación.

Agradezco a la Universidad Central del Ecuador, por la formación académica,

profesional y personal, a mis profesores de la carrera, quienes han compartido su

conocimiento y me han guiado a ser un buen profesional y persona.

Agradezco a BF. Darwin Roldán, MSc. por su guía y conocimiento en la realización del

análisis experimental y del trabajo de investigación.

Agradezco a los docentes del Laboratorio de Química Analítica Instrumental, por su

apoyo y paciencia en la realización del análisis en el laboratorio.

Agradezco a la Ing. Vanesa Mena por su apoyo, guía y conocimiento para la realización

del tratamiento estadístico del trabajo de investigación.

Finalmente, agradezco a toda mi familia por su apoyo y preocupación.

vii

Índice de contenido

Introducción ...................................................................................................................... 1

Capítulo I .......................................................................................................................... 3

1. El Problema ............................................................................................................... 3

1.1. Planteamiento del problema............................................................................... 3

1.2. Formulación del problema ................................................................................. 5

1.3. Preguntas de investigación................................................................................. 5

1.4. Objetivos ............................................................................................................ 6

1.4.1. objetivo general. ......................................................................................... 6

1.4.2. objetivos específicos. .................................................................................. 6

1.5. Justificación e Importancia ................................................................................ 7

Capítulo II ......................................................................................................................... 9

2. Marco referencial ...................................................................................................... 9

2.1. Antecedentes de investigación ........................................................................... 9

2.2. Fundamentación teórica ................................................................................... 10

2.2.1. leguminosas. ............................................................................................. 10

2.2.2. composición nutricional o química de las leguminosas. .......................... 12

2.2.3. especies de leguminosas. .......................................................................... 13

2.2.4. concentración de potasio en leguminosas. ................................................ 16

2.2.5. potasio....................................................................................................... 17

2.2.6. fisiología del potasio................................................................................. 17

2.2.7. trastornos en el metabolismo del potasio.................................................. 19

2.2.8. falla renal o insuficiencia renal. ................................................................ 21

2.2.9. fenómenos de transporte en la membrana. ............................................... 24

2.2.10. difusión. ................................................................................................ 24

viii

2.2.11. cocción. ................................................................................................. 26

2.2.12. espectrofotometría de emisión atómica. ............................................... 28

2.3. Fundamentación legal ...................................................................................... 31

2.4. Hipótesis .......................................................................................................... 31

2.4.1. hipótesis alterna. ....................................................................................... 31

2.4.2. hipótesis nula. ........................................................................................... 32

2.5. Sistema de variables......................................................................................... 32

2.5.1. variable dependiente. ................................................................................ 32

2.5.2. variable independiente. ............................................................................. 32

Capítulo III ..................................................................................................................... 33

3. Metodología de investigación ................................................................................. 33

3.1. Diseño de Investigación ................................................................................... 33

3.2. Población y muestra ......................................................................................... 33

3.3. Métodos y materiales ....................................................................................... 34

3.3.1. materiales, reactivos y equipos. ................................................................ 34

3.3.2. obtención de las muestras. ........................................................................ 36

3.3.3. acondicionamiento de las muestras. ......................................................... 37

3.3.4. tratamiento 1 para la disminución de potasio con cambios de agua. ........ 37

3.3.5. tratamiento 2 para la disminución de potasio sin cambios de agua. ......... 37

3.3.6. métodos..................................................................................................... 37

3.3.7. codificación de las muestras. .................................................................... 39

3.4. Diseño Experimental........................................................................................ 40

3.5. Matriz de operacionalización de variables....................................................... 41

3.6. Técnica e instrumentos de recolección de datos .............................................. 42

3.6.1. validez....................................................................................................... 42

3.7. Técnicas y Procesamiento de datos ................................................................. 42

ix

Capítulo IV ..................................................................................................................... 44

4. Análisis y discusión de resultados ........................................................................... 44

4.1. Resultados ........................................................................................................ 44

4.1.1. curva de calibración. ................................................................................. 44

4.1.2. análisis espectrofotométrico de emisión atómica. .................................... 47

4.2. Análisis Estadístico .......................................................................................... 52

4.2.1. análisis estadístico de la concentración de potasio en la arveja. .............. 52

4.2.2. análisis estadístico de la concentración de potasio en el fréjol. ............... 60

4.2.3. análisis estadístico de la concentración de potasio en el haba. ................. 69

Capítulo V ...................................................................................................................... 78

5. Conclusiones y recomendaciones ........................................................................... 78

5.1. Conclusiones .................................................................................................... 78

5.2. Recomendaciones ............................................................................................ 79

Bibliografía ..................................................................................................................... 81

Anexos ............................................................................................................................ 89

x

Lista de tablas

Tabla 1. Composición nutricional de la Arveja. ............................................................. 13

Tabla 2. Composición nutricional del Fréjol. ................................................................. 14

Tabla 3. Composición nutricional del Haba. .................................................................. 15

Tabla 4. Materiales, equipos y reactivos para el acondicionamiento de las muestras. ... 35

Tabla 5. Materiales, equipos y reactivos para la aplicación de los Tratamientos. ......... 35

Tabla 6. Materiales, equipos y reactivos para la preparación de muestras de leguminosas...... 35

Tabla 7. Materiales, equipos y reactivos para la preparación de muestras de agua. ...... 36

Tabla 8. Materiales, equipos y reactivos para Análisis Espectrofotométrico. ................ 36

Tabla 9. Códigos de muestras. ........................................................................................ 39

Tabla 10. Operacionalización de variables. .................................................................... 41

Tabla 11. Valores de emisión de los estándares de Potasio. .......................................... 44

Tabla 12. Mínimos cuadrados ........................................................................................ 44

Tabla 13. Ajuste de la desviación estándar de la correlación. ........................................ 46

Tabla 14. Estimación lineal de la curva de calibración. ................................................. 47

Tabla 15. Valores de emisión de Potasio de los tratamientos aplicados en Arveja. ....... 47

Tabla 16. Valores de emisión de Potasio de los tratamientos aplicados en Fréjol. ........ 48

Tabla 17.Valores de emisión de Potasio de los tratamientos aplicados en Haba. .......... 48

Tabla 18. Valores de emisión de Potasio de las leguminosas tiernas y cocidas. ............ 48

Tabla 19. Factores de dilución aplicados en las muestras. ............................................. 49

Tabla 20. Valores de Concentración calculados de Potasio de Arveja. ......................... 50

Tabla 21. Valores de Concentración calculados de Potasio de Fréjol. ........................... 50

Tabla 22. Valores de Concentración calculados de Potasio de Haba. ............................ 51

Tabla 23. Valores de Concentración calculados de Potasio de las leguminosas. ........... 51

Tabla 24. Valores de Concentración de potasio de Arveja en los tratamientos. ............ 52

Tabla 25. Resultados de la prueba de normalidad del tratamiento 1 en la Arveja. ........ 53

Tabla 26. Resultados de la prueba de normalidad del tratamiento 2 en la Arveja. ........ 53

Tabla 27. Resultados de homogeneidad de varianzas en el tratamiento 1 en la Arveja. 54

Tabla 28. Resultados de homogeneidad de varianzas en el tratamiento 2 en la Arveja. 54

Tabla 29. Resultados de ANOVA dos factores de Arveja. ............................................ 56

xi

Tabla 30. Promedios de concentración de los tratamientos para Arveja. ....................... 57

Tabla 31. Prueba t de los tratamientos a los diferentes tiempos para Arveja. ................ 57

Tabla 32. Valores de Concentración de potasio en la muestra vegetal de Arveja. ......... 58

Tabla 33. Prueba t de los tratamientos en la muestra vegetal de Arveja ........................ 58

Tabla 34. Porcentajes de pérdida de los tratamientos en la Arveja. ............................... 60

Tabla 35. Valores de Concentración de potasio del Fréjol en los tratamientos. ............ 61

Tabla 36. Resultados de la prueba de normalidad del tratamiento 1 en el Fréjol. .......... 61

Tabla 37. Resultados de la prueba de normalidad del tratamiento 2 en el Fréjol. .......... 62

Tabla 38. Resultados de homogeneidad de varianzas en el tratamiento 1 en el Fréjol. . 62

Tabla 39. Resultados de homogeneidad de varianzas en el tratamiento 2 en el Fréjol. . 63

Tabla 40. Resultados de ANOVA dos factores de Fréjol. .............................................. 64

Tabla 41. Promedios de concentración de los tratamientos para Fréjol. ........................ 65

Tabla 42. Prueba t de los tratamientos a los diferentes tiempos para Fréjol. ................. 66

Tabla 43. Valores de Concentración de potasio en la muestra vegetal de Fréjol. .......... 66

Tabla 44. Prueba t de los tratamientos en la muestra vegetal de Fréjol. ........................ 67

Tabla 45. Porcentajes de pérdida de los tratamientos en el Fréjol. ................................ 68

Tabla 46. Valores de Concentración de potasio del Haba en los tratamientos. .............. 69

Tabla 47. Resultados de la prueba de normalidad del tratamiento 1 en el Haba. ........... 70

Tabla 48. Resultados de la prueba de normalidad del tratamiento 2 en el Haba. ........... 70

Tabla 49. Resultados de homogeneidad de varianzas en el tratamiento 1 en el haba. ... 71

Tabla 50. Resultados de homogeneidad de varianzas en el tratamiento 2 en el haba. ... 71

Tabla 51. Resultados de ANOVA dos factores de Haba. ............................................... 73

Tabla 52. Promedios de concentración de los tratamientos para Haba. ......................... 74

Tabla 53. Prueba t de los tratamientos a los diferentes tiempos para Haba. .................. 74

Tabla 54. Valores de Concentración de potasio en la muestra vegetal de Haba. ........... 75

Tabla 55. Prueba t de los tratamientos en la muestra vegetal de Haba. ......................... 75

Tabla 56. Porcentajes de pérdida de los tratamientos en el Haba. ................................. 77

xii

Lista de gráficos

Gráfico 1. Consumo promedio de leguminosas (g/día) por edad y género a escala nacional. .. 11

Gráfico 2. Curva de calibración: Emisión vs Concentración de Potasio. ....................... 45

Gráfico 3. Tiempo vs Concentración de potasio en las muestras de agua de Arveja. .... 59

Gráfico 4. Tiempo vs Concentración de potasio en las muestras de agua del Fréjol. .... 67

Gráfico 5.Tiempo vs Concentración de potasio en las muestras de agua del Haba. ...... 76

xiii

Lista de figuras

Figura 1. Estructura de la semilla de una Leguminosa. .................................................. 11

Figura 2. Clasificación de las leguminosas. ................................................................... 12

Figura 3. Contenido de minerales en Leguminosas. ....................................................... 16

Figura 4. Mecanismo de la Bomba de Sodio-Potasio..................................................... 18

Figura 5. Esquema del filtrado glomerular. .................................................................... 22

Figura 6. Etapas de la Insuficiencia Renal Crónica. ....................................................... 23

Figura 7. Esquema de un espectrofotómetro de emisión atómica de llama. .................. 30

Figura 8. Esquema de difusión simple a través de la membrana. ................................... 25

Figura 9. Esquema de difusión facilitada por las proteínas canales y carriers. .............. 26

xiv

Lista de ecuaciones

Ecuación 1. Ecuación de la recta. ................................................................................... 45

Ecuación 2. Sensibilidad de calibrado. ........................................................................... 45

Ecuación 3. Desviación estándar de la correlación. ....................................................... 46

Ecuación 4. Coeficiente de correlación. ......................................................................... 46

Ecuación 5. Límite de detección. ................................................................................... 46

Ecuación 6. Límite de cuantificación. ............................................................................ 46

Ecuación 7. Concentración de potasio en agua. ............................................................. 49

Ecuación 8. Concentración de potasio en la muestra vegetal. ........................................ 49

xv

Lista de anexos

Anexo A. Esquema causa - efecto .................................................................................. 89

Anexo B. Categorización de la variable dependiente ..................................................... 90

Anexo C. Categorización de la variable independiente.................................................. 90

Anexo D. Instrumento de Recolección de datos. ........................................................... 91

Anexo E. Matriz de validación ....................................................................................... 92

xvi

Glosario

ANOVA Análisis de la varianza.

ATP Adenosín tri-fosfato.

ENSANUT Encuesta Nacional de Salud y Nutrición.

EPO Eritropoyetina.

GFR Glomerular Filtration Rate.

IDR Ingesta Diaria Recomendada

IR Insuficiencia Renal.

IRA Insuficiencia Renal Aguda.

IRC Insuficiencia Renal Crónica.

IU Unidades Internacionales

LDL Low Density Lipoproteins.

OMS Organización Mundial de la Salud

USDA United States Department of Agriculture.

xvii

Investigación del procedimiento óptimo para la disminución de la concentración

de potasio en leguminosas sometidas a cocción

Autora: Pamela Estefanía Paredes Prado

Tutora: Marina Guadalupe Jibaja Soria

Resumen

Los trastornos en el metabolismo del potasio como la hiperpotasemia o la hipopotasemia,

son alteraciones de consecuencias graves que repercuten en la salud de los pacientes con

insuficiencia renal, por esta razón, estas personas deben someterse a dietas estrictas bajas

en este mineral. Esta investigación permitió determinar el procedimiento óptimo para la

disminución de la concentración de potasio en las leguminosas tiernas, arveja (Pisum

sativum L.), fréjol (Phaseolus vulgaris L.) y haba (Vicia faba L.), para mejorar la dieta

de los enfermos renales, mediante la aplicación de dos tratamientos. El primer

tratamiento consistió en la cocción de las leguminosas con tres cambios de agua cada 10

minutos, mientras que el segundo tratamiento radicó en una cocción simple durante 30

minutos. Las muestras obtenidas después de la aplicación de los tratamientos se

analizaron con cinco repeticiones, por el método de espectrofotometría de emisión

atómica de llama. El análisis estadístico evidenció la diferencia significativa entre ambos

tratamientos, demostrando que el primer tratamiento fue el procedimiento más efectivo

para reducir la concentración de potasio en las muestras de leguminosas analizadas, en

el cual, los porcentajes de pérdida de potasio en las leguminosas después de realizar la

cocción fue de 50,026% para la arveja, 51,561% para el fréjol y 60,077% para el haba.

La aplicación del tratamiento permite la inclusión de las leguminosas tiernas en la dieta

de los pacientes con deficiencia renal.

PALABRAS CLAVE: DISMINUCIÓN DE POTASIO, INSUFICIENCIA RENAL,

ESPECTROFOTOMETRÍA DE EMISIÓN ATÓMICA DE LLAMA, COCCIÓN,

LEGUMINOSAS.

xviii

Optimum procedure research for the decrease of the concentration of potassium

in leguminous plants subject to boil

Author: Pamela Estefanía Paredes Prado

Tutor: Marina Guadalupe Jibaja Soria

Abstract

The inconvenience in the potassium´s metabolism like hyperkalemia or the hypokalemia,

which are changes of serious result that have an effect on the health of the patients with

renal kidney disease, for that reason these kind of persons will be subjected to severe

diets fall in potassium. This research let us to establish the optimum procedure of

potassium’s decrease in soft leguminous plants like peas (Pisum sativum L.), bean

(Phaseolus vulgaris L.), and green broad bean (Vicia faba L.), in order to manage the

nutritional information from the renal disease patients, through the implementation of

two process treatment. The first one consisted of cooking from the leguminous with a

triple change of boil water each 10 minutes, while the second one consisted of a simple

cooking during 30 minutes. The samples obtained from this research after the application

of the treatment, were analyzed five times repetition, with flame atomic emission

spectrophotometry. The statistical analysis showed a significant difference between these

two treatments, showing that the first method was the most important procedure to reduce

the leguminous potassium´s concentration by analyzed sample, through these research

the percentage of boil leguminous potassium´s loss were 50,026% for peas, 51,561% for

bean and 60,077% for green broad bean. In summary, this method permits the insertion

of the soft leguminous in the diet of the renal disease patients.

KEY WORDS: POTASSIUM DECREASE, RENAL KIDNEY DISEASE, ATOMIC

EMISSION SPECTROPHOTOMETRY, COOKING, LEGUMINOUS.

1

Introducción

La insuficiencia renal es una grave enfermedad que se ha convertido en un problema

de salud pública aumentado su incidencia a nivel mundial. Se produce por la falla de los

riñones, debido a que no pueden filtrar la sangre y eliminar el exceso de líquidos,

minerales y desechos, los cuales se acumulan en el organismo y aumentan la presión

arterial. El tratamiento de esta enfermedad incluye la hemodiálisis y junto con ello se

realizan cambios en el estilo de vida del paciente, sobretodo en la alimentación, dado que

ciertos alimentos en su composición presentan sustancias que pueden ocasionar daños en

dichos pacientes como es el caso del potasio, pues puede provocar complicaciones

cardiacas y neuronales.

La presente investigación tiene por objetivo determinar el procedimiento óptimo para

la disminución de la concentración de potasio en las leguminosas tiernas: arveja (Pisum

sativum L.), fréjol (Phaseolus vulgaris L.) y haba (Vicia faba L.), con el fin de ayudar a

los pacientes con insuficiencia renal, incrementando el conocimiento y las opciones para

el consumo de los alimentos. Por lo tanto, la investigación se desarrolló a través de

capítulos que permitieron proyectar la temática de forma efectiva. Siendo el contenido

de cada uno de los capítulos descrito a continuación:

Capítulo I, El problema, en este capítulo se analiza y formula el problema de la

investigación junto con las preguntas directrices, para obtener los objetivos, además de

incluirse la justificación e importancia de la investigación, con la finalidad de resaltar el

contenido del estudio y su utilización en el campo de la medicina para ayudar a los

pacientes con insuficiencia renal.

Capítulo II, Marco de referencia, el capítulo incluye: los antecedentes de la

investigación, es decir las investigaciones que se han realizado con la misma temática,

debido a que se ha visto la importancia del contenido de potasio en los alimentos que

ingieren los pacientes con insuficiencia renal y pacientes con fallos cardiacos, también

incluye el marco teórico basado en la categorización de variables, marco legal al que se

encuentra regido la investigación, hipótesis e identificación de las variables.

2

Capítulo III, Marco metodológico, comprende: el diseño de la investigación, donde se

plantea el paradigma, nivel y tipos de investigación al que pertenece el trabajo, también

se plantea la población, muestra, materiales y métodos necesarios para la realización del

experimento para disminuir el potasio, la operacionalización de las variables con los que

se trabajaran, así como el planteamiento del análisis estadístico con lo que se comprueban

las hipótesis.

Capítulo IV, Análisis y discusión de resultados, el capítulo abarca: los resultados

obtenidos después de realizado el experimento, junto con el análisis estadístico que

demuestra el mejor procedimiento de cocción para reducir el potasio en las leguminosas

tiernas.

Capítulo V, Conclusiones y recomendaciones, en el capítulo se incluyen las

conclusiones que cumplen con los objetivos planteados y las recomendaciones con la

cual se busca ser de utilidad para futuras investigaciones.

También se incluye la bibliografía utilizada en el proceso de desarrollo del proyecto

de investigación, junto con los anexos necesarios para la elaboración del mismo, en los

que se incluyeron el esquema causa – efecto, la categorización de las variables, el

instrumento de recolección de datos junto con su matriz de validación.

3

Capítulo I

1. El Problema

1.1. Planteamiento del problema

La insuficiencia renal se ha convertido en una enfermedad de gran impacto en la

sociedad moderna al ser un problema de salud pública para todos los países. Esta

enfermedad se debe a la falla en el correcto funcionamiento de los riñones, los cuales son

los encargados de filtrar los desechos de la sangre. Cuando los riñones no funcionan

correctamente, los desechos se acumulan en el cuerpo, la presión arterial se eleva y el

cuerpo retiene el exceso de líquidos. La prevalencia de la enfermedad renal en América

latina es de 650 pacientes por cada millón de habitantes, con un incremento estimado del

10% anual (Sociedad Latinoamericana de Nefrología e Hipertensión, 2013).

La hipertensión y la diabetes son enfermedades donde en la mayoría de los casos en

los que ocurren degeneran en una insuficiencia renal, junto con la mala alimentación, la

obesidad y la falta de actividad física. La presión arterial alta y el alto contenido de azúcar

en la sangre aceleran la afectación cardiovascular y el desarrollo de la insuficiencia renal.

Aproximadamente uno de cada tres adultos con diabetes, y uno de cada cinco adultos con

presión arterial alta pueden tener enfermedades renales (Centro para el Control y la

Prevalencia de Enfermedades del Departamento de Salud y Servicios Humanos de los

EE.UU., 2017).

La insuficiencia renal también puede estar asociada a una malnutrición y anemia de

las personas que padecen esta enfermedad. La ingesta inadecuada de alimentos es la

principal causa, debido al bajo consumo de nutrientes como el potasio, sodio o fósforo y

la disminución de la ingesta de cierto tipo de alimentos proteicos y calóricos. En un

estudio realizado por un Grupo de consenso de la Sociedad Española de Diálisis y

Trasplante (2006), el aporte calórico mínimo para mantener el balance es de

35 kcal/kg/día y el aporte proteínico, 1,2 g/kg/día en hemodiálisis (Huarte Loza, y otros,

2006).

4

Parte de una mala nutrición es el bajo consumo de minerales, como es el potasio. Este

mineral posee múltiples beneficios en nuestra salud como la conducción nerviosa y la

contracción del músculo esquelético y cardíaco, además de ayudar a disminuir la presión

arterial (Young, 2001). También regula la presión osmótica intracelular y mantiene la

fuerza iónica adecuada para la actividad de las enzimas. Sin embargo, no todas las

personas pueden verse beneficiadas del consumo de potasio, debido a que los pacientes

que poseen insuficiencia renal y deficiencia cardíaca no la pueden procesar

correctamente y pueden padecer trastornos de metabolismo del potasio.

Los pacientes que presentan hiperpotasemia (aumento de la concentración de potasio

en la sangre por encima de 5,5 mEq/L), tienen alterada su capacidad de excretar el

potasio, en el cual, un pequeño cambio en la concentración puede llevar a una

insuficiencia cardíaca (Sociedad Chilena de Nefrología, 2013). Por otro lado, la

hipopotasemia (la concentración de potasio en la sangre es inferior a 3,5 mEq/L), es un

trastorno en el cual, los riñones eliminan en mayor cantidad el potasio para mantener el

equilibrio, la deficiencia en potasio puede provocar retraso en el crecimiento, incapacidad

para la síntesis de proteínas tisulares y alteraciones en la síntesis proteica de los

ribosomas (Tejada, 2008). Por consiguiente, es necesario una disminución de la ingesta

de potasio proveniente de los alimentos en el caso de los pacientes con IR o fallos

cardíacos, sin eliminar de la dieta su consumo, pues cumple con ciertas funciones que no

pueden ser reemplazadas.

Las leguminosas son alimentos que poseen un alto contenido de proteínas, potasio y

fósforo, y no es recomendado el consumo de leguminosas secas en personas que

presentan insuficiencia renal. Debido a la acumulación del potasio y su difícil excreción

por parte de los riñones, se limita su consumo de una a dos raciones por semana

(Donostia, 2013). La dosis recomendada de potasio para una persona normal es de

3510 mg/día, mientras que para un paciente con enfermedad renal es de una ingesta

menor a 2000 mg/día (Organización Mundial de la Salud, 2013). Sin embargo, no se han

realizado suficientes estudios del contenido de potasio en leguminosas y su

desconocimiento puede afectar a las personas con deficiencia renal, pues al evitar su

consumo corrobora la mala alimentación que poseen estos pacientes.

5

Esta investigación buscó ayudar a la sociedad, aumentando la información sobre una

de las más graves patologías que cada día se extiende en la población ecuatoriana. Debido

a que no existen muchas investigaciones relacionadas con el tema a parte de las guías

alimentarias, de las cuales no se ha demostrado su efectividad. Los pacientes que poseen

insuficiencia renal se ven limitados en el consumo de cierto tipo de alimentos que

repercuten en su salud, al incrementar sus opciones de alimentos que no afecten su dieta,

se contribuye a que disminuya el riesgo de mortalidad de dichos pacientes.

1.2. Formulación del problema

¿Es posible determinar el procedimiento óptimo para la disminución de la

concentración de potasio en las leguminosas tiernas, arveja (Pisum sativum L.), fréjol

(Phaseolus vulgaris L.) y haba (Vicia faba L.) para mejorar la dieta de los enfermos

renales?

1.3. Preguntas de investigación

¿Cómo se determina la concentración de potasio en leguminosas tiernas, arveja

(Pisum sativum L.), fréjol (Phaseolus vulgaris L.) y haba (Vicia faba L.)?

¿Qué procedimientos son aplicados en las leguminosas tiernas, arveja (Pisum sativum

L.), fréjol (Phaseolus vulgaris L.) y haba (Vicia faba L.)?

¿Cómo se determina la concentración de potasio presente en el agua de cocción

correspondiente a los procedimientos ejecutados en leguminosas tiernas, arveja (Pisum

sativum L.), fréjol (Phaseolus vulgaris L.) y haba (Vicia faba L.)?

¿Cómo se determina la concentración de potasio en leguminosas cocidas, después de

la aplicación de los tratamientos en arveja (Pisum sativum L.), fréjol (Phaseolus vulgaris

L.) y haba (Vicia faba L.)?

¿Cómo se diferencia la pérdida de la concentración de potasio de los procedimientos

de cocción realizados en las leguminosas tiernas, arveja (Pisum sativum L.), fréjol

(Phaseolus vulgaris L.) y haba (Vicia faba L.)?

¿Cómo se establece si existe diferencia entre la concentración de potasio en las

leguminosas tiernas, arveja (Pisum sativum L.), fréjol (Phaseolus vulgaris L.) y haba

6

(Vicia faba L.), al compararlas con la concentración de potasio presente tanto en el agua

de cocción como en el alimento cocido?

1.4. Objetivos

1.4.1. objetivo general.

Determinar el procedimiento óptimo para la disminución de la concentración de

potasio en las leguminosas tiernas, arveja (Pisum sativum L.), fréjol (Phaseolus vulgaris

L.) y haba (Vicia faba L.).

1.4.2. objetivos específicos.

Determinar la concentración de potasio en leguminosas tiernas, arveja (Pisum sativum

L.), fréjol (Phaseolus vulgaris L.) y haba (Vicia faba L.) mediante un procedimiento

basado en el Método Oficial AOAC 953.01, metales en plantas.

Aplicar los tratamientos de cocción con o sin cambio de agua en leguminosas tiernas,

arveja (Pisum sativum L.), fréjol (Phaseolus vulgaris L.) y haba (Vicia faba L.).

Determinar la concentración de potasio presente en el agua de cocción

correspondiente a los tratamientos ejecutados en leguminosas tiernas, arveja (Pisum

sativum L.), fréjol (Phaseolus vulgaris L.) y haba (Vicia faba L.), mediante un

procedimiento basado en el Método Oficial AOAC 953.01, metales en plantas.

Determinar la concentración de potasio en leguminosas cocidas, después de la

aplicación de los tratamientos en arveja (Pisum sativum L.), fréjol (Phaseolus vulgaris

L.) y haba (Vicia faba L.), mediante un procedimiento basado en el Método Oficial

AOAC 953.01, metales en plantas.

Realizar el tratamiento estadístico en el agua de cocción para determinar si existe

diferencia significativa entre las diferentes condiciones de cocción ejecutadas en las

leguminosas tiernas, arveja (Pisum sativum L.), fréjol (Phaseolus vulgaris L.) y haba

(Vicia faba L.).

Determinar si existe diferencia entre la concentración de potasio en las leguminosas

tiernas, arveja (Pisum sativum L.), fréjol (Phaseolus vulgaris L.) y haba (Vicia faba L.)

7

al compararlas con la concentración de potasio presente en el agua de cocción y en el

alimento cocido.

1.5. Justificación e Importancia

La insuficiencia renal es un problema de salud pública que afecta a millones de

personas y cada año aumenta su incidencia en el mundo, puede ser predecesor de

enfermedades cardiovasculares y mortalidad en general. Según el ministerio de salud

pública, se considera que aproximadamente del 10 al 12% de la población mundial,

padece algún grado de fallo renal (Ministerio de Salud Pública, 2015). La Diabetes

Mellitus tipo 2 y la Hipertensión Arterial son las principales causas de la enfermedad; el

sobrepeso, obesidad, la mala alimentación, la falta de actividad física y el sedentarismo

son factores predisponentes a convertirse en insuficiencia renal.

La terapia de reemplazo renal o hemodiálisis es el tratamiento más utilizado para

eliminar las toxinas y el líquido extra de la sangre que los riñones no pueden procesar,

durante este proceso algunos pacientes presentan desnutrición. Los pacientes con

tratamiento de diálisis poseen una fuerte asociación entre las complicaciones clínicas, la

malnutrición y la inflamación, que incrementa la morbilidad y mortalidad, el cual puede

desencadenar en enfermedad cardiovascular (Puchulu, 2011).

La ingesta inadecuada y desequilibrada de los alimentos en los pacientes con

insuficiencia renal puede conllevar a graves complicaciones como la anemia,

enfermedades cardiovasculares, y muchas otras. Por esta razón, se deben consumir

alimentos ricos en nutrientes que brinden energía al cuerpo, como son las leguminosas,

verduras, frutas y carnes que no deben ser eliminados de la dieta de los pacientes. Sin

embargo, estos alimentos poseen en su composición química un alto contenido de potasio

(Salvador, 2011).

El potasio es un mineral que se encuentra presente en la mayoría de los alimentos,

en mayor grado en verduras, leguminosas, frutas y frutos secos. Este mineral participa en

el funcionamiento de los sistemas, nervioso y muscular, siendo los riñones los encargados

de mantener la cantidad adecuada de potasio, no obstante, cuando estos no funcionan

adecuadamente, el potasio se acumula en la sangre y al elevarse su cantidad puede

aumentar el ritmo cardíaco y ser causante de una falla cardíaca. Las personas con

deficiencia renal tienen a su alcance guías alimentarias específicas para mantener una

8

dieta adecuada y equilibrada, sin embargo, estas no especifican la concentración

aproximada de potasio que se elimina con la realización de los procesos culinarios y no

se puede asegurar la cantidad exacta de potasio que consume el paciente.

Considerando lo anterior, se debe evitar la malnutrición de los pacientes que padecen

de insuficiencia renal, sin eliminar el consumo de alimentos ricos en proteínas,

carbohidratos y minerales, debido a que una dieta inapropiada puede fomentar el

deterioro del paciente. Por esta razón, se debe tomar medidas para reducir el contenido

de potasio presente en los alimentos. En esta investigación se buscó disminuir la

concentración de potasio en las leguminosas tiernas por medio de cocción, para prevenir

daños en la salud del paciente. El estudio otorgó mayor información sobre el contenido

de potasio en las leguminosas, nutritivas y beneficiosas para el ser humano, con la

importancia de poner en práctica las competencias adquiridas a lo largo de la carrera

profesional en servicio de la comunidad.

9

Capítulo II

2. Marco referencial

2.1. Antecedentes de investigación

En un estudio realizado por el Grupo de Consenso de la Sociedad Española de Diálisis

y Trasplante (2006) en el Hospital San Millán, denominado: “Nutrición en pacientes en

diálisis”, manifestaron que la desnutrición en pacientes con IR, sobretodo en pacientes

que han iniciado su tratamiento de diálisis, tiene alta prevalencia e importante

repercusión en la morbilidad total. Cuando inicia el tratamiento de diálisis, existe mejoría

notable en el paciente incluyendo sus aspectos nutricionales, sin embargo, en algunos

pacientes la mejoría es transitoria. Son múltiples las causas por las que se produce la

desnutrición, la más importante es la baja ingesta de nutrientes. Por esta razón, en el

estudio se concluyó que la intervención nutricional se debe iniciar desde el momento que

el paciente comienza el tratamiento de diálisis con evaluación, seguimiento periódico y

protocolizado (Huarte Loza, y otros, 2006).

Salvador (2011) en su investigación “Asistencia nutricional para pacientes con

insuficiencia renal crónica en proceso de hemodiálisis”, describe una educación

nutricional para el paciente en tratamiento de hemodiálisis, con directrices alimentarias

dirigidas al paciente durante el proceso de hemodiálisis en una guía de asistencia

nutricional, con los conocimientos necesarios para una correcta alimentación en el

tratamiento, identificando los nutrientes más importantes que deben ser controlados y en

que alimentos están presentes; exponiendo aquellos que son permitidos y restringidos.

Se concluye en la investigación que la buena comprensión y cumplimiento de las

recomendaciones dietéticas contribuye a mejorar el estilo de vida de los enfermos renales

(Salvador, 2011).

En un estudio realizado en el Departamento de Producción Animal y Ciencia de los

Alimentos de la Universidad de Zaragoza, España, por Martínez y otros (2016),

denominado: “Reducción del contenido de potasio de las judías verdes y las acelgas

mediante el proceso culinario. Herramientas para la enfermedad renal crónica”,

10

analizaron la efectividad de la reducción del contenido de potasio mediante procesos

culinarios en productos vegetales en diferentes estados, frescos, congelados y en

conserva. Los procesos culinarios consistieron en cinco técnicas: remojo, remojo con

cocción normal, remojo con doble cocción, cocción normal y doble cocción; en todos los

casos se mantuvo una relación de 100 g/1,5 L. Los resultados del contenido de potasio

se obtuvieron mediante espectrofotometría de emisión de llama, y se concluyó que los

vegetales en las condiciones de trabajo planteadas junto con el procesado y la utilización

de los procesos culinarios, permitieron la pérdida en mayor o menor grado de potasio

hasta niveles aceptables (Martínez Pineda, Yagüe Ruiz, Caverni Muñoz, & Vercet

Tormo, 2016).

2.2. Fundamentación teórica

2.2.1. leguminosas.

Las leguminosas pertenecen a la familia vegetal Fabaceae o Leguminosae y

constituyen el tercer grupo más numeroso de plantas en el planeta, que incluyen más de

600 géneros y más de 13000 especies (Araneda, 2018). Son una fuente de proteínas y

aminoácidos esenciales, aportan carbohidratos, fibra alimentaria y micronutrientes,

además que su contenido de grasa y sus esteroles ayuda a mantener bajos los niveles de

colesterol LDL y reducir la presión arterial (FAO, 2016). Las leguminosas son las

semillas desarrolladas en el interior de vainas, y su fruto seco se conoce como legumbres.

El consumo per cápita mundial de leguminosas fue de 6,8 Kg/persona/año en el año

2011, sin embargo, para los países menos desarrollados su consumo fue mayor, llegando

a ser 10,9 Kg/persona/año (Araneda, 2018). La Encuesta Nacional de Salud y Nutrición

(ENSANUT) en el año 2012, indica el consumo promedio de leguminosas en el Ecuador

por grupos de edad y género, cuyos resultados se presentan en el gráfico 1; en el cual, el

consumo promedio de leguminosas es de 42 g/día a escala nacional; mayor en hombres

respecto a mujeres y se evidencia el incremento progresivo conforme a la edad, es decir,

el consumo de leguminosas es mayor, al aumentar la edad (Ministerio de Salud Pública,

2014).

11

Gráfico 1. Consumo promedio de leguminosas (g/día) por edad y género a escala

nacional.

Fuente: (Ministerio de Salud Pública, 2014)

La estructura de las leguminosas es similar en casi todas las especies, donde la semilla

está formada por la yema y la radícula de donde brotará la raíz, tallo y hojas. Los

cotiledones guardan todos los aportes nutricionales de este grupo de alimentos, además

de constituir casi el 90% del grano, compuesto principalmente de almidón, proteínas y

cuerpos grasos. La cáscara representa aproximadamente el 7 - 9% del total del grano,

constituida por celulosa, hemicelulosa y pectinas (Badui Dergal, 2012).

Figura 1. Estructura de la semilla de una leguminosa.

Fuente: (Aguado & Fernández, 2008)

12

Figura 2. Clasificación de las leguminosas.

Elaborado por: Autora

2.2.2. composición nutricional o química de las leguminosas.

Las leguminosas son un complejo grupo de alimentos con grandes cualidades

nutricionales que ayudan a la salud y la prevención de enfermedades. Presentan un

contenido de carbohidratos de aproximadamente 55 a 65% del peso total, la mayoría son

almidones (Aparicio & Espinosa, 2015). La proteína varía desde el 20% hasta el 38- 40%,

compuesto principalmente por aminoácidos como fenilalanina, isoleucina, lisina,

leucina, treonina y valina, siendo deficiente en metionina (Badui Dergal, 2012). La grasa

casi no está presente en las leguminosas, a excepción de las oleaginosas, que varía de 15

a 47%. Son buena fuente de vitaminas del grupo B y minerales como hierro, fósforo y

potasio.

Los colorantes naturales presentes en las leguminosas al igual que en las hortalizas,

son muy diversos. En las leguminosas de color verde predomina la clorofila, mientras

que los carotenoides están presentes en los colores rojos y amarillos o anaranjados (Primo

Yúfera, 1998).

Leguminosas

Granos secos

Semillas secas maduras

Alto contenido de

carbohidratos (almidón) y minerales

Ejemplo: Garbanzos,

lentejas, judías, habas

Oleaginosas

Semillas ricas en aceite

Alto contenido de lípidos y

bajo de carbohidratos

Ejemplo: Soja y maní

Granos tiernos o Verduras

Semillas verdes no maduras

Alto contenido de carbohidratos,

vitaminas y minerales. Mayor

humedad.

Ejemplo: Habas verdes y

guisantes

13

2.2.3. especies de leguminosas.

2.2.3.1. Arveja.

La arveja (Pisum sativum L.) tiene su origen en el Oriente y Mediterráneo, su cultivo

se desarrolla en la zona andina a una altitud de 2000 a 3300 m., es decir se cultiva en

zonas templadas y frías. Botánicamente pertenece a la familia de las Fabáceas. Son

plantas anuales, de tallos trepadores con zarcillos foliares. Las provincias con mayor

producción son: Carchi, Imbabura, Pichincha, Chimborazo, Bolívar y Cañar (Peralta E. ,

Murillo, Mazon, Monar, & Rivera, 2010). El grano tierno comestible contiene: agua,

hidratos de carbono, proteínas, lípidos, fibras, sodio, potasio, calcio, fósforo, hierro,

vitaminas A, B y C (Hurrell, Ulibarri, Delucchi, & Pochettino, 2009). Las semillas

pueden ser consumidas inmaduras como secas. La Tabla 1 muestra la composición

nutricional de la arveja.

Tabla 1. Composición nutricional de la Arveja.

Nutrientes Unidades Valor por cada 100g

Agua g 62,27

Proteína g 10,56

Grasa total g 0,82

Carbohidratos g 32,53

Vitamina C mg 10,4

Tiamina mg 0,225

Niacina mg 3,08

Vitamina A IU 166

Calcio mg 36

Hierro mg 2,26

Magnesio mg 56

Fósforo mg 165

Potasio mg 381

Sodio mg 20

Zinc mg 1,05

Adaptado de: (USDA, Basic Report: 11316, Peas, mature seeds, sprouted, raw, 2018)

14

2.2.3.2. Fréjol.

El fréjol o frijol (Phaseolus vulgaris L.) es una planta perteneciente a la familia de las

Fabáceas, corresponde a la tribu Phaseoleae de la subfamilia Papilionoideae dentro del

orden Rosales. Tiene su origen en América y se encuentra presente en los 5 continentes.

La planta de fréjol es anual, herbácea y trepadora. Su cultivo se desarrolla en la zona

andina a una altitud de 1200 a 2500 m. en áreas de valle. Las provincias con mayor

producción son: Carchi, Imbabura, Pichincha, Tungurahua, Azuay y Loja (Peralta E. ,

Murillo, Mazon, Monar, & Rivera, 2010). El fruto es una vaina con dos valvas y las

semillas pueden ser consumidas inmaduras como secas, e incluso se puede consumir la

vaina entera y las hojas. La Tabla 2 muestra la composición nutricional del fréjol.

Tabla 2. Composición nutricional del Fréjol.


Agua g 11,75

Proteína g 22,53

Grasa total g 1,06


Fibra g 15,2

Vitamina C mg 4,5

Tiamina mg 0,608

Riboflavina mg 0,215

Niacina mg 2,110

Vitamina E mg 0,21

Calcio mg 83,0

Hierro mg 6,69

Magnesio mg 138

Fósforo mg 406

Potasio mg 1359

Sodio mg 12,0

Zinc mg 2,79

Adaptado de: (USDA, Basic Report: 16032, Beans, kidney, red, mature seeds, raw, 2018)

15

2.2.3.3. Haba.

El haba (Vicia faba L.) es una hierba anual perteneciente a la familia de las Fabáceas

que tiene su origen al igual que la arveja en el Oriente y Mediterráneo. Su cultivo se

desarrolla en la zona andina a una altitud de 2600 a 3500 m. con clima templado. El grano

contiene aproximadamente 77% de agua, 10% de hidratos de carbono, 9% de proteínas,

3% de fibra, 0,7% de lípidos, potasio, hierro, calcio, fósforo y vitaminas A, B y C

(Hurrell, Ulibarri, Delucchi, & Pochettino, 2009). Las semillas pueden ser consumidas

inmaduras como secas, éstas son de tamaño mediano y de forma oblonga. La Tabla 3

muestra la composición nutricional del Haba.

Tabla 3. Composición nutricional del Haba.


Proteína g 23,33

Grasa total g 20,00


Fibra g 10,0

Azúcares totales g 0,00

Vitamina D IU 0,0

Ácidos grasos

saturados g 8,330

Ácidos grasos

trans g 0,000

Colesterol mg 0,0

Vitamina A IU 333

Vitamina E mg 1,16

Vitamina K µg 40,9

Calcio mg 33

Hierro mg 3,00

Potasio mg 667

Sodio mg 633

Adaptado de: (USDA, Full Report (All Nutrients): 45357234, BROAD BEAN, UPC:

819316020127, 2018)

16

2.2.4. concentración de potasio en leguminosas.

La información sobre el contenido de nutrientes de los alimentos es de gran

importancia para ser usada en varias aplicaciones en el ámbito de la salud. El potasio es

un mineral presente en la mayoría de los alimentos con varias funciones en el cuerpo

humano, sin embargo, el conocer el contenido de potasio de los alimentos ayuda a

cumplir con la ingesta diaria recomendada y evitar complicaciones a la salud. Por esta

razón, se presenta a continuación una ilustración de la composición de algunos alimentos,

donde se indica la cantidad de los minerales en las leguminosas en 100 g de producto:

Fuente: (Enjamio, y otros, 2016)

Figura 3. Contenido de minerales en leguminosas.

17

2.2.5. potasio.

El potasio es un elemento químico de la tabla periódica cuyo peso atómico es 39,098.

Es un nutriente importante en el desarrollo de la planta y cumple con varias funciones

dentro de ella. Es absorbido por las raíces en forma de K+, y se disuelve en los fluidos de

la planta, fomentando la formación de proteínas, almidón, celulosa y lignina, además de

participar activamente en la fotosíntesis y el intercambio gaseoso (Plaster, 2005).

El ión potasio es un macro-mineral esencial en la dieta humana, soluble en agua,

principal regulador de la presión osmótica intracelular y mantiene la fuerza iónica

adecuada para la actividad de las enzimas. La dosis recomendada para una persona

normal es de 3510 mg/día (90 mmol/día) como mínimo en adultos, mientras que para un

paciente con enfermedad renal es una ingesta menor a 2000 mg/día. El potasio se

encuentra en una gran variedad de alimentos como leche, huevos, carne, pescado,

cereales, leguminosas, verduras y frutas (Organización Mundial de la Salud, 2013).

2.2.6. fisiología del potasio.

El potasio es el catión más abundante presente en las células del cuerpo humano, cuya

función principal es la conducción de los impulsos nerviosos y la contracción muscular.

Las principales reservas corporales de potasio en el cuerpo son los músculos esqueléticos

y el hígado, sin embargo, estas pueden variar dependiendo del peso, sexo y masa

muscular de la persona, prevaleciendo la importancia del equilibrio de ganancia y pérdida

de potasio (Nyirenda, Tang, Padfield, & Seck, 2010).

Del total de potasio en el cuerpo, el 98% se encuentra en el líquido intracelular con

una concentración de 150 mmol/L, mientras que el 2% restante pertenece al líquido

extracelular aproximadamente en una concentración de 3,8 – 5 mmol/L, y su principal

vía de absorción es la intestinal (Nyirenda, Tang, Padfield, & Seck, 2010). El equilibrio

del potasio requiere de un mecanismo de regulación, que permita el paso entre los

líquidos intracelulares y extracelulares, asegurando que, aunque varié la ingesta diaria de

potasio, la homeostasis se encarga de mantener los niveles séricos dentro del margen.

Los mecanismos controladores del nivel de potasio extracelular son más sensibles que

los intracelulares, debido a que la pérdida o ganancia de una cantidad de potasio altera

significativamente las concentraciones del catión, bajando o duplicando su concentración

plasmática (Tejada Cifuentes, 2007).

18

La concentración extracelular de potasio es regulada mediante tres mecanismos:

La permeabilidad de la membrana en las células permite el paso del potasio

dejando una pequeña fracción en el exterior de la célula, este mecanismo depende

de la bomba de sodio-potasio, del pH y de diferentes hormonas.

El epitelio del colon es capaz de secretar potasio, el cual se activa cuando la

eliminación renal disminuye.

Mecanismos renales, los túbulos distales y tubos colectores son los encargados del

equilibrio en el balance del potasio.

El sodio y el potasio poseen una fuerte relación, pues se ha visto demostrado que una

dieta rica en sodio pero baja en potasio, favorece el padecimiento de hipertensión y de

sufrir fallos cardíacos. De acuerdo con Elcinto (2000), una de las funciones más

importantes del potasio es la de controlar la cantidad de sodio presente en las células por

medio de la permeabilidad de las membranas, donde las células permiten el paso del

potasio y restringen el paso del sodio, de esta manera los minerales controlan la acidez o

alcalinidad del cuerpo humano; además se encuentran presentes en el mecanismo de la

vida celular, pues juntos forman la bomba de sodio-potasio que determina el voltaje bio-

eléctrico de todas las células del cuerpo, esto a su vez induce a la célula a incorporar más

potasio (Elcinto, 2000).

Figura 4. Mecanismo de la Bomba de Sodio-Potasio

Fuente: (García M. Á., 2018)

19

La función de la bomba de sodio - potasio es extraer tres moles de sodio de la célula

al exterior e incorporar dos moles de potasio al interior de la célula, como se observa en

la figura 4. La utilización de una molécula de adenosín tri-fosfato (ATP) brinda la energía

necesaria para que se realice el transporte, formando un potencial electronegativo que

repercute en la contracción y relajación muscular (Sequera, Alcázar, & Albalate, 2016).

El potasio es un mineral que posee múltiples funciones en el cuerpo humano, como

ayudar a la función de transmisión de los impulsos nerviosos, contracción de músculos,

contractibilidad cardíaca, mantiene el ritmo cardiaco, tonicidad intracelular, secreción de

aldosterona, metabolismo de carbohidratos y síntesis proteica (Tejada Cifuentes, 2007).

El nivel normal de potasio en el cuerpo ayuda en la reducción de problemas cardíacos,

disminuyendo la presión arterial y el riesgo de accidentes cerebrovasculares. También

interviene en el transporte de los nutrientes a las células y la expulsión de sus desechos.

2.2.7. trastornos en el metabolismo del potasio.

Las alteraciones del metabolismo de potasio pueden ocasionar una serie de problemas

de gravedad variable, las más severas afectan al sistema cardiovascular. Sequera et al.

(2016) indican que la concentración de potasio plasmático depende de la ingesta,

distribución transcelular y eliminación por vía renal. Entre los principales trastornos del

potasio se encuentran la hipopotasemia y la hiperpotasemia, en ambos casos ocurren

alteraciones en la polarización de la membrana celular, dando lugar a manifestaciones

clínicas que pueden afectar al sistema cardiovascular (Sequera, Alcázar, & Albalate,

2016).

2.2.7.1. Hipopotasemia.

La hipopotasemia o hipokalemia es un trastorno en el cual la cantidad de potasio en

la sangre está por debajo de lo normal, esto puede ocurrir cuando los riñones filtran la

sangre y eliminan el exceso de potasio para mantener el equilibrio. La concentración de

potasio en la sangre es inferior a 3,5 mEq/L, que lo convierte en un trastorno electrolítico

(Sequera, Alcázar, & Albalate, 2016).

La hipopotasemia se encuentra estrechamente relacionada con la alcalosis metabólica,

debido a la pérdida de cloro inducido por vómitos o succión nasogástrica, provocando

20

que la hipokalemia se desarrolle gracias al aumento de la pérdida renal de potasio en el

organismo (Lovesio, 2001).

La hipopotasemia puede producirse por una ingesta insuficiente de potasio como es

en el caso de anorexia nerviosa o perfusión de líquidos sin potasio a pacientes en ayunas

y alcoholismo; sin embargo, cuando no existe disminución en la ingesta, la

hipopotasemia puede estar acompañada o no de una depleción de potasio (Tejada, 2008).

De acuerdo con Toledo (2005), las principales causas del trastorno son:

Ingesta inadecuada de potasio: malnutrición

Pérdidas extrarrenales de potasio: producido por vómitos, diarrea, abuso de

laxantes, pérdidas por sudor (Toledo, 2005).

Pérdidas renales de potasio: consecuencia del uso de diuréticos.

Por entrada celular de potasio: efecto del uso de fármacos, por exceso de

catecolaminas, parálisis por tirotoxicosis, etc.

2.2.7.2. Hiperpotasemia.

Al contrario de la hipopotasemia, la hiperpotasemia o hiperkalemia es el alto nivel de

potasio en la sangre por encima de lo normal, este trastorno se debe en mayor medida a

la falla riñones, quienes son los encargados de eliminar el exceso de potasio a través de

la orina, sin embargo, cuando los riñones no funcionan adecuadamente el exceso no

puede ser eliminado y se acumula en la sangre. La concentración de potasio en la sangre

es mayor a 5,5 mEq/L, tornándose en un trastorno electrolítico más grave que la

hipopotasemia, desencadenando arritmias ventriculares fatales (Sequera, Alcázar, &

Albalate, 2016).

El trastorno puede producirse debido a varias causas como son: disminución de la

excreción renal de potasio, defectos en la secreción tubular del potasio, ingreso elevado

de potasio, también se puede producir el trastorno como consecuencia del uso de

fármacos que reducen la excreción renal de potasio. La hiperpotasemia a diferencia de la

hipopotasemia, está relacionado con la acidosis, que produce un intercambio iónico

intracelular-extracelular con salida de potasio (Lovesio, 2001).

21

La patogénesis de la hiperpotasemia se ve implicado por varias causas que resultan de

la disminución de la excreción de potasio o el aumento en su liberación celular, entre las

principales se encuentran:

Mayor ingesta de potasio: es la causa de menor frecuencia que puede provocarse

por una disminución en la excreción del potasio.

Salida de potasio intracelular: ocurre durante el transporte de potasio entre los

líquidos intracelular y extracelular, con excesiva liberación de potasio intracelular

que puede producirse debido a una lesión tisular o necrosis. (Nyirenda, Tang,

Padfield, & Seck, 2010)

Reducción de la excreción de potasio: producida por la insuficiencia renal.

2.2.8. falla renal o insuficiencia renal.

Los riñones son órganos vitales del tamaño del puño, ubicados debajo de las costillas

en la parte posterior del cuerpo. Realizan una serie de funciones en el cuerpo como filtrar

la sangre, mantener la cantidad correcta de líquido en el cuerpo y la producción de

hormonas. Son los encargados de procesar aproximadamente 200 litros de sangre por día

para eliminar 2 litros de productos de desecho y agua sobrante, los cuales se convierten

en orina para su posterior eliminación. Si los riñones no trabajan adecuadamente, los

desechos se acumulan en el cuerpo aumentando la presión arterial (Fundación

Norteamericana de Riñón y Urología, 2001).

Otras funciones de los riñones es la producción de hormonas, la eritropoyetina (EPO)

que estimula la producción de glóbulos rojos, y la renina que regula la presión arterial.

También se encargan de formar la vitamina D activa, junto con la regulación de la

concentración del calcio y el fósforo ayudan a la constitución de huesos sanos (Fundación

Norteamericana de Riñón y Urología, 2001).

Los riñones poseen alrededor de un millón de nefrones, encargados de filtrar la sangre.

El nefrón está compuesto por vasos sanguíneos llamados glomérulos que están unidos a

un conducto recolector llamado túbulo. Los túbulos reciben los desechos y compuestos

químicos remanentes de la producción de energía proveniente de los alimentos o del

desgaste de tejidos, los cuales aún pueden ser utilizados. Los riñones regulan las

concentraciones corporales de las sustancias como los minerales, sodio, fósforo y

22

potasio; una parte de ellos puede ser devuelta a la sangre (Fundación Norteamericana de

Riñón y Urología, 2001).

Figura 5. Esquema del filtrado glomerular.

Fuente: (National Kidney Foundation, 2015)

El fallo renal se produce cuando los riñones desempeñan menos del 15% de su función

normal, es decir, pierden su capacidad para cumplir sus funciones eficazmente como la

eliminación de desechos, que ocasionan un desequilibrio químico en la sangre y un daño

progresivo en los nefrones. Las causas más comunes de la insuficiencia renal son la

diabetes y la hipertensión arterial. Las opciones de tratamiento son la diálisis o el

trasplante de riñón (National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases,

2015). La insuficiencia renal se clasifica en: insuficiencia renal aguda e insuficiencia

renal crónica.

2.2.8.1. Insuficiencia renal agua (IRA).

La insuficiencia renal aguda es el descenso rápido de las funciones del riñón, con

acumulación progresiva de los desechos. Esta enfermedad es reversible, pero con una

23

tasa de mortalidad del 50% (Mandal, 2018). Dependiendo de la causa, la IRA se clasifica

en tres tipos:

IRA Prerrenal: se produce una reducción del flujo sanguíneo renal, perfusión y

filtración glomerulares. Se causa cuando existe deshidratación, quemaduras, paro

cardíaco, etc. (Mandal, 2018).

IRA Intrarrenal: se produce cuando ocurren daños en los glomérulos y túbulos,

disminuyendo la función de las nefronas.

IRA Postrenal: se origina de la obstrucción del tracto urinario, imposibilitando el

paso de la orina, que refluye a la pelvis alterando la función renal (Liu & Chertow,

2009).

2.2.8.2. Insuficiencia renal crónica (IRC).

La insuficiencia renal crónica es la pérdida gradual e irreversible de las nefronas de

ambos riñones, posee cinco etapas determinadas según el nivel de la función renal. La

función renal se mide mediante el índice de filtración glomerular (glomerular filtration

rate, GFR), que identifica la filtración de desechos y líquido de los glomérulos. A medida

que desciende el GFR, aumenta el daño de la enfermedad renal (National Kidney

Foundation, 2015).

Figura 6. Etapas de la Insuficiencia Renal Crónica.

Fuente: (National Kidney Foundation, 2015)

24

2.2.9. fenómenos de transporte en la membrana.

La membrana es una bicapa lipídica que actúa como una barrera selectiva de la célula,

permite el paso de los nutrientes o la expulsión de sustancias variando la velocidad. Los

fenómenos de transporte son aquellos que involucran la transferencia de materia, energía

o movimiento de forma sistemática.

La conducción o paso de las sustancias de la membrana celular ocurre mediante dos

modalidades de transporte: transporte activo, que consiste en el transporte de sustancias

de un lugar con menor concentración a otro de mayor concentración haciendo uso de la

energía para mover el material a través de la membrana; y el transporte pasivo, donde se

produce el paso de moléculas por la membrana sin uso de energía, debido a que se realiza

a favor de la gradiente de concentración o del gradiente de carga eléctrica (Rocio Puerto,

2012). Existen dos mecanismos de transporte pasivo:

Ósmosis: radica en el transporte de agua por la membrana en favor de la

gradiente de concentración.

Difusión: puede ser de dos maneras, difusión facilitada que se realiza con

ayuda de un transportador para el paso por la membrana y difusión simple,

es el paso de sustancias como gases y alcohol por la membrana.

2.2.10. difusión.

La difusión es el proceso en el cual una sustancia se mueve a través de la membrana

celular en favor de la gradiente de concentración, de una zona de mayor concentración a

una de menor concentración hasta alcanzar el equilibrio. La difusión puede ser de dos

maneras que son:

2.2.10.1. Difusión simple.

La difusión simple permite el transporte a través de la membrana de las sustancias de

bajo peso molecular sin carga, como el agua, solutos liposolubles (urea, glicerol, etc.) y

los gases disueltos (O2 y CO2), debido a su solubilidad que permite su fácil conducción

por el núcleo hidrofóbico de la bicapa lipídica. Las moléculas polares sin carga como el

agua pueden difundirse en la membrana, por otro lado, las moléculas con cargas y de

mayor peso molecular no pueden transportarse por este mecanismo (Torres & Gonzalez,

2004).

25

Figura 7. Esquema de difusión simple a través de la membrana.

Fuente: (Khan Academy, 2019)

2.2.10.2. Difusión facilitada.

En la difusión facilitada ocurre el transporte de moléculas a través de la membrana

con mediación de proteínas de transmembrana específicas que actúan como

transportadores, permitiendo el movimiento de las moléculas en ambas direcciones,

siempre a favor de la gradiente de concentración. Las sustancias que hacen uso de este

mecanismo son moléculas polares o poseen carga, por tal motivo, no pueden atravesar

los lípidos hidrofóbicos de la membrana sin ayuda (Torres & Gonzalez, 2004). Existen

dos tipos de proteínas transportadoras:

Proteínas canales: forman poros a través de la membrana que permiten el

tránsito de iones de tamaño y carga apropiados que pasan por difusión simple.

Proteínas carriers o transportadoras: se unen a moléculas específicas,

sufriendo cambios en su estructura que abren los canales en la membrana para

el paso de las moléculas que son liberadas en otro lado (Torres & Gonzalez,

2004).

26

Figura 8. Esquema de difusión facilitada por las proteínas canales y carriers.

Fuente: (Merino Pérez & Noriega Borge)

2.2.11. cocción.

La cocción es una técnica culinaria en el cual se transforman los alimentos, de crudos

a cocidos para que sean aptos para el consumo mediante la aplicación de calor. No todos

los alimentos necesitan cocción para ser consumidos, pues existen algunos que necesitan

de una modificación bioquímica y física de sus componentes, como el que se hinchen,

ablandan, coagulen o diluyan para poder ser consumidos (VelSid, 2008).

Los alimentos en el proceso de cocción son sometidos a la aplicación de calor y

durante este proceso los alimentos sufren trasformaciones físicas y químicas que afectan

el aspecto, textura, composición y valor nutricional de los mismos con el fin de mejorar

las características organolépticas. La cocción también permite la destrucción de los

agentes causantes de enfermedades como son los microorganismos, de esta manera se

garantiza una seguridad sanitaria.

De acuerdo con la norma NTE INEN 1558 (2013), el tiempo de cocción se define

como el tiempo necesario para que al menos el 90% de los granos estén cocidos. Se

consideran granos cocidos, cuando ceden a la presión moderada entre los dedos y

presentan una coherencia pastosa suave, que vaya de fina a ligeramente grumosa.

Aquellos cuyos cotiledones escapan o se fraccionan en pedazos no grumosos, no se

consideran cocidos (INEN, 2013).

27

2.2.11.1. Proceso químico.

La composición química de un alimento se ve afectado por los diversos procesos

tecnológicos a los que es sometido, conforme aumenta el grado de trasformación, mayor

es la modificación en su valor nutritivo, debido a que los nutrientes se deforman,

degradan o destruyen dependiendo de la temperatura, método o tipo y el tiempo de

cocción.

Durante la cocción se produce la inactivación de ciertas sustancias no deseadas o

tóxicas que presentan las leguminosas de forma natural, como son los inhibidores de

proteasas o anti-tripsinas que dificultan la asimilación de proteínas; las lectinas o

hemaglutininas que alteran la absorción de nutrientes en la pared intestinal; los

polifenoles están presentes como taninos en la radícula, forman complejos con las

proteínas, de esta manera se inhibe su absorción y digestibilidad. Los glucósidos

cianogénicos se encuentran en las semillas y pueden liberar ácido cianhídrico. El Ácido

fítico es un compuesto anti-nutricional que se encuentra en el cotiledón de las

leguminosas, formando sales insolubles con los minerales que limita su asimilación

(Aguado & Fernández, 2008).

Los procesos térmicos provocan modificaciones en la composición química,

nutricional y en las propiedades organolépticas de las leguminosas. En la fracción

proteica, se produce la desnaturalización de las proteínas acompañado de una reducción

en la solubilidad que afecta la capacidad de gelatinización (Sarmento, 2012).

El almidón constituido por amilosa y amilopectina, se encuentra con forma de

gránulos compactos. Cuando se produce la cocción, los gránulos no sufren cambios hasta

alcanzar la temperatura crítica, denominada temperatura de gelatinización; en el cual, los

gránulos se dispersan en el agua y se hidratan. La temperatura de gelatinización indica la

disociación de los enlaces de hidrógeno y el ablandamiento de la celulosa, provocando

la pérdida de la estructura cristalina de los gránulos. Conforme continúa el proceso de

cocción, se rompen los puentes de hidrógeno, aumentando la penetración del agua en los

gránulos y liberando las cadenas de amilosa y amilopectina. Este proceso incrementa el

volumen del grano, la disponibilidad del almidón y la viscosidad del medio (Primo

Yúfera, 1998).

28

Sin embargo, dependiendo de las condiciones físicas y la estabilidad del gel, el

almidón puede sufrir retrogradación o separación de fases (sinéresis), reduciendo la

digestibilidad del almidón en el intestino delgado (Romera, 2016). En la figura 9 se

observa el esquema del proceso de gelatinización del almidón conforme aumenta la

temperatura.

Figura 9. Esquema de gelatinización del almidón.

Fuente: (Romera, 2016)

2.2.12. espectrofotometría de emisión atómica.

La espectrofotometría de emisión atómica es un método analítico utilizado para la

medición de la energía radiante emitida por los átomos, iones o moléculas nebulizados.

Es uno de los métodos más precisos para el análisis de los elementos de las dos primeras

familias de la tabla periódica (Pérez López & Carranza Rodríguez, 2017). Además de

tener una baja susceptibilidad a las interferencias.

El átomo posee un número determinado de electrones, donde su configuración

electrónica estable es su estado fundamental, los electrones del átomo al estar expuestos

a una fuente de energía térmica como es la combustión de la llama, son excitados y

experimentan una transición hacia un nuevo estado de mayor energía, cuando el átomo

regresa a su configuración fundamental, estos emiten una cierta cantidad de energía que

puede ser cuantificada.

29

2.2.12.1. Instrumentación.

En el espectrofotómetro de emisión atómica, las muestras en solución son nebulizadas

y absorbidas para ser quemadas en la llama, en este proceso los átomos son excitados.

Durante su retorno al estado normal, emiten radiación que pasan por el monocromador,

que aísla la longitud de onda específica. Posteriormente el fotodetector mide la potencia

radiante, que es amplificada y enviada al dispositivo de lectura (Universidad de alicante,

2014).

El equipo de absorción atómica es similar al equipo de emisión atómica a excepción

que en la emisión atómica, la llama actúa como fuente de radiación. El equipo posee

componentes básicos, los cuales son: atomizador, monocromador, fotodetector,

amplificador de señal y un sistema de presentación.

2.2.12.1.1. sistema de regulación de combustible y oxidante.

Este sistema requiere de un control preciso en los flujos de combustible y oxidante.

Los oxidantes pueden ser: aire, oxígeno molecular u óxido nitroso y el combustible

pueden ser: gas natural, hidrógeno molecular o acetileno.

2.2.12.1.2. sistema nebulizador-quemador.

La espectrofotometría de emisión atómica utiliza atomizadores, el más común es el de

llama por ser de fácil uso y de bajo costo. Según Álvarez (2016), la atomización mediante

la llama se da como resultado de los procesos interconectados, los cuales son:

Nebulización: la solución se dispersa en pequeñas gotas, mediante el flujo

de un oxidante gaseoso con un combustible también gaseoso que pasan a la

llama.

Desolvatación: en esta etapa, el disolvente se evapora formando un aerosol

molecular.

Volatilización: el aumento de la temperatura hace que las moléculas del

aerosol molecular pasen a estado gaseoso.

Disociación: en esta fase se obtienen los átomos libres por efecto de la

temperatura al llegar a la región interzonal de la llama.

30

2.2.12.1.3. sistema de fuentes de luz

La fuente de radiación más usada es la lámpara de cátodo hueco, que consta de un

ánodo de tungsteno y un cátodo de gas neón en un cilíndrico sellado a una presión de

1 a 5 torr (Álvarez, 2016). Cuando se aplica un cierto potencial a través de electrodos,

esta fuente emite el espectro atómico del metal con que está constituido el cátodo (Dávila,

2015).

2.2.12.1.4. sistema óptico

El sistema óptico selecciona la radiación de longitud de onda necesario, con ayuda de

un prisma o monocromador de rejilla. El monocromador se encarga de aislar la longitud

de onda deseada, reduciendo el flujo total de luz que llega al detector. Álvarez (2016)

indica que el monocromador está formado por una rejilla de entrada de radiación, un

espejo colimador que provoca un haz paralelo de radiación, una red de reflexión que

dispersa las longitudes de onda, un espejo cóncavo que reforma la imagen y que enfoca

sobre el plano focal, y una rejilla de salida en el plano focal que aísla la longitud de onda

deseada (Álvarez, 2016).

2.2.12.1.5. sistema de detección, amplificador y lectura.

En este sistema se convierte la potencia radiante en señal eléctrica, la señal

emitida por el monocromador y recibida por el fotodetector. El fotodetector permite

recibir la señal de mediciones de potencia radiante baja, estos detectores son sensibles

para el espectro visible y tiempos de respuesta rápidos (Dávila, 2015).

Figura 10. Esquema de un espectrofotómetro de emisión atómica de llama.

Fuente: (Zapata García, De la Garza Rodríguez, Colunga Urbina, & Amador

Hernández, 2016)

31

2.3. Fundamentación legal

La Constitución de la República del Ecuador, en el Título II “Derechos”, Capítulo

segundo “Derechos del buen vivir”, Sección séptima “Salud”, menciona:

Art. 32.- “La salud es un derecho que garantiza el Estado, cuya realización se vincula

al ejercicio de otros derechos, entre ellos el derecho al agua, la alimentación, la

educación, la cultura física, el trabajo, la seguridad social, los ambientes sanos y otros

que sustentan el buen vivir. El Estado garantizará este derecho mediante políticas

económicas, sociales, culturales, educativas y ambientales; y el acceso permanente,

oportuno y sin exclusión a programas, acciones y servicios de promoción y atención

integral de salud, salud sexual y salud reproductiva. La prestación de los servicios de

salud se regirá por los principios de equidad, universalidad, solidaridad, interculturalidad,

calidad, eficiencia, eficacia, precaución y bioética, con enfoque de género y

generacional”. (Constitucion de la Republica del Ecuador, 2008, pág. 34).

La ley orgánica de salud en su Título I, Capítulo II: De la alimentación y nutrición,

nos menciona:

Art. 16.- “El Estado establecerá una política intersectorial de seguridad alimentaria y

nutricional, que propenda a eliminar los malos hábitos alimenticios, respete y fomente

los conocimientos y prácticas alimentarias tradicionales, así como el uso y consumo de

productos y alimentos propios de cada región y garantizará a las personas, el acceso

permanente a alimentos sanos, variados, nutritivos, inocuos y suficientes. Esta política

estará especialmente orientada a prevenir trastornos ocasionados por deficiencias de

micro nutrientes o alteraciones provocadas por desórdenes alimentarios”. (Ministerio de

Salud Pública, 2012, pág. 8).

2.4. Hipótesis

2.4.1. hipótesis alterna.

Es posible determinar el procedimiento óptimo para la disminución de la



renales.

32

2.4.2. hipótesis nula.

No es posible determinar el procedimiento óptimo para la disminución de la



renales.

2.5. Sistema de variables

2.5.1. variable dependiente.

La concentración de potasio en las leguminosas tiernas, arveja (Pisum sativum L.),

fréjol (Phaseolus vulgaris L.) y haba (Vicia faba L.) es la variable dependiente. Debido

a que es el factor observado y medido con el cual se evaluará el efecto de la variable

independiente, en la investigación se busca disminuir la cantidad de potasio presente en

las leguminosas mediante tratamientos de cocción.

2.5.2. variable independiente.

Conformada por los tratamientos, cocción con cambio de agua y cocción sin cambio

de agua. En ambos, los factores fijos son: tres ciclos, cada uno con un tiempo de cocción

de 10 minutos; la temperatura de cocción de 92°C; la relación sólido-líquido de 1:10.

El tiempo de cocción, que corresponde al desarrollo de la difusión, permite el control

de los tratamientos para disminuir la concentración de potasio.

Estas variables son la característica o la causa del fenómeno de estudio, capaz de

influir o afectar a la variable dependiente.

33

Capítulo III

3. Metodología de investigación

3.1. Diseño de investigación

La presente investigación se encuentra dentro del paradigma cuantitativo, debido a

que responde a una realidad objetiva y usa la recolección de datos para probar hipótesis.

Las leguminosas fueron sometidas a dos tratamientos de cocción para disminuir su

contenido de potasio, que se midió con la ayuda del espectrofotómetro de emisión

atómica de llama. Los datos se registraron en un instrumento de recolección de datos

(Anexo E) y para la comparación entre tratamientos se aplicó una prueba t para aceptar

o rechazar la hipótesis estadística.

La modalidad de la investigación corresponde al nivel Correlacional, que trata de

analizar la relación entre las variables o los resultados de las variables (Bernal, 2010). En

esta investigación se determinó cuál es el mejor tratamiento que permitió disminuir la

mayor cantidad de potasio presente en las leguminosas, en el cual, se comparó el

tratamiento sin cambio de agua con el tratamiento con cambio de agua.

Los tipos de investigación se encuentran agrupados según diversos criterios, por ello

se debe determinar en cuál se encuentra la investigación. Por la fuente de datos la

investigación es aplicada, debido a que utiliza los conocimientos obtenidos en la práctica,

está relacionada con la investigación básica por qué depende de sus resultados para

resolver problemas específicos (Espinel, 2014). También se trata de una investigación

experimental por el lugar, debido a que se manipulan y controlan las condiciones en las

que se realizó el estudio.

3.2. Población y muestra

La población a estudiar está constituida por las leguminosas andinas tiernas, en el cual,

las muestras son: Fréjol (Phaseolus vulgaris L.), arveja (Pisum sativum L.) y haba (Vicia

faba L.).

34

Se tomó en cuenta para la investigación las muestras de leguminosas andinas con un

alto contenido de potasio y que a su vez son las más consumidas en el territorio

ecuatoriano. Las muestras escogidas para el análisis son: Fréjol (Cargabello), Arveja

(Roxana) y Haba (Quitumbe), todas tiernas. En concordancia con la USDA, el contenido

de potasio en la arveja es de 381 mg/100 g, mientras que el fréjol es de 1359 mg/100 g y

667 mg/100 g en las habas.

De acuerdo con el Ministerio de Salud Pública (2014) en su encuesta nacional de salud

y nutrición, se describe el consumo promedio de alimentos a diferentes grupos de

personas según su edad y sexo, donde se incluyeron el fréjol, arveja, chocho, garbanzo,

habas, lentejas y similares como las leguminosas más consumidas en el país por su

importante aporte de fibra y proteínas; y es recomendado su consumo para una

alimentación saludable (Ministerio de Salud Pública, 2014).

El boletín situacional del Ministerio de Agricultura y Ganadería, indica que la

producción nacional de fréjol tierno incrementó y la superficie nacional cosechada

también aumentó en un 22.04% respecto al año 2014 (Ministerio de Agricultura y

Ganadería, 2015). El boletín situacional de arveja tierna y seca expresó que la producción

de arveja tierna se destinó en su totalidad al mercado doméstico abasteciendo el 100% de

la demanda interna (Ministerio de Agricultura y Ganadería, 2015). De igual forma, en el

boletín situacional de Haba tierna y seca se indica que el haba no es un alimento destinado

a la exportación a gran escala, pues la superficie de cosecha no es grande, por esta razón,

su producción está destinada en su mayoría al consumo interno del país (Ministerio de

Agricultura y Ganadería, 2015). El fréjol, la arveja y el haba son unos de los pocos

alimentos ancestrales más consumidos por los ecuatorianos, sobretodo en la región

andina.

3.3. Métodos y materiales

3.3.1. materiales, reactivos y equipos.

Los recursos materiales, reactivos y equipos necesarios para realizar el trabajo de

investigación, se detallan en las siguientes tablas, ordenadas según el proceso a

desarrollarse.

35

Tabla 4. Materiales, equipos y reactivos para el acondicionamiento de las muestras.

Materiales Equipos Reactivos

Fundas plásticas

Marcador permanente

punta fina

Balanza

Refrigeradora

Leguminosas: Fréjol, arveja

y haba

Agua


Tabla 5. Materiales, equipos y reactivos para la aplicación de los Tratamientos.


Ollas de cocina

Termómetro

Recipientes plásticos

Frascos plásticos de

120 mL

Fundas plásticas

Tanque de gas doméstico

Marcador permanente

punta fina

Cocina

Muestras de Leguminosas:

Fréjol, arveja y haba

Agua


Tabla 6. Materiales, equipos y reactivos para la preparación de muestras de

leguminosas.


Crisoles de porcelana

Balones aforados de 100 y

10 mL

Embudos

Pipetas de 5 y 10 mL

Papel filtro

Tubos de ensayo

Gradilla

Desecador

Balanza analítica

Estufa

Mufla

Sorbona

Muestras de Leguminosas

tiernas y cocidas: Fréjol,

arveja y haba

Agua destilada

HNO3 60%


36

Tabla 7. Materiales, equipos y reactivos para la preparación de muestras de agua.


Balones aforados de 100 y

10 mL

Embudos

Frascos plásticos (HDPE)

de 150 mL

Pipetas de 5 y 10 mL

Probeta de 50 mL

Papel filtro

Vasos de precipitación

Tubos de ensayo

Gradilla

Cocineta

Sorbona

Muestras de aguas

Agua destilada

HNO3 60%


Tabla 8. Materiales, equipos y reactivos para Análisis Espectrofotométrico.


Balones aforados de

100 mL

Frascos plásticos (HDPE)

de 150 mL

Pipetas volumétricas de 5

y 10 mL

Tanque de Gas de

acetileno grado extra puro

para AA

Espectrofotómetro de

Emisión Atómica

“Perkin Elmer AA200”

Compresor de aire

Muestras de aguas y

leguminosas

Agua destilada

Estándar de potasio


3.3.2. obtención de las muestras.

Las muestras de leguminosas tiernas fueron adquiridas en un supermercado de la

localidad. Las muestras fueron separadas en fundas plásticas y almacenadas en

refrigeración. Se verificó que no existían daños externos en las leguminosas y que estas

se encontraban limpias.

37

3.3.3. acondicionamiento de las muestras.

Las muestras fueron sometidas a un lavado para eliminar la suciedad, piedras y

agentes extraños; en el cual, se seleccionó aquellas que no presentaron daños externos,

tengan forma y tamaño similar. Posteriormente, se separaron y pesaron para formar

paquetes de 100 g de muestra en fundas plásticas. Cada una de las muestras fueron

correctamente rotuladas.

3.3.4. tratamiento 1 para la disminución de potasio con cambios de agua.

Se colocó 100 g de muestra de leguminosa en una olla con un litro de agua a

temperatura de ebullición y se sometió a 3 ciclos de cocción de 10 minutos cada uno, con

cambios de agua. El segundo ciclo comienza cuando se extraen las leguminosas cocidas

y se colocan en una nueva olla con agua hirviendo y se deja cocinar por 10 minutos.

Posteriormente, en el tercer ciclo se extrajeron las leguminosas cocidas que han pasado

por dos cocciones y se sometieron a una tercera cocción con agua hirviendo en una nueva

olla y de igual manera, se dejó en cocción durante 10 minutos. Finalmente, se retiró el

agua de cocción y se obtuvo una muestra de leguminosas cocidas. En cada cambio de

agua se tomaron muestras de agua para el posterior análisis en el espectrofotómetro de

emisión atómica de llama.

3.3.5. tratamiento 2 para la disminución de potasio sin cambios de agua.

Se colocó 100 g de muestra de leguminosa en una olla con un litro de agua hirviendo

a temperatura de ebullición y se dejó en cocción durante 30 minutos. Cada 10 minutos se

tomaron las muestras de agua y finalmente al concluir el tiempo de cocción se retiró el

agua y se obtuvo una muestra de leguminosas cocidas.

3.3.6. métodos.

Los análisis se realizaron en las muestras de leguminosas, en los cuales se determinó

el contenido de potasio mediante la utilización del espectrofotómetro de emisión atómica

de llama, de marca PerkinElmer disponible en el Laboratorio de Química Analítica

Instrumental de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Central del Ecuador.

Cada análisis se realizó por quintuplicado en todas las muestras obtenidas de los

tratamientos.

38

3.3.6.1. Preparación de muestras en las leguminosas tiernas y

leguminosas cocidas (Basado en el Método oficial AOAC 925.10:

Humedad en Alimentos, el Método oficial AOAC 923.03: Cenizas en

Alimentos y el Método oficial AOAC 953.01: Metales en Plantas)

(Horwitz & Latimer, 2005).

Se precalentó la estufa a una temperatura de 105 – 110°C y la mufla a

una temperatura de 550 – 600°C.

Se taró los crisoles de porcelana durante una hora y posteriormente se

enfriaron hora en el desecador.

Se pesaron los crisoles vacíos.

Se trituró las muestras de leguminosas tiernas y cocidas.

Se pesó de 1-2 g de muestra de leguminosas tiernas y leguminosas

cocidas en los diferentes crisoles.

Se colocó los crisoles con muestra en la estufa durante 2 horas.

Se enfriaron los crisoles durante una hora en el desecador.

Se pesó la muestra final y se carbonizó a la llama.

Se colocó el crisol con la muestra carbonizada en la mufla por 2 horas.

Se enfriaron los crisoles durante una hora en el desecador.

Se pesó la muestra final

Se realizó el tratamiento ácido de la muestra en el crisol colocando

1 mL de HNO3 con un poco de agua destilada caliente.

Se filtró la muestra y se aforó a 100 mL, dependiendo de la

concentración de la muestra se realizaron más factores de dilución.

3.3.6.2. Preparación de muestras de agua obtenidas de los tratamientos

(Basado en el Método oficial AOAC 953.01: Metales en Plantas) (Horwitz

& Latimer, 2005).

Se tomó 100 mL de muestra a los diferentes tiempos de ambos

tratamientos.

Se realizó el tratamiento ácido de la muestra en vasos de precipitación

colocando 3 mL de HNO3.

Se digestó las muestras en una cocineta hasta que se evaporó la tercera

parte de la muestra.

39

Se filtró la muestra y se aforó a 100 mL, dependiendo de la

concentración de la muestra se realizaron más factores de dilución.

3.3.6.3. Análisis Espectrofotométrico de Emisión Atómica (Basado en el

Método oficial AOAC 953.01: Metales en Plantas) (Horwitz & Latimer,

2005).

Se preparó 100 mL de solución stock de 100 ppm K+ a partir del

estándar de potasio de 1000 ppm K+.

Se prepararon soluciones estándar de 0,4; 0,8; 1,2; 1,6 y 2,0 ppm K+ a

partir de la solución stock.

Se ajustó el monocromador del equipo a una longitud de onda de

766,5 nm.

Se leyó la concentración de potasio de las soluciones estándar y las

muestras de agua y de leguminosas.

Se elaboró la curva de calibración con los valores de emisión de las

soluciones estándar.

3.3.7. codificación de las muestras.

Las muestras de leguminosas fueron sometidas a dos tratamientos, por esta razón se

las etiquetó de la siguiente manera:

Tabla 9. Códigos de muestras.

Muestras de Agua

Leguminosas Tratamiento 1 Tratamiento 2

t1 t2 t3 t1 t2 t3

Arveja A1 A2 A3 A4 A5 A6

Fréjol F1 F2 F3 F4 F5 F6

Haba H1 H2 H3 H4 H5 H6

Muestras de Leguminosas

Leguminosas Fresco Cocido T1 Cocido T2

Arveja P6 P7 P5

Fréjol P4 P3 P1

Haba P9 P2 P8


40

3.4. Diseño Experimental

Unidad Experimental: Muestras de agua de las leguminosas: fréjol (Phaseolus

vulgaris L.), arveja (Pisum sativum L.) y haba (Vicia faba L.).

ANOVA DOS FACTORES

Factores: Tratamientos y tiempos

- Tratamientos:

Cocción con tres cambios de agua.

Cocción sin cambio de agua.

- Tiempos:

Tiempo 1 a los 10 minutos.



Variable respuesta: Concentración de potasio en mg K+/100 g

Número de réplicas: 5

Unidad Experimental: Muestras vegetales de las leguminosas: fréjol (Phaseolus

vulgaris L.), arveja (Pisum sativum L.) y haba (Vicia faba L.) tiernas y cocidas.

Prueba t - student pareada

Factores: Tratamientos

- Tratamientos:

Cocción con tres cambios de agua.


Variable respuesta: Concentración de potasio en mg K+/100 g

Número de réplicas: 5

Los tratamientos consistieron en cocinar las diferentes muestras de leguminosas en

agua de cocción a temperatura de ebullición. En el primer tratamiento se realizó la

cocción a tres ciclos de 10 minutos con cambio de agua; en cada cambio de agua se

tomaron las muestras de agua de cocción de las leguminosas correspondientes a cada

41

ciclo para la medición espectrofotométrica. El segundo tratamiento se efectuó de forma

similar al anterior, pero sin realizar el cambio de agua, es decir, se llevó a cabo una sola

cocción durante 30 minutos y cada 10 minutos se tomaron las muestras de agua de

cocción de las leguminosas correspondientes para la medición espectrofotométrica.

El proceso experimental se realizó con la finalidad de determinar cuál es el mejor

tratamiento para disminuir la mayor cantidad posible de potasio, por esta razón se aplicó

un diseño ANOVA de dos factores y se evidenció la existencia de diferencia significativa

en la concentración de potasio de los tratamientos aplicados, debido a ello se utilizó la

prueba t - student pareada para determinar la diferencia significativa.

3.5. Matriz de operacionalización de variables

Tabla 10. Operacionalización de variables.


Variable Dimensión Indicador

Independiente

Tratamientos para la

disminución de la concentración

de potasio

Tratamiento 1 Cocción con triple

cambio de agua.

Tratamiento 2 Cocción sin cambio de

agua

Tiempo de cocción

Tiempo 1 10 minutos.



Dependientes

Concentración de potasio en

Leguminosas tiernas: fréjol

(Phaseolus vulgaris L.), arveja

(Pisum sativum L.) y haba (Vicia

faba L.).

Contenido de potasio en

leguminosas antes y

después del tratamiento,

y concentración de

potasio en las muestras

de agua.

Señal analítica del

instrumento de

medición.

42

3.6. Técnica e instrumentos de recolección de datos

La recolección de datos se realizó mediante la técnica de observación, debido a que

permite obtener de forma inmediata las causas y efectos. Por esta razón, como

instrumento de recolección de datos se utilizó una guía de observación con el cual se

puedan recopilar los datos obtenidos durante la experimentación como se muestra en el

Anexo E.

3.6.1. validez.

La validez indica el grado del instrumento para medir la variable que pretende medir.

La validez de los instrumentos de recolección de datos se revisó por tres expertos en el

tema, en el cual se verificó la correspondencia de los indicadores con los objetivos,

variables y dimensiones de la operacionalización de variables (Hernández Sampieri,

2010).

3.7. Técnicas y Procesamiento de datos

La calibración de los métodos analíticos es el conjunto de operaciones que relaciona

la señal analítica dada por el instrumento y los valores de concentración del analito. La

calibración implica la elaboración de la curva de calibración, la cual es la representación

gráfica de la señal que se mide en función de la concentración del analito (Dosal &

Villanueva, 2008); por lo cual, se realizaron diez réplicas de la curva con los datos de

emisión de potasio dadas por las soluciones estándar de 0,4; 0,8; 1,2; 1.6 y 2,0 ppm K+ y

se calculó el límite de detección, límite de cuantificación y el coeficiente de correlación en una

hoja de cálculo.

La recolección de datos se realizó mediante la utilización del instrumento de

recolección de datos, los valores obtenidos de concentración de potasio se procesaron en

una hoja de cálculo y un programa estadístico.

Para identificar si los datos siguen una distribución normal, se aplicó la prueba de

normalidad que consiste en el test de Shapiro-Wilks, esta prueba se basa en la

comparación de las desviaciones estadísticas de la muestra con respecto a los valores

estadísticos de orden normal estándar (Valencia Cruz, 2013). Por otro lado, para

determinar la homogeneidad de las varianzas, se aplicó la prueba de Levene, esta prueba

trata de comprobar que las varianzas sean iguales entre los factores, cumpliendo con el

43

supuesto que aunque las muestras provengan de diferentes poblaciones, tendrán la misma

varianza (Blacutt Mendoza, 2012).

El análisis estadístico se realizó mediante la estadística inferencial con el fin de

ejecutar la comparación de medias, las cuales se obtuvieron de la aplicación de los

tratamientos para disminuir la concentración de potasio, el primero con cambio de agua

durante la cocción y el segundo tratamiento sin cambio de agua. Para conocer si los

tratamientos son estadísticamente iguales o no lo son, se realizó el análisis de varianza

(ANOVA de dos factores) y posteriormente se aplicó una prueba t - student pareada para

determinar la diferencia significativa.

44

Capítulo IV

4. Análisis y discusión de resultados

4.1. Resultados

4.1.1. curva de calibración.

La curva de calibración fue elaborada a partir de diez réplicas para cada solución

estándar de 0,4; 0,8; 1,2; 1.6 y 2,0 ppm K+, y se calculó el límite de detección, límite de

cuantificación y el coeficiente de correlación.

Tabla 11. Valores de emisión de los estándares de potasio.

Concentración (ppm)

Emisión (UA)

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 �̅�

0,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0,4 10212 10133 10186 10242 10285 9118 9065 9133 9113 9160 9665

0,8 17949 17927 17963 17921 17922 16534 16452 16584 16538 16560 17235

1,2 23755 23715 23786 23808 23772 22316 22263 22289 22322 22389 23042

1,6 28518 28541 28463 28516 28554 27356 27258 27335 27422 27410 27937

2,0 32514 32521 32500 32550 32483 31692 31642 31719 31751 31657 32103


Tabla 12. Mínimos cuadrados

Concentra-

ción (ppm)

Emisión

(UA)

𝒙𝒊 𝒚𝒊 (𝒙𝒊 − �̅�) (𝒚𝒊 − �̅�) (𝒙𝒊 − �̅�)𝟐 (𝒚𝒊 − �̅�)𝟐 (𝒙𝒊 − �̅�)(𝒚𝒊 − �̅�)

0,4 9665 -0,8 0,64 -12331,600 152068358,560 9865,280

0,8 17235 -0,4 0,16 -4761,300 22669977,690 1904,520

1,2 23042 0 0 1045,200 1092443,040 0,000

1,6 27937 0,4 0,16 5941,000 35295481,000 2376,400

2,0 32103 0,8 0,64 10106,700 102145384,890 8085,360

Σ 6 109981,5 0 1,600 0 313271645,2 22231,560

�̅� 1,2 21996,300


45

Gráfico 2. Curva de calibración: Emisión vs Concentración de Potasio.


Ecuación 1. Ecuación de la recta.

𝑦 = 𝑎 + 𝑏𝑥

𝒚 = 𝟓𝟑𝟐𝟐, 𝟕 + 𝟏𝟑𝟖𝟗𝟓 𝒙

Ecuación 2. Sensibilidad de calibrado.

𝑏 =𝛴(𝑥𝑖 − �̅�)(𝑦𝑖 − �̅�)

𝛴(𝑥𝑖 − �̅�)2

𝑏 =22231,560

1,600

𝒃 = 𝟏𝟑𝟖𝟗𝟒, 𝟕𝟐𝟓 𝒑𝒑𝒎−𝟏

Cálculo de la desviación estándar de la correlación

𝑎 = �̅� − 𝑏�̅�

𝑎 = 21996,300 − (13894,725)(1,2)

𝑎 = 5322,63

y = 13895x + 5322,7

R² = 0,986

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Em

isió

n d

e pota

sio (

UA

)

Concentración de potasio (ppm)

Emisión vs Concentración de Potasio

46

Tabla 13. Ajuste de la desviación estándar de la correlación.

�̂� = 𝑎 + 𝑏�̂� (𝑦𝑖 − 𝑦�̂�) (𝑦𝑖 − 𝑦�̂�)2

5322,63+13894,725 (0,4) = 10880,52 -1215,82 1478218,27

5322,63+13894,725 (0,8) = 16438,41 796,59 634555,63

5322,63+13894,725 (1,2) = 21996,30 1045,20 1092443,04

5322,63+13894,725 (1,6) = 27554,19 383,11 146773,27

5322,63+13894,725 (2,0) = 33112,08 -1009,08 1018242,45

Σ 4370232,66


Ecuación 3. Desviación estándar de la correlación.

𝑆𝑦/𝑥 = √∑(𝑦𝑖 − 𝑦�̂�)2

𝑛 − 2= √

4370232,66

5 − 2

𝑺𝒚/𝒙 = 𝟏𝟐𝟎𝟔, 𝟗𝟓𝟕

Ecuación 4. Coeficiente de correlación.

𝑟 =∑(𝒙𝒊 − �̅�)(𝒚𝒊 − �̅�)

√∑(𝒙𝒊 − �̅�)𝟐

∑(𝑦𝑖 − �̅�)2

=22231,560

√(1,600)(313271645,2)

𝒓 = 𝟎, 𝟗𝟗𝟑

Ecuación 5. Límite de detección.

𝐿𝐷 =3 𝑆𝑦/𝑥

𝑏 =

3 (1206,957)

13894,725 𝑝𝑝𝑚−1

𝑳𝑫 = 𝟎, 𝟐𝟔𝟏 𝒑𝒑𝒎 𝑲+

Ecuación 6. Límite de cuantificación.

𝐿𝐶 =10 𝑆𝑦/𝑥

𝑏=

10 (1206,957)

13894,725 𝑝𝑝𝑚−1

𝑳𝑪 = 𝟎, 𝟖𝟔𝟗 𝒑𝒑𝒎 𝑲+

47

Tabla 14. Estimación lineal de la curva de calibración.

Estimación Lineal

Abscisa Ordenada

b 13894,675 5322,67 a

Sb 954,205001 1265,89598 Sa

r2 0,98604897 1206,98446 Sr


A partir de la curva de calibración se determinó que el límite de detección fue de

0,261 ppm K+ y el límite de cuantificación fue de 0,869 ppm K+, que corresponde a la

mínima concentración de K+ que puede ser detectada por el equipo y la que puede ser

cuantificada por el mismo. Con estos valores se puede definir que todos los valores

inferiores al límite de cuantificación no son valores reales, pues están sujetos a errores.

4.1.2. análisis espectrofotométrico de emisión atómica.

La determinación de la emisión de la concentración de potasio se realizó en el

Laboratorio de Química Analítica Instrumental de la Facultad de Ciencias Químicas de

la Universidad Central del Ecuador en la ciudad de Quito. A continuación, se presenta

los valores de emisión de potasio obtenidos por el espectrofotómetro de emisión en ppm

de las muestras de leguminosas tiernas, cocidas y de las muestras de agua para

posteriormente realizar el cálculo de la concentración de potasio.

Tabla 15. Valores de emisión de potasio de los tratamientos aplicados en Arveja.

Espectrofotometría de Emisión atómica (ppm)

Código R1 R2 R3 R4 R5

A1 1,473 1,475 1,480 1,465 1,476

A2 1,503 1,500 1,503 1,501 1,502

A3 1,480 1,480 1,483 1,482 1,481

A4 1,655 1,667 1,669 1,660 1,664

A5 1,180 1,201 1,197 1,192 1,193

A6 1,824 1,832 1,820 1,825 1,825


48

Tabla 16. Valores de emisión de potasio de los tratamientos aplicados en Fréjol.



F1 1,982 1,982 1,989 1,997 1,984

F2 1,884 1,886 1,895 1,892 1,889

F3 1,687 1,687 1,679 1,683 1,684

F4 1,919 1,922 1,920 1,919 1,920

F5 1,387 1,390 1,393 1,396 1,390

F6 1,467 1,431 1,466 1,461 1,455


Tabla 17.Valores de emisión de potasio de los tratamientos aplicados en Haba.



H1 1,333 1,341 1,325 1,332 1,333

H2 1,259 1,258 1,261 1,263 1,259

H3 1,221 1,225 1,214 1,208 1,220

H4 1,466 1,468 1,473 1,464 1,469

H5 1,519 1,529 1,527 1,523 1,525

H6 1,361 1,367 1,360 1,368 1,363


Tabla 18. Valores de emisión de potasio de las leguminosas tiernas y cocidas.



P1 1,032 1,034 1,026 1,032 1,031

P2 1,527 1,519 1,537 1,531 1,528

P3 1,612 1,602 1,610 1,610 1,608

P4 1,655 1,655 1,655 1,658 1,655

P5 0,895 0,905 0,894 0,896 0,898

P6 1,620 1,612 1,616 1,616 1,616

P7 1,285 1,285 1,285 1,285 1,285

P8 1,375 1,377 1,383 1,383 1,378

P9 1,057 1,060 1,067 1,070 1,061


49

Tabla 19. Factores de dilución aplicados en las muestras.

Aforo Alícuota FD Tratamiento

1 100 1 100 A1, A4, A5, A6, H1, H2, H3, H4, H5, H6, F1, F2,

F3, F4, F5, F6

2 100 2 50 A2, A3, P1, P4, P9

3 100 4 25 P3, P5, P6

4 100 5 20 P7, P8

5 100 6 17 P2

6 10 1 10 F6

7 10 2 5 H6, F5,

8 10 5 2 A5, A6, H1,

9 10 7 1,429 F4


4.1.2.1. Cálculo de la concentración de Potasio.

Ecuación 7. Concentración de potasio en agua.

𝐦𝐠 𝑲+/ 𝟏𝟎𝟎𝐠 =𝐿𝑒𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑚𝑔

1000 𝑚𝐿∗ 100 𝑚𝐿 ∗ 𝐹𝐷 ∗

850 𝑚𝐿

100 𝑚𝐿

Donde:

Lectura: Emisión de la concentración de potasio dada por el equipo en mg/ 1000 mL.

FD: factor de dilución (depende de la muestra).

𝐦𝐠 𝑲+/ 𝟏𝟎𝟎𝐠 =1,473 𝑚𝑔

1000 𝑚𝐿∗ 100 𝑚𝐿 ∗ 100 ∗

850 𝑚𝐿

100 𝑚𝐿= 125,171

Ecuación 8. Concentración de potasio en la muestra vegetal.

𝐦𝐠 𝑲+/ 𝟏𝟎𝟎𝐠 =𝐿𝑒𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑚𝑔

1000 𝑚𝐿∗ 100 𝑚𝐿 ∗ 𝐹𝐷 ∗

100 𝑔

𝑚 (𝑔)

Donde:

Lectura: Emisión de la concentración de potasio dada por el equipo en mg/ 1000 mL.

FD: factor de dilución (depende de la muestra).

m: peso de la muestra (aproximadamente 1 g).

𝐦𝐠 𝑲+/ 𝟏𝟎𝟎𝐠 =1,032 𝑚𝑔

1000 𝑚𝐿∗ 100 𝑚𝐿 ∗ 50 ∗

100 𝑔

1,0514 𝑔= 490,774

50

La concentración de potasio fue calculada a partir de los valores de emisión dados por

el equipo espectrofotométrico de emisión atómica, a los cuales se aplican factores de

conversión y se multiplica por el factor de dilución aplicado a cada muestra, debido a que

las muestras tenían diferentes concentraciones y se encontraban fuera del rango de

trabajo. El volumen de agua conforme avanza la cocción se evaporó, quedando 850 mL,

por esta razón no se consideró el volumen de 1000 mL para el cálculo de la concentración.

El contenido de potasio se expresa en mg K+/100 g por porción comestible.

Tabla 20. Valores de concentración calculados de potasio de Arveja.

Concentración de potasio (mg K+/100 g)


A1 125,171 125,333 125,783 124,508 125,429

A2 63,878 63,750 63,878 63,793 63,835

A3 62,900 62,900 63,028 62,985 62,943

A4 140,633 141,695 141,865 141,109 141,398

A5 177,060 180,165 179,490 178,860 178,905

A6 182,350 183,190 182,040 182,450 182,527


Tabla 21. Valores de concentración calculados de potasio de Fréjol.



F1 168,479 168,470 169,091 169,728 168,680

F2 160,174 160,344 161,058 160,820 160,525

F3 143,370 143,412 142,732 143,030 143,171

F4 233,021 233,386 233,143 233,021 233,183

F5 520,125 521,250 522,375 523,500 521,250

F6 733,550 715,250 733,050 730,650 727,283


51

Tabla 22. Valores de concentración calculados de potasio de Haba.



H1 226,559 227,919 225,165 226,457 226,548

H2 106,981 106,905 107,211 107,372 107,032

H3 103,785 104,108 103,173 102,646 103,689

H4 124,619 124,755 125,188 124,474 124,854

H5 113,910 114,698 114,495 114,248 114,368

H6 340,250 341,750 340,000 342,000 340,667


Tabla 23. Valores de concentración calculados de potasio de las leguminosas.



P1 490,774 491,725 487,921 490,774 490,140

P2 206,972 205,909 208,300 207,503 207,060

P3 388,884 386,471 388,401 388,401 387,919

P4 800,755 800,755 800,755 802,206 800,755

P5 208,217 210,543 207,984 208,450 208,915

P6 401,268 399,287 400,277 400,277 400,277

P7 200,042 200,042 200,016 200,042 200,033

P8 264,372 264,693 265,974 265,974 265,013

P9 515,912 517,376 520,793 522,257 518,027


Para la realización de la comparación de los valores obtenidos de concentración de

potasio de ambos tratamientos, fue necesario aplicar una suma en el tratamiento 1, debido

a que sus valores son decrecientes, mientras que los valores del tratamiento 2 son

ascendentes. En el tratamiento 1, al realizar el cambio de agua disminuye la

concentración de potasio en las muestras extraídas, por otro lado, el tratamiento 2

conforme aumenta el tiempo de cocción, aumenta la concentración de potasio.

52

4.2. Análisis estadístico

4.2.1. análisis estadístico de la concentración de potasio en la arveja.

Unidad experimental: Arveja

Variable respuesta (y): Concentración de potasio

Variable independiente:

- Tiempo: 10, 20 y 30 minutos.

- Tratamientos: Tratamiento 1, Cocción con cambio de agua y Tratamiento 2,


Tabla 24. Valores de concentración de potasio de Arveja en los tratamientos.

AR

VE

JA

CONCENTRACIÓN DE POTASIO (mg K+/100 g)

TRATAMIENTO 1 TRATAMIENTO 2

R1 R2 R3 R4 R5 R1 R2 R3 R4 R5

t1 125,171 125,333 125,783 124,508 125,429 140,633 141,695 141,865 141,109 141,398

t2 189,049 189,083 189,661 188,301 189,264 177,060 180,165 179,490 178,860 178,905

t3 251,949 251,983 252,688 251,286 252,206 182,350 183,190 182,040 182,450 182,527


4.2.1.1. Supuestos de Normalidad y Homogeneidad de varianzas.

- Supuesto de Normalidad (Análisis de varianza)

Hipótesis:

H0: La concentración de potasio a los diferentes tiempos de cocción siguen una

distribución normal en el tratamiento 1.

H1: La concentración de potasio a los diferentes tiempos de cocción no siguen una






53

Tabla 25. Resultados de la prueba de normalidad del tratamiento 1 en la Arveja.

Prueba de normalidad

Tiempo

Shapiro-Wilk

Estadístico gl Sig. Interpretación

Concentración

Tiempo 1 0,884 5 0,328 ≥ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0

Tiempo 2 0,823 5 0,123 ≥ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0

Tiempo 3 0,882 5 0,320 ≥ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0


SE ACEPTA H0: La concentración de potasio a los diferentes tiempos de cocción siguen

una distribución normal en el tratamiento 1.

Tabla 26. Resultados de la prueba de normalidad del tratamiento 2 en la Arveja.


Tiempo

Shapiro-Wilk


Concentración

Tiempo 1 0,727 5 0,018 ≤ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻1

Tiempo 2 0,719 5 0,015 ≤ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻1

Tiempo 3 0,682 5 0,006 ≤ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻1


SE ACEPTA H1: La concentración de potasio a los diferentes tiempos de cocción no

siguen una distribución normal en el tratamiento 2.

En las tablas 25 y 26 se observan los resultados de la prueba de normalidad obtenidos

del programa IBM SPSS Statistics 20, donde se acepta la hipótesis nula en el tratamiento

1, debido a que la significancia presentada en la tabla es mayor a 0,05 dando como

resultado que la concentración de potasio en la arveja a los diferentes tiempos de cocción

para el tratamiento 1 siguen una distribución normal. Mientras que, se acepta la hipótesis

alterna en el tratamiento 2, debido a que la significancia presentada en la tabla es menor

a 0,05 dando como resultado que la concentración de potasio en la arveja a los diferentes

tiempos de cocción para el tratamiento 2 no siguen una distribución normal, es decir que,

la comparación de las desviaciones estadísticas con los valores estadísticos no siguen un

orden normal, y se orientan a un lado de la gráfica normal.

54

- Supuesto de Homogeneidad de varianzas

Hipótesis:

H0: La concentración de potasio a los diferentes tiempos de cocción poseen varianzas

iguales en el tratamiento 1. (𝐻0: 𝜎21 = 𝜎2

2 = 𝜎23).

H1: La concentración de potasio a los diferentes tiempos de cocción no poseen varianzas

iguales en el tratamiento 1. (𝐻1: 𝜎21 ≠ 𝜎2

2 ≠ 𝜎23).



2 = 𝜎23).



2 ≠ 𝜎23).

Tabla 27. Resultados de homogeneidad de varianzas en el tratamiento 1 en la Arveja.

Prueba de homogeneidad de varianzas

Estadístico de Levene gl1 gl2 Sig. Interpretación

0,219 2 12 0,807 > 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0


SE ACEPTA H0: La concentración de potasio a los diferentes tiempos de cocción

poseen varianzas iguales en el tratamiento 1.

Tabla 28. Resultados de homogeneidad de varianzas en el tratamiento 2 en la Arveja.



1,467 2 12 0,269 > 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0




En las tablas 27 y 28 se observan los resultados de la prueba de homogeneidad de

varianzas obtenidos del programa IBM SPSS Statistics 20, donde se acepta la hipótesis

nula, debido a que la significancia presentada en la tabla es mayor a 0,05 dando como

resultado que la concentración de potasio en la arveja a los diferentes tiempos de cocción

poseen varianzas iguales en ambos tratamientos.

55

4.2.1.2. ANOVA DOS FACTORES de la Unidad experimental: Arveja.

Hipótesis:

- Tiempo

H0: No existe diferencia significativa en la concentración de potasio debido a los

diferentes tiempos que migran la concentración de potasio al agua. (𝐻0: 𝛼1 = 𝛼2 = 𝛼3).

H1: Existe diferencia significativa en la concentración de potasio debido a los diferentes

tiempos que migran la concentración de potasio al agua. (𝐻1: 𝛼1 ≠ 𝛼2 ≠ 𝛼3).

- Tratamiento


diferentes tratamientos que migran la concentración de potasio al agua. (𝐻0: 𝛽1 = 𝛽2).


tratamientos que migran la concentración de potasio al agua. (𝐻1: 𝛽1 ≠ 𝛽2).

- Tratamiento y tiempo


diferentes tratamientos y tiempos que migran la concentración de potasio al agua.

𝐻0: 𝛼1𝛽1 = 𝛼1𝛽2 = 𝛼2𝛽1 = 𝛼2𝛽2


tratamientos y tiempos que migran la concentración de potasio al agua.

𝐻1: 𝛼1𝛽1 ≠ 𝛼1𝛽2 ≠ 𝛼2𝛽1 ≠ 𝛼2𝛽2

56

Tabla 29. Resultados de ANOVA dos factores en Arveja.

Pruebas de los efectos inter-sujetos

Variable dependiente: Concentración

Origen

Suma de

cuadrados

tipo III

gl Media

cuadrática F Sig.

Modelo corregido 48771,513a 5 9754,303 25580,976 0,000

Intersección 952808,712 1 952808,712 2498771,913 0,000

Tiempo 35775,392 2 17887,696 46911,066 0,000

Tratamiento 3391,070 1 3391,070 8893,192 0,000

Tiempo *

Tratamiento 9605,051 2 4802,525 12594,780 0,000

Error 9,151 24 ,381

Total 1001589,376 30

Total corregida 48780,664 29

a. R cuadrado = 1,000 (R cuadrado corregida = 1,000)


𝑆𝑖𝑔. < 0,05 → 𝑅𝑒𝑐ℎ𝑎𝑧𝑜 𝐻0

𝑆𝑖𝑔. > 0,05 → 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0

0,000 < 0,05 → 𝑅𝑒𝑐ℎ𝑎𝑧𝑜 𝐻0

ACEPTO H1:


tiempos que migran la concentración de potasio al agua.


tratamientos que migran la concentración de potasio al agua.



57

En la tabla 29 se presenta el ANOVA para evaluar si la concentración de potasio en

la arveja se ve afectada por los tiempos de cocción, tratamientos y la interacción entre

ambos, en la cual se puede observar que, si influyen significativamente sobre la

concentración de potasio, por lo tanto, se acepta la hipótesis alterna, debido a que

mientras aumenta el tiempo de cocción, también lo hace la concentración, de igual forma

aumenta la concentración por el tratamiento aplicado.

4.2.1.3. Comparación de medias: Prueba t.

Tabla 30. Promedios de concentración de los tratamientos para Arveja.

ARVEJA

CONCENTRACIÓN DE POTASIO

(mg K+/100 g)

Tratamiento 1 Tratamiento 2

�̅� �̅�

t1 125,245 141,340

t2 189,071 178,896

t3 252,022 182,511


Hipótesis:

H0: El tratamiento 1 es igual al tratamiento 2 en el tiempo 1. (𝐻0: 𝜇1 = 𝜇2).

H1: El tratamiento 1 no es igual al tratamiento 2 en el tiempo 1. (𝐻1: 𝜇1 ≠ 𝜇2).





Tabla 31. Prueba t de los tratamientos a los diferentes tiempos para Arveja.

Valor crítico de t (dos colas) 2,776

Estadístico t – Tiempo 1 83,419




58

|𝑡 𝑒𝑥𝑝| < |𝑡 𝑡𝑎𝑏| → 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0

|𝑡 𝑒𝑥𝑝| > |𝑡 𝑡𝑎𝑏| → 𝑅𝑒𝑐ℎ𝑎𝑧𝑜 𝐻0

ACEPTO H1:




En la tabla 31 se presentan los valores de t – student de la concentración de potasio

para cada uno de los ciclos de cocción, para identificar si existe diferencia significativa

entre ambos tratamientos respecto a los tiempos de cocción de la arveja. Los valores t –

student son mayores que la t – tabulada, por tal razón se acepta la hipótesis alterna, donde

se evidencia la diferencia significativa entre ambos tratamientos, es decir, los

tratamientos no son iguales en cada uno de los tiempos de cocción.

Tabla 32. Valores de concentración de potasio en la muestra vegetal de Arveja.

R1 R2 R3 R4 R5 �̅�

Crudo 401,268 399,287 400,277 400,277 400,277 400,277

T1 200,042 200,042 200,016 200,042 200,033 200,035

T2 208,217 210,543 207,984 208,450 208,915 208,822


Hipótesis:

H0: El tratamiento 1 es igual al tratamiento 2 en la muestra vegetal. (𝐻0: 𝜇1 = 𝜇2).

H1: El tratamiento 1 no es igual al tratamiento 2 en la muestra vegetal. (𝐻1: 𝜇1 ≠ 𝜇2).

Tabla 33. Prueba t de los tratamientos en la muestra vegetal de Arveja


Estadístico t 19,321



ACEPTO H1: El tratamiento 1 no es igual al tratamiento 2 en la muestra vegetal.

(𝐻1: 𝜇1 ≠ 𝜇2).

59

En la tabla 33 se presenta el valor de t – student de la concentración de potasio en la

muestra vegetal de arveja, para identificar si existe diferencia significativa entre ambos

tratamientos respecto al valor de la concentración en la muestra cocida. El valor t –

student es mayor que la t – tabulada, por ésta razón se acepta la hipótesis alterna, donde


tratamientos no son iguales en la muestra final obtenida después de realizado los

tratamientos.

Gráfico 3. Tiempo vs Concentración de potasio en las muestras de agua de Arveja.


En el Gráfico 3 se puede observar la representación de tiempo en función de la

concentración de potasio en la arveja de las muestras de agua de cocción, en el cual, se

evidencia que el tratamiento 1, sigue una tendencia lineal al realizar el procedimiento en

los tres tiempos de cocción, es decir, el cambio de agua permite la difusión de potasio.

En el tercer tiempo se demuestra que el tratamiento 1 extrae una mayor cantidad de

potasio que el tratamiento 2. Se observa que la concentración de potasio en el tratamiento

2 tiende a saturarse en el agua de cocción en el tiempo 2, por tal motivo, se puede decir

que no hay extracción importante de potasio en el tiempo 3.

0

50

100

150

200

250

300

0 5 10 15 20 25 30 35

Conce

ntr

ació

n (

mg K

+/1

00 g

)

Tiempo (min)

Tiempo vs Concentración de Potasio en la Arveja


60

Tabla 34. Porcentajes de pérdida de los tratamientos en la Arveja.

ARVEJA

Alimento crudo 400,277 mg K+ / 100 g 100%


Tiempo �̅� % de K+ �̅� % de K+

Agua de

cocción

t1 125,245 31,289% 141,340 35,310%

t2 189,071 47,235% 178,896 44,693%

t3 252,022 62,962% 182,511 45,596%

�̅� % Pérdida K+ �̅� % Pérdida K+

Alimento cocido 200,035 50,026% 208,822 47,831%


En la tabla 34 se evidencia el porcentaje de pérdida de potasio de ambos tratamientos,

en el cual, el tratamiento 1 extrae el 62,962% de potasio, mayor cantidad que el

tratamiento 2, que extrae el 45,596% en el tiempo 3. En la arveja cocida se evidencia que

el tratamiento 1 extrae el 50,026% de potasio, mientras que el tratamiento 2 extrae solo

el 47,831% de potasio comparando con la arveja cruda. En el tratamiento 2 se alcanza el

equilibrio con el medio exterior de la célula en el tiempo 2, por esta razón, en el tiempo

3 no hay mayor pérdida de potasio.

4.2.2. análisis estadístico de la concentración de potasio en el fréjol.

Unidad experimental: Fréjol




- Tratamientos: Tratamiento 1, Cocción con cambio de agua y Tratamiento 2,


61

Tabla 35. Valores de concentración de potasio del Fréjol en los tratamientos.

FR

ÉJO

L CONCENTRACIÓN DE POTASIO (mg K+/100 g)


R1 R2 R3 R4 R5 R1 R2 R3 R4 R5

t1 168,479 168,470 169,091 169,728 168,680 233,021 233,386 233,143 233,021 233,183

t2 328,653 328,814 330,149 330,548 329,205 520,125 521,250 522,375 523,500 521,250

t3 472,022 472,226 472,881 473,578 472,376 733,550 715,250 733,050 730,650 727,283




Hipótesis:









Tabla 36. Resultados de la prueba de normalidad del tratamiento 1 en el Fréjol.


Tiempo

Shapiro-Wilk


Concentración

Tiempo 1 0,883 5 0,325 ≥ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0

Tiempo 2 0,822 5 0,122 ≥ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0

Tiempo 3 0,881 5 0,312 ≥ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0




62

Tabla 37. Resultados de la prueba de normalidad del tratamiento 2 en el Fréjol.

Pruebas de normalidad

Tiempo

Shapiro-Wilk


Concentración

Tiempo 1 0,876 5 0,291 ≥ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0

Tiempo 2 0,819 5 0,115 ≥ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0

Tiempo 3 0,878 5 0,302 ≥ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0





del programa IBM SPSS Statistics 20, donde se acepta la hipótesis nula, debido a que la

significancia presentada en la tabla es mayor a 0,05 dando como resultado que la

concentración de potasio en el fréjol a los diferentes tiempos de cocción siguen una

distribución normal en ambos tratamientos.


Hipótesis:



2 = 𝜎23).



2 ≠ 𝜎23).



2 = 𝜎23).



2 ≠ 𝜎23).

Tabla 38. Resultados de homogeneidad de varianzas en el tratamiento 1 en el Fréjol.



0,276 2 12 0,764 > 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0


63



Tabla 39. Resultados de homogeneidad de varianzas en el tratamiento 2 en el Fréjol.



0,458 2 12 0,643 > 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0







resultado que la concentración de potasio en el fréjol a los diferentes tiempos de cocción


4.2.2.2. ANOVA DOS FACTORES de la Unidad experimental: Fréjol.

Hipótesis:

- Tiempo





- Tratamiento





64




𝐻0: 𝛼1𝛽1 = 𝛼1𝛽2 = 𝛼2𝛽1 = 𝛼2𝛽2



𝐻1: 𝛼1𝛽1 ≠ 𝛼1𝛽2 ≠ 𝛼2𝛽1 ≠ 𝛼2𝛽2

Tabla 40. Resultados de ANOVA dos factores en Fréjol.



Origen

Suma de

cuadrados

tipo III

gl Media

cuadrática F Sig.


Intersección 5017558,786 1 5017558,786 504814,565 0,000

Tiempo 801212,845 2 400606,423 40304,851 0,000

Tratamiento 218306,772 1 218306,772 21963,756 0,000

Tiempo *

Tratamiento 47391,153 2 23695,576 2384,002 0,000

Error 238,546 24 9,939

Total 6084708,102 30





0,000 < 0,05 → 𝑅𝑒𝑐ℎ𝑎𝑧𝑜 𝐻0

ACEPTO H1:



65






el fréjol se ve afectada por los tiempos de cocción, tratamientos y la interacción entre

ambos, en la cual, se puede observar que si influyen significativamente sobre la





Tabla 41. Promedios de concentración de los tratamientos para Fréjol.

FRÉJOL


(mg K+/100 g)


�̅� �̅�

t1 168,889 233,151

t2 329,474 521,700

t3 472,616 727,957


Hipótesis:







66

Tabla 42. Prueba t de los tratamientos a los diferentes tiempos para Fréjol.








ACEPTO H1:





para cada uno de los tiempos de cocción, para identificar si existe diferencia significativa

entre ambos tratamientos respecto a los tiempos de cocción del fréjol. Los valores t –




Tabla 43. Valores de concentración de potasio en la muestra vegetal de Fréjol.

R1 R2 R3 R4 R5 �̅�

Crudo 800,755 800,755 800,755 802,206 800,755 801,045

T1 388,884 386,471 388,401 388,401 387,919 388,015

T2 490,774 491,725 487,921 490,774 490,140 490,267


Hipótesis:



67

Tabla 44. Prueba t de los tratamientos en la muestra vegetal de Fréjol.






(𝐻1: 𝜇1 ≠ 𝜇2).


muestra vegetal de fréjol, para identificar si existe diferencia significativa entre ambos





tratamientos.

Gráfico 4. Tiempo vs Concentración de potasio en las muestras de agua de Fréjol.


0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 5 10 15 20 25 30 35

Con

centr

ació

n (

mg K

+/1

00 g

)

Tiempo (min)

Tiempo vs Concentración de Potasio en el Fréjol


68


concentración de potasio en el fréjol de las muestras de agua de cocción, en el cual, se

muestra que el tratamiento 2 extrae una mayor cantidad de potasio que el tratamiento 1

en los 3 tiempos de cocción. Sin embargo, el fréjol es una leguminosa con un alto

contenido de potasio, por tal motivo, en el tratamiento 2 cuando aumenta el tiempo de

cocción, se concentra el potasio presente debido a que no se cambia el agua. Por otro

lado, en el tratamiento 1 se cambia de agua evitando que no se sature el potasio, dando

como resultado que el tratamiento 1 extrae una menor cantidad de potasio que el

tratamiento 2.

En la tabla 43, el valor promedio de la concentración de potasio en la muestra vegetal,

obtenida después de realizado los procedimientos de cocción, evidencia que el

tratamiento 2 posee una mayor cantidad de potasio que el tratamiento 1, es decir, en la

muestra vegetal se demuestra que el tratamiento 1 disminuye una mayor concentración

de potasio que el tratamiento 2.

Tabla 45. Porcentajes de pérdida de los tratamientos en el Fréjol.

FRÉJOL




Agua de

cocción

t1 168,889 21,084% 233,151 29,106%

t2 329,474 41,130% 521,700 65,127%

t3 472,616 59,000% 727,957 90,876%


Alimento cocido 388,015 51,561% 490,267 38,797%



en el cual se observa que en el tiempo 3, el tratamiento 2 extrae el 90,876% de potasio,

mayor cantidad que el tratamiento 1, que extrae el 59,000%, pero esto se debe a que la

concentración de potasio se satura con la cocción en el tratamiento 2. Sin embargo, en el

alimento cocido se evidencia que el tratamiento 1 extrae el 51,561% de potasio, mientras

que el tratamiento 2 extrae el 38,797% de potasio comparando con el fréjol crudo,

demostrando que el tratamiento más eficiente fue el primero.

69

4.2.3. análisis estadístico de la concentración de potasio en el haba.

Unidad experimental: Haba




- Tratamientos: Tratamiento 1: Cocción con cambio de agua y Tratamiento 2:


Tabla 46. Valores de concentración de potasio del Haba en los tratamientos.

HA

BA

CONCENTRACIÓN DE POTASIO (mg K+/100 g)


R1 R2 R3 R4 R5 R1 R2 R3 R4 R5

t1 226,559 227,919 225,165 226,457 226,548 124,619 124,755 125,188 124,474 124,854

t2 333,540 334,824 332,376 333,829 333,580 113,910 114,698 114,495 114,248 114,368

t3 437,325 438,932 435,549 436,475 437,268 340,250 341,750 340,000 342,000 340,667




Hipótesis:









70

Tabla 47. Resultados de la prueba de normalidad del tratamiento 1 en el Haba.


Tiempo

Shapiro-Wilk


Concentración

Tiempo 1 0,883 5 0,324 ≥ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0

Tiempo 2 0,825 5 0,127 ≥ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0

Tiempo 3 0,885 5 0,331 ≥ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0




Tabla 48. Resultados de la prueba de normalidad del tratamiento 2 en el Haba.


Tiempo

Shapiro-Wilk


Concentración

Tiempo 1 0,595 5 0,001 ≤ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻1

Tiempo 2 0,712 5 0,013 ≤ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻1

Tiempo 3 0,708 5 0,012 ≤ 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻1


SE ACEPTA H1: La concentración de potasio a los diferentes tiempos de cocción no

siguen una distribución normal en el tratamiento 2.


del programa IBM SPSS Statistics 20, donde se acepta la hipótesis nula en el tratamiento

1, debido a que, la significancia presentada en la tabla es mayor a 0,05 dando como

resultado que la concentración de potasio en el Haba a los diferentes tiempos de cocción

para el tratamiento 1 siguen una distribución normal. Mientras que, se acepta la hipótesis

alterna en el tratamiento 2, debido a que la significancia presentada en la tabla es menor

a 0,05 dando como resultado que la concentración de potasio en el Haba a los diferentes

tiempos de cocción para el tratamiento 2 no siguen una distribución normal, es decir que

la comparación de las desviaciones estadísticas con los valores estadísticos no siguen un

orden normal, y se orientan a un lado de la gráfica normal.

71


Hipótesis:



2 = 𝜎23).



2 ≠ 𝜎23).



2 = 𝜎23).



2 ≠ 𝜎23).

Tabla 49. Resultados de homogeneidad de varianzas en el tratamiento 1 en el Haba.



0,208 2 12 0,815 > 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0




Tabla 50. Resultados de homogeneidad de varianzas en el tratamiento 2 en el Haba.



1,355 2 12 0,295 > 0,05 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0







resultado que la concentración de potasio en el haba a los diferentes tiempos de cocción


72

4.2.3.2. ANOVA DOS FACTORES de la Unidad experimental: Haba.

Hipótesis:

- Tiempo





- Tratamiento








𝐻0: 𝛼1𝛽1 = 𝛼1𝛽2 = 𝛼2𝛽1 = 𝛼2𝛽2



𝐻1: 𝛼1𝛽1 ≠ 𝛼1𝛽2 ≠ 𝛼2𝛽1 ≠ 𝛼2𝛽2

73

Tabla 51. Resultados de ANOVA dos factores en Haba.



Origen

Suma de

cuadrados

tipo III

gl Media

cuadrática F Sig.


Intersección 2073290,713 1 2073290,713 2939063,364 0,000

Tiempo 250328,185 2 125164,093 177430,592 0,000

Tratamiento 145056,379 1 145056,379 205629,576 0,000

Tiempo *

Tratamiento 24167,822 2 12083,911 17129,957 0,000

Error 16,930 24 ,705

Total 2492860,030 30





𝑆𝑖𝑔. > 0,05 → 𝐴𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 𝐻0

0,000 < 0,05 → 𝑅𝑒𝑐ℎ𝑎𝑧𝑜 𝐻0

ACEPTO H1:







74


el Haba se ve afectada por los tiempos de cocción, tratamientos y la interacción entre

ambos, en la cual se puede observar que, si influyen significativamente sobre la





Tabla 52. Promedios de concentración de los tratamientos para Haba.

HABA


(mg K+/100g)


�̅� �̅�

t1 226,530 124,778

t2 333,630 114,344

t3 437,110 340,933


Hipótesis:







Tabla 53. Prueba t de los tratamientos a los diferentes tiempos para Haba.






75



ACEPTO H1:





para cada uno de los tiempos de cocción, para identificar si existe diferencia significativa

entre ambos tratamientos respecto a los tiempos de cocción del haba. Los valores t –




Tabla 54. Valores de concentración de potasio en la muestra vegetal de Haba.

R1 R2 R3 R4 R5 �̅�

Crudo 515,912 517,376 520,793 522,257 518,027 518,873

T1 206,972 205,909 208,300 207,503 207,060 207,149

T2 264,372 264,693 265,974 265,974 265,013 265,205


Hipótesis:



Tabla 55. Prueba t de los tratamientos en la muestra vegetal de Haba.






76


(𝐻1: 𝜇1 ≠ 𝜇2).


muestra vegetal de haba, para identificar si existe diferencia significativa entre ambos





tratamientos.

Gráfico 5. Tiempo vs Concentración de potasio en las muestras de agua de Haba.



concentración de potasio de haba en las muestras de agua de cocción, en el cual, se

evidencia que el tratamiento 1 extrae una mayor cantidad de potasio que el tratamiento 2

en los 3 tiempos de cocción. La concentración de potasio en el tratamiento 2 durante el

tiempo 1 y 2 reduce una cantidad similar, pero en el tiempo 3 se evidencia que extre una

mayor cantidad.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 5 10 15 20 25 30 35

Conce

ntr

ació

n (

mg K

+/1

00 g

)

Tiempo (min)

Tiempo vs Concentración de Potasio en el Haba


77

Tabla 56. Porcentajes de pérdida de los tratamientos en el Haba.

HABA




Agua de

cocción

t1 226,530 43,658% 124,778 24,048%

t2 333,630 64,299% 114,344 22,037%

t3 437,110 84,242% 340,933 65,707%


Alimento cocido 207,149 60,077% 265,205 48,888%



en el cual se observa que en el tiempo 3, el tratamiento 1 extrae el 84,242% de potasio,

mayor cantidad que el tratamiento 2, que extrae el 65,707%. En el haba cocida se

evidencia que el tratamiento 1 extrae el 60,077% de potasio, mientras que el tratamiento

2 extrae el 48,888% de potasio comparando con el fréjol crudo.

78

Capítulo V

5. Conclusiones y recomendaciones

5.1. Conclusiones

El tratamiento 1 (cocción con tres cambios de agua cada 10 minutos) fue el

procedimiento que obtuvo el mejor resultado en la pérdida de la concentración de potasio

en las tres leguminosas de esta investigación, que se evidencia por medio de los

porcentajes de pérdida de potasio en las leguminosas cocidas del tratamiento 1, los cuales

son: 50,026% para la arveja, 51,561% para el fréjol y 60,077% para el haba.

Las concentraciones de potasio medidas en las leguminosas crudas son de

400,277 mg K+/100 g para la arveja, 801, 045 mg K+/100 g para el fréjol y

518,872 mg K+/100 g para el haba, que corrobora la importancia de realizar los procesos

para disminuir este mineral en los alimentos empleados en la dieta de los enfermos

renales.

El análisis estadístico mediante ANOVA de dos factores ejecutado en las muestras de

agua de cocción de las leguminosas tiernas, demostró que existe diferencia significativa

entre los tratamientos, el tiempo de cocción, y la interacción de ambos. Posteriormente,

se realizó una comparación de medias con la prueba t - student pareada, comprobándose

que, a los diferentes tiempos de cocción existe diferencia significativa en la

concentración de potasio de las muestras, es decir, los tratamientos no son iguales en el

agua de cocción de las tres leguminosas, arveja, fréjol y haba.

La aplicación de los tratamientos en la arveja tierna permitió la disminución de la

concentración de potasio a 200,035 mg K+/100 g y 208,822 mg K+/100 g en el tratamiento

1 y 2 respectivamente. La prueba t – student pareada demuestra la diferencia significativa

entre ambos tratamientos, en el cual, los porcentajes de pérdida de potasio son de

50,026% para el tratamiento 1 y 47,831% para el tratamiento 2, comprobándose la

efectividad del tratamiento 1.

79

La aplicación de los tratamientos en el fréjol tierno, que es la leguminosa con mayor

contenido de potasio en su composición, permitió la reducción de la concentración de

potasio con el agua de cocción a 388,015 mg K+/100 g y 490,267 mg K+/100 g en el

tratamiento 1 y 2 respectivamente. La prueba t – student pareada demuestra la diferencia

significativa entre ambos tratamientos, en el cual, los porcentajes de pérdida de potasio

son de 51,561% para el tratamiento 1 y 38,797% en el tratamiento 2, demostrando que la

disminución del tratamiento 1 fue mayor que la del tratamiento 2 en el alimento cocido,

comprobándose la efectividad del tratamiento 1.

El haba tierna es la leguminosa que evidenció la mayor pérdida de potasio después de

la aplicación de los tratamientos, en el cual, la concentración del mineral se reduce a

207,149 mg K+/100 g y 265,205 mg K+/100 g en el tratamiento 1 y 2 respectivamente.

La prueba t – student pareada demuestra la diferencia significativa entre ambos

tratamientos, de manera que, los porcentajes de pérdida de potasio son de 60,077% para

el tratamiento 1 y 48,888% para el tratamiento 2, comprobándose la efectividad del

tratamiento 1.

Los resultados obtenidos en la experimentación corroboran que los tratamientos de

cocción y cambio de agua permiten la reducción del contenido de potasio en las

leguminosas tiernas. Con la aplicación del tratamiento 1 (tres ciclos de cocción con

cambio de agua), se reduce aproximadamente del 50 al 60% la concentración de potasio

en arveja, fréjol y haba, posibilitando la inclusión de las leguminosas tiernas en la dieta

de los pacientes con deficiencia renal, considerando el valor de la ingesta diaria

recomendada (menor a 2000 mg/día) para regular su consumo en dichos pacientes.

5.2. Recomendaciones

Se recomienda continuar la investigación para establecer procedimientos que permitan

la disminución de la concentración de potasio en otras especies de leguminosas u otros

alimentos, para que las personas que padecen enfermedades renales tengan más

alternativas de alimentos en su dieta, seguros del tratamiento y la concentración de

potasio, evitando la hiperpotasemia.

80

Debido a que el agua de cocción extrae el potasio de las leguminosas, retiene el

mineral en la misma. Por esta razón, el agua empleada debe ser completamente desechada

y no puede ser utilizada en ningún proceso culinario posterior. De esta manera, se asegura

la disminución del consumo de potasio de los alimentos para los pacientes con deficiencia

renal.

Las leguminosas son alimentos con un alto contenido de potasio; después de aplicar

los tratamientos para disminuir el mineral, el potasio aún permanece en un gran

porcentaje dentro del alimento. Por esta razón, se debe controlar la ingesta de

leguminosas, tanto en la porción como en el consumo semanal de los pacientes con

enfermedad renal.

Se recomienda realizar investigaciones que sustenten el consumo de las leguminosas

secas para ser incluidas en la dieta de los enfermos renales.

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89

Anexos

Anexo A. Esquema causa - efecto

Incumplimiento en el

balance dietario

Malos Hábitos y

costumbres alimenticias

Ingesta excesiva o

carente de nutrientes

Desconocimiento del

consumidor

Condiciones

socioeconómicas y

culturales bajas

Nivel de Educación

bajo en Ecuador

Falta de programas o

campañas en materia

de salud y nutrición

familiar

Desinterés por parte de las

autoridades de Salud

competentes

Insuficientes estudios en el

Ecuador

Falta de conocimiento en

recomendaciones dietarías

emitidas por nutricionistas

Deficiente conocimiento en procedimientos para la disminución de potasio

en leguminosas para enfermos renales

Dietas inadecuadas

Consumo de

alimentos con alto o

bajo contenido de

potasio

Hiperpotasemia/

Hipopotasemia

Complicaciones

cardiacas y

neurológicas

Aplicación de

procedimientos poco

efectivos para

disminuir potasio

Acumulación de

potasio en el

organismo

Asimilación inadecuada o deficiente

de nutrientes en el organismo

Mala nutrición

Trastornos del potasio

90

Anexo B. Categorización de la variable dependiente

Minerales en Leguminosas (Fréjol, Arveja,

Haba

Leguminosas

Especies de leguminosas (Fréjol, Arveja,

Haba)

Composición nutricional de las leguminosas

Concentración de potasio en Leguminosas

Trastornos Fisiología

Hiperpotasemia Hipopotasemia

Método Analítico

Espectroscopia de

Emisión atómica de

llama

Anexo C. Categorización de la variable independiente

Fenómenos de transporte

Difusión en líquidos

Tratamientos para la disminución de

potasio

Proceso químico

Cocción

91

Anexo D. Instrumento de Recolección de datos.

Anexo D1. Concentración de potasio en las muestras de agua.



Química de Alimentos

Tema: Investigación del procedimiento óptimo para la disminución de la

concentración de potasio en Leguminosas sometidas a cocción

Muestra: Arveja – A, Fréjol – F, Haba – H.

Código Concentración de emisión de potasio (ppm)

R1 R2 R3 R4 R5

Tratamiento

1

1

2

3

Tratamiento

2

4

5

6


Anexo D2. Concentración de potasio en las muestras vegetales tiernas y cocidas.



Química de Alimentos

Tema: Investigación del procedimiento óptimo para la disminución de la concentración de

potasio en Leguminosas sometidas a cocción

Alimento Tratamiento Código

Peso

inicial

Peso

final

Concentración de emisión de

potasio (ppm)

R1 R2 R3 R4 R5

Arveja Crudo P6

Arveja T1 P7

Arveja T2 P5

Fréjol Crudo P4

Fréjol T1 P3

Fréjol T2 P1

Haba Crudo P9

Haba T1 P2

Haba T2 P8

Crudo: concentración de potasio en la leguminosa fresca sin aplicar los tratamientos.

T1= concentración de potasio en la leguminosa cocida después de aplicado el tratamiento 1.

T2= concentración de potasio en la leguminosa cocida después de aplicado el tratamiento 2.


92

Anexo E. Matriz de validación

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE …Así mismo, autorizo a la Universidad Central del...

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