JOURNAL BOLIVIANO DE CIENCIAS – Vol. 20 – Número 56
ISSN Digital: 2075-8944 ISSN Impreso: 2075-8936
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Aracely Lorena Sandalio Choque 1
1. Tesista. Carrera de Ingeniería en Industrias Alimentarias. Universidad Privada del Valle.
Cochabamba. Bolivia. arylore@gmail.com
RESUMEN
Los alimentos terapéuticos listos para consumir están diseñados especícamente
para niños de 6 a 59 meses de edad que padecen desnutrición infantil aguda.
Debido a su uso medicinal estos productos deben cumplir con los requerimientos
nutricionales precisos, asegurando una adecuada ingesta de nutrientes esenciales
para favorecer la recuperación. En este contexto, la investigación tuvo como
objetivo desarrollar un simulador de matrices alimentarias que permita el
desarrollo de estos alimentos terapéuticos. Para alcanzar este n, se diseñó una
arquitectura de software que mejore la experiencia del usuario, permitiendo la
elaboración de diversas matrices alimentarias que cumplieran con los pasos
necesarios para el desarrollo de alimentos terapéuticos listos para el consumo
y las normativas nacionales e internacionales, especícamente adaptados al
contexto de Bolivia. El resultado nal fue la creación de un sistema que no
solo optimiza el diseño de alimentos terapéuticos, sino que también facilita la
manipulación de variables clave que inuyen en la formulación de los productos.
Palabras clave: Alimento medicinal. ATLC. Desarrollo de productos.
Desnutrición infantil. Formulador de alimentos.
ABSTRACT
The ready-to-use therapeutic foods are designed specically for children 6 to 59
months of age suering from acute childhood malnutrition. Due to their medicinal
use, these products must meet the precise nutritional requirements, ensuring
adequate intake of essential nutrients to promote recovery. In this context, the
research aimed to develop a food matrix simulator that allows the development of
these therapeutic foods. To achieve this goal, software architecture was designed
to improve the user experience, allowing the development of various food
matrices that complied with the necessary steps for the development of ready-
to-eat therapeutic foods and national and international regulations, specically
adapted. to the context of Bolivia. The end result was the creation of a system
that not only optimizes the design of therapeutic foods, but also facilitates the
manipulation of key variables that inuence the formulation of the products.
Keywords: Medicinal food. RUTF. Product development. Child malnutrition.
food formulator.
Citar como: Sandalio Choque,
A. L. (2024). Desarrollo de
un simulador de matrices
alimentarias para la elaboración
de alimentos terapéuticos
listos para consumir. Journal
Boliviano De Ciencias,
20(56) 6-14. https://doi.
org/10.52428/20758944.
v20i56.1213
Recepción: 16/10/2024
Aprobación: 04/12/2024
Publicado: 30/12/2024
Declaración: Derechos de
autor 2024 Aracely Lorena
Sandalio Choque, Esta obra está
bajo una licencia internacional
Creative Commons Atribución
4.0.
Los autores/as declaran no tener
ningún conicto de intereses
en la publicación de este
documento.
Artículo Cientíco
Desarrollo de un simulador de matrices alimentarias
para la elaboración de alimentos terapéuticos listos para
consumir
Development of a food matrix simulator for the preparation of ready-to-use therapeutic foods
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1. INTRODUCCIÓN
Los simuladores son herramientas digitales que permiten la recreación de
escenarios y procesos reales mediante modelos matemáticos y computacionales. En
el contexto del desarrollo de productos alimenticios, los simuladores son utilizados
para agilizar la formulación de productos al proporcionar un entorno controlado
donde se pueden modicar variables clave como los ingredientes, proporciones y
características nutricionales. Según Zhan y Li (2019), los simuladores ofrecen una
plataforma eciente para probar y ajustar recetas alimentarias sin la necesidad de
realizar costosos y repetitivos ensayos físicos, lo que resulta en una optimización
del tiempo y recursos invertidos en el desarrollo de productos.
Las matrices alimentarias, por otro lado, son combinaciones estructuradas de
ingredientes que forman la base de un alimento. En el desarrollo de productos,
una matriz alimentaria incluye la selección y proporción de ingredientes, así
como sus interacciones para obtener un producto con características nutricionales
y sensoriales especícas. De acuerdo con García y Pérez (2020), las matrices
alimentarias son fundamentales para garantizar que los productos cumplan con
los requisitos nutricionales, especialmente en casos de productos funcionales o
terapéuticos, como los alimentos destinados para tratar la desnutrición infantil.
La correcta formulación de estas matrices es clave para garantizar la calidad y
seguridad del producto nal.
El proceso de desarrollo de productos alimentarios implica una serie de etapas
complejas que requieren tiempo considerable y una inversión económica elevada.
Desde la fase de investigación inicial, hasta la formulación, pruebas sensoriales
y ajustes. Según Lee y Johnson (2020), el desarrollo de productos alimentarios
nuevos puede tardar entre uno y tres años, dependiendo de la complejidad del
producto y de la cantidad de recursos dedicados al proyecto.
Como indican Smith y Brown (2018), las empresas del sector alimentario suelen
invertir entre el 10% y el 20% de su presupuesto anual en el desarrollo de nuevos
productos, lo que reeja la magnitud de la inversión necesaria para competir en el
mercado. Esto puede suponer un reto importante, especialmente para las pequeñas
y medianas empresas, que deben gestionar cuidadosamente sus recursos para llevar
sus innovaciones al mercado sin comprometer su viabilidad económica.
La Encuesta de Demografía y Salud (EDSA) llevada a cabo en Bolivia por el
Instituto Nacional de Estadística (INE) y el Ministerio de Salud en 2016 muestra
una prevalencia del 3,4% de desnutrición aguda (peso/talla) (EL DEBER, 2021). El
total de niños con desnutrición crónica asciende al 16%; de este porcentaje la más
alta desnutrición se encuentra en el Altiplano (22,2%), Valles (17,1%) y Llanos
(9,7%) (EDSA, 2016). Los ATLC han demostrado un impacto signicativo en la
reducción de la desnutrición infantil al proporcionar nutrición esencial de forma
rápida y efectiva. Sin embargo, como Bolivia los importa, su costo es elevado,
limitando su acceso a quienes más los necesitan.
Por las razones explicadas anteriormente, este trabajo tiene como objetivo diseñar
un sistema de generación de matrices alimentarias especícamente orientado a
la creación de alimentos terapéuticos listos para consumir que permita reducir
tanto el tiempo como los costos involucrados en el desarrollo de productos
alimenticios. Este sistema busca garantizar que los productos nales cumplan con
los requerimientos nutricionales necesarios para contribuir al tratamiento de la
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desnutrición infantil, al mismo tiempo que se adaptan a las necesidades y contextos
especícos de Bolivia.
2. METODOLOGÍA
Arquitectura del Software
La arquitectura del simulador estuvo compuesta por tres capas fundamentales: la
capa de presentación, la capa de negocio y la base de datos. En primer lugar, la capa
de presentación gestionó la interfaz del usuario, proporcionando la experiencia
visual y funcional durante la interacción con el simulador. Esta capa también
presentó los resultados de las matrices alimentarias de forma clara y comprensible
para el usuario nal.
En segundo lugar, la capa de negocio concentró la lógica de cálculo; donde se
estructuraron los parámetros y se implementaron las fórmulas necesarias para
generar resultados precisos en la formulación de alimentos terapéuticos listos para
el consumo. Finalmente, la base de datos almacenó la información esencial para el
desarrollo de productos, incluyendo datos sobre ingredientes, valores nutricionales
y otros insumos críticos.
El simulador permitió realizar una simulación determinista, lo que facilitó la
manipulación de variables especícas, como alimentos utilizados y sus cantidades
en gramos, para obtener resultados nutricionales. Los parámetros de comparación
estuvieron preestablecidos y su cumplimiento se evaluó mediante un indicador
tipo semáforo. Además, el simulador incluyó opciones para ingresar los datos
necesarios para completar el etiquetado del producto.
Diseño del software
El simulador contó con inicio de sesión y seis apartados en el menú. Su diseño
se basó en un análisis detallado de dos simuladores existentes en otros países. En
primer lugar, se estudiaron sus funcionalidades y, posteriormente, se desarrolló un
modelo que combinó las mejores características de ambos. A este modelo inicial
se le añadieron apartados adicionales para hacerlo más completo y adecuado a las
necesidades del proyecto, integrando los lineamientos establecidos por la Comisión
Codex Alimentario (REP22/NFSDU) (2021) y la norma de CXS 1-1985 (2021).
Para los cálculos realizados con la simulación de matrices alimentarias, se
implementaron ecuaciones y modelos matemáticos que permitieron realizar los
cálculos nutricionales necesarios para la formulación de 100 gramos de producto.
Además, se utilizó como referencia la guía del Servicio Nacional de Sanidad
Agropecuaria e Inocuidad Alimentaria (SENASAG) Nº 0140/2017, para el
desarrollo de la etiqueta nutricional.
Desarrollo del software de simulación
El software de aplicación fue desarrollado en la plataforma Visual Studio 2022.
Según muestra la Figura Nº1, el simulador se estructuró en cuatro etapas clave:
recepción de información, base de datos, simulador y resultados de simulación. En
la primera etapa, se ingresaron los datos iniciales, como normativas y la revisión
bibliográca, que guiaron el desarrollo del simulador. La segunda etapa se centró
en la base de datos, donde se incorporó la programación utilizada para la aplicación.
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Figura Nº1. Proceso del desarrollo del software de simulación. Fuente:
Elaboración propia, 2024
La tercera etapa, correspondiente al simulador, se enfocó en un balance especíco
denominado “Balance del programa”. En esta etapa, se identicaron dos entradas
principales: las materias primas y los parámetros, cuyos datos se extrajeron de la
base de datos. Posteriormente se realizó la simulación, donde el usuario introdujo
manualmente los datos de selección. A partir de esta información, se desarrolló
una matriz en un tercer paso, a la cual se aplicó una condicional para determinar si
cumplía con los requisitos nutricionales establecidos.
Cuando los parámetros no sé cumplían, la simulación se repetía; al cumplirse, se
procedía a generar la tabla nutricional, la etiqueta y el Dashboard completo de
la formulación, concluyendo así el balance del programa. En la cuarta etapa, se
presentaron los resultados nales del simulador, que pudieron ser exportados en
formatos PDF, EXCEL o JPG, permitiendo una documentación detallada de los
pasos realizados.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El desarrollo del simulador para la formulación de alimentos terapéuticos listos
para consumir (ATLC), denominado en adelante como SMADI, arrojó resultados
positivos en cuanto a la funcionalidad y eciencia del sistema. Se obtuvo una
plataforma con un menú interactivo que incluyó el registro de materias primas
(Figura Nº 2), lo que permitió a los usuarios crear y gestionar una base de datos
ilimitada con todos los alimentos disponibles y sus respectivos parámetros
nutricionales. Esta base de datos facilitó el acceso rápido y preciso a la información
necesaria para la formulación de productos, lo que optimizó el proceso de selección
de ingredientes.
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Figura Nº2. Simulador SMADI– Materias primas. Fuente: Elaboración propia,
2024
Dado que el simulador se enfocó en alimentos terapéuticos, los parámetros
nutricionales estuvieron preestablecidos de acuerdo con los requisitos de la
normativa del Codex Alimentario (FAO y OMS, 2021). Además, el sistema incluyó
un indicador de tipo “semáforo” que permitió al experimentador vericar si los
nutrientes esenciales cumplían con las exigencias normativas. Este indicador visual
facilitó el control de la formulación y aseguró que los productos cumplieran con los
requisitos nutricionales establecidos para el tratamiento de la desnutrición infantil.
Las tablas nutricionales utilizadas en el simulador no requirieron autorización, ya
que tienen alcance internacional y son de uso gratuito. En este caso, las tablas se
basaron en la Tablas de composición de Alimentos de Centroamérica, elaborada por
el INCAP y la OPS en 2012. Además, el precio de cada alimento fue introducido
manualmente por el usuario.
En la pestaña de simulación (Figura Nº 3), el usuario pudo seleccionar los
alimentos que utilizaría e introducir las cantidades correspondientes. Con esta
información, el sistema generó automáticamente el perl nutricional del producto
y vericó si cumplía con los requisitos establecidos para los ATLC. Estos
requisitos se basaron en el programa conjunto con la FAO y la OMS sobre normas
alimentarias, especícamente en las directrices elaboradas por la Comisión del
Codex Alimentario (2021) en el ante proyecto CX/NFSDU 19/41/6. Dicho informe
especicó los parámetros analíticos, nutricionales y microbiológicos necesarios
para la producción de los ATLC; los cuales se contribuyeron en los pilares de la
investigación para estandarizar la matriz alimentaria.
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Figura Nº3. Simulador SMADI - Simulación. Fuente: Elaboración propia, 2024
Una vez que se identicó una matriz adecuada, el simulador permitió generar
el etiquetado nutricional de manera automática, completando una etiqueta
predeterminada con las aclaraciones necesarias según lo estipulado en la normativa
para ATLC (FAO y OMS, 2021). Solo es necesario completar los espacios en
blanco requeridos por el SENASAG Nº 042/2023 para obtener una etiqueta lista
para su uso, conforme a la normativa boliviana NB 314001 (2001).
La integración de la normativa nacional boliviana NB 314001 con el anteproyecto
internacional del Codex Alimentario (CX/NFSDU 19/41/6, 2019) permitió
desarrollar un enfoque integral para la elaboración de etiquetas nutricionales de
Alimentos Terapéuticos Listos para Consumir (ATLC) en Bolivia. La normativa
NB 314001 y la resolución administrativa Senasag Nº042/2023 estableció los
lineamientos especícos para el etiquetado en el contexto local, mientras que
el anteproyecto del Codex proporcionó directrices globales que garantizaron la
seguridad y calidad nutricional de los productos destinados al tratamiento de la
desnutrición infantil aguda.
Finalmente, al concluir la simulación, el sistema ofreció la posibilidad de descargar
un dashboard (Panel) (Figura Nº4) que presentó un resumen detallado de todos los
parámetros necesarios para el control de los ATLC. Este recurso facilitó la gestión
y documentación de cada formulación desarrollada, al incluir información crítica
tanto para el cumplimiento normativo como para la optimización del proceso
productivo.
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Figura Nº4. Simulador SMADI – Dashboard. Fuente: Elaboración propia, 2024
Este simulador fue probado en la simulación de matrices alimentarias para
Alimentos Terapéuticos Listos para el Consumo (ATLC) utilizando 15 materias
primas producidas en territorio nacional, y se obtuvieron un total de 84 matrices
que cumplieron con el perl nutricional requerido. Para seleccionar la mejor
formulación, se aplicaron tres ltros: el primero evaluó el cumplimiento de los
macronutrientes, el segundo se centró en los micronutrientes, y el tercero consideró
los costos de las materias primas.
Al nalizar el proceso, de las 84 matrices formuladas se logró identicar siete
formulaciones que cumplía con el perl nutricional necesario para un ATLC y se
eligió una (Figura Nº 5) a la cual se llevó a realizar los análisis bromatológicos,
microbiológicos y sensoriales. Los análisis bromatológicos revelaron una similitud
entre los datos obtenidos en el laboratorio y los valores teóricos del simulador. Las
discrepancias se maniestan en la concentración de proteína con una variación del
0,98% y la grasa con 1,77%.
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Figura Nº5. Resultados de la simulación - Formulación elegida. Fuente:
Elaboración propia, 2024.
4. CONCLUSIONES
El simulador SMADI desarrollado para la formulación de alimentos terapéuticos
listos para consumir (ATLC) ha demostrado ser una herramienta ecaz para acortar
el tiempo de desarrollo de productos, particularmente en la etapa del desarrollo de
formulaciones. Una de sus principales ventajas es la capacidad de crear una base
de datos personalizada con los alimentos que se utilizarán en las formulaciones, lo
que facilita el acceso a los ingredientes y sus parámetros nutricionales.
Este sistema permite adelantar varios pasos clave en el proceso de diseño,
ofreciendo múltiples matrices alimentarias que cumplen con los requerimientos
nutricionales necesarios para los productos a desarrollar. Gracias a los indicadores
del sistema, es posible aplicar ltros que permiten seleccionar la formulación más
adecuada, optimizando el proceso de desarrollo.
Una vez seleccionada la matriz, el simulador proporciona la fórmula teórica del
producto y genera automáticamente la etiqueta nutricional conforme a la norma
boliviana NB 314001 y la resolución administrativa Senasag Nº042/2023,
permitiendo que el producto esté listo para su comercialización. Este enfoque no
solo acelera el proceso de formulación, sino que también reduce signicativamente
los costos asociados a la experimentación, la compra de materias primas y los
análisis de laboratorio repetitivos.
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El simulador puede contribuir signicativamente a mejorar la accesibilidad de estos
productos al permitir la experimentación y generación de diversas formulaciones
utilizando alimentos disponibles en el país, además, se plantea que el simulador
sea de acceso abierto ampliando su impacto, sin embargo, esta apertura aún está
en proceso de evaluación.
5. AGRADECIMIENTOS
Se agradece a Jhoel Espíndola por su apoyo en este proyecto.
6. REFERENCIAS
Comisión Codex Alimentario (CX/NFSDU). (2019). Anteproyecto de directrices
para los alimentos terapéuticos listos para el consumo (CX/NFSDU 19/41/6).
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FAO, & OMS. (2021). Informe de la cuadragésima segunda reunión del comité
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