Extraccin de aceite de germen de quinua (Chenopodium quinoa willd) y caracterizacin

Resumen

Se plante la posibilidad de realizar una extraccin de aceite de qunoa de carcter orgnico con etanol como solvente, sin embargo no es posible realizar esta extraccin ya que el etanol extrae otras sustancias no grasas como ceras, fosftidos, azcares, pigmentos, etc.Para la extraccin del aceite de qunoa se realiz una extraccin con hexano y ter de petrleo, que permiti obtener rendimientos de un contenido graso de alrededor de un 6% para todas las muestras estudiadas.De los parmetros de calidad del aceite de qunoa de Paredones se puede observar que el proceso de pulido deja ms expuesta a la semilla, esto influye en un mayor deterioro y mayor inestabilidad del aceite.De los anlisis de caracterizacin qumica y fsica del aceite de qunoa destaca el contenido de cidos grasos poliinsaturados, principalmente el cido linoleico con un 56% y oleico con un 21%, y de un contenido moderado de linolnico con un 5% para todas las muestras en estudio.El alto contenido de tocoferoles totales, alrededor de 1300 ppm para las muestras de Mata Redonda y 700 ppm para Paredones, le confiere al aceite una buena proteccin frente a la rancidez oxidativa.Para evaluar los cambios qumicos del aceite de qunoa se realiz un estudio de la cintica del deterioro trmico del aceite, a travs de anlisis de ndice de perxidos y acidez del aceite. Estas cinticas corresponden a orden 2 para el caso de los cambios hidrolticos y de orden 1 para los cambios oxidativos en el aceite.

La quinuaLa quinua es una planta anual herbcea originaria de la Amrica Andina, especficamente de la hoya del Titicaca, entre Per y Bolivia, lugar donde se encuentran la mayor cantidad de variedades y se cultiva desde pocas preincaicas. Alcanza un tamao de 0.5 a 2m de altura, posee un tallo recto o ramificado y su color es variable; las semillas, que constituyen la parte de mayor valor alimenticio, son pequeos grnulos con dimetros de entre 1.8 y 2.2 mm, aunque es posible encontrar variedades que llegan hasta 4 mm de color variado: los hay de color blanco, caf, amarillas, rosadas, grises, rojas y negras. Los rendimientos promedios obtenidos estn entre los 1,500 a 2,000 kg. /ha. (Junge y Cerda, 1978).

Figura 1: Planta de Quinua (Chenopodium quinoa willd)Desde tiempos ancestrales la quinua se cultiva en la regin del altiplano andino de Amrica del Sur. En la actualidad las mayores reas productivas corresponden a Per y Bolivia, aunque tambin se produce en Colombia, Argentina, Chile y Ecuador.Cabe sealar que es un cultivo que se adapta a condiciones muy variables, pudindose cultivar hasta los 3.900 metros sobre el nivel del mar (CIED, 2006). Por otra parte, y debido a que posee races pivotantes y fasciculadas, se adapta bien al clima fro y a la escasez de humedad, puesto que las races pivotantes aprovechan el agua a mayor profundidad y las races fasciculadas el agua superficial (Fontrbel, 2003). Las hojas son anchas y polimorfas (con diferentes formas en la misma planta); el tallo central comprende hojas lobuladas y quebradizas y puede tener ramas, dependiendo de la variedad o densidad del sembrado; las flores son pequeas y carecen de ptalos. Son hermafroditas y generalmente se auto fecundan. Est considerado un grano sagrado por los pueblos originarios de los Andes, debido a sus exclusivas caractersticas nutricionales.Clima y suelosLa quinua se cultiva desde el nivel del mar hasta los 4 000 m.s.n.m., existen ecotipos adecuados desde suelos salinos y alcalinos hasta zonas con heladas.PropagacinSe propaga mediante semillas, existiendo dos formas de siembra: la ms rudimentaria es la que se efecta en los terrenos sin roturar, para la cual se hace uso de herramientas punzantes como los tacarcos, efectuando huecos en los que se colocan las semillas y en algunos casos incluso el abono. Cuando se trata de terrenos de preparacin superficial hecha con traccin animal, se puede sembrar al boleo o con el uso de la Chaquitaclla en siembra por golpes. Al usar mquina, la siembra se hace en lneas o en chorro continuo con un distanciamiento entre lneas de 40 a 90 cm.Cultivos Asociados: Para hacer asociaciones se recomiendan las leguminosas, de preferencia habas, porque fijan nitrgeno en el suelo y as favorecen al cultivo de la quinua. Las asociaciones tambin son recomendables en terrenos con excesiva pendiente, para controlar la erosin.En condiciones normales, la germinacin se produce entre los ocho a diez das y con el uso de germinadores se puede realizar a los dos das.Aspectos AgrotcnicosPreparacin del terreno: por lo general, la quinua se planta en rotacin despus de la papa con el fin de aprovechar el mullido del terreno, as como los residuos de abonos orgnicos que an quedan principalmente guano de corral que no ha llegado a descomponerse de manera total-. En algunas zonas tambin se planta en rotacin con el maz, papa o trigo, aprovechando la preparacin de los terrenos para estos cultivos.Se obtienen mayores rendimientos cuando el cultivo se realiza en suelos recin roturados, lo ms recomendable es tener el terreno bien mullido y limpio. La densidad de siembra vara de acuerdo al sistema de siembra, pudiendo ser de 15 a 25 kg. De semilla por hectrea en el sistema al voleo y de 10 a 12 kg. Por hectrea en el sistema de lneasLabores culturales: requieren de aporques 30 das despus de la siembra; los deshierbos dependern de la preparacin del terreno. La quinua es una planta que necesita terrenos limpios, los deshierbos se realizan preferentemente a mano o con el uso de azadas, el nmero de deshierbos depender del estado de preparacin del terreno.Los entresaques se realizarn cuando la planta tenga unos 15 cm para asegurar el espacio vital de cada planta.La quinua cumple su ciclo vegetativo con agua de lluvias, las que se manifiestan de noviembre a marzo. El rendimiento est directamente relacionado con la cantidad de agua, por lo que se recomienda complementar con riegos cuando las lluvias son escasas; sin embargo, se debe tener en cuenta que un exceso de humedad tambin hace dao a la planta.La fertilizacin se efecta de acuerdo a las condiciones del suelo y a las caractersticas que presentan las plantas: la carencia de nitrgeno produce plantas pequeas, dbiles y clorticas, deficiencia que puede ser suplida con aplicaciones fraccionadas de nitrato de amonaco; la carencia de fsforo produce plantas pequeas y las hojas menores presentan reas necrticas en los bordes. Esta deficiencia es suplida mediante aplicaciones de guano de islas de baja ley.Plagas y enfermedadesPlagas. Los pjaros son la plaga que ms daos causa en el cultivo de quinua, principalmente en la poca de maduracin; gusanos de tierra (lepidpteros de la familia Noctuidae); escarabajos (pertenecientes a la familia meloidae); larvas de la familia Pyralidae.Enfermedades: Chupadera fungosa (Rhizoctonia solani); mancha de la hoja (pbyllosticia sp); el Mildiu (Peronospora effusa).CosechaLa cosecha debe efectuarse cuando el grano ha llegado a la madurez completa; se caracteriza por presentar un amarillamiento total de la planta, as como una cierta dureza en el grano. La maduracin se logra a los seis o siete meses del cultivo.La siega (cosecha) se realiza arrancando la planta para terminar su maduracin y bajar el estado de humedad que posteriormente facilitar la trilla; sin embargo, es ms recomendable realizar la siega con el uso de hoces evitando prdida de granos y contaminacin con la tierra.En caso el cultivo presente cierto nmero de quinuas silvestres, debern eliminarse antes de realizar la siega. Posteriormente se efecta la trilla y el venteo o aventado.Post cosechaPara el almacenamiento, el grano deber estar completamente seco, por lo que se recomienda dejarlo secar al sol. El ambiente de almacenamiento debe ser fresco y ventilado y con medidas de seguridad contra los roedores.Estacionalidad de la produccinLa poca de siembra vara de acuerdo a condiciones climticas de cada zona. Como regla general, en zonas fras la siembra debe ser temprana debido a que el perodo vegetativo se alarga; en regiones templadas, la siembra se puede realizar desde mediados de setiembre hasta mediados de octubre; en zonas ms clidas la siembra se puede efectuar como mximo en la primera semana de noviembre.(Fuente: Estudio Econmico productivo del Per Miguel Arestegui, Per Acorde, 2009)

VariedadesLas quinuas, segn su adaptacin ecolgica en las principales zonas andinas de produccin, se pueden agrupar en cinco tipos mayores:Quinuas de valles secos (Junn) y de valles hmedos (Cajamarca):en las quinuas de valle hay diferencias entre aquellas que se desarrollan en valles interandinos con riego, como ocurre en Urubamba (Per), Cochabamba (Bolivia) y entre aquellas que se cultivan en secano, como en Huaraz, valle del Mantaro, Ayacucho y Abancay (Per). Las primeras alcanzan una altura de hasta tres metros.Adems, existe la influencia de una mayor precipitacin al norte del Per, que se extiende en Ecuador y el sur de Colombia. En el rea de Nario, Colombia, y el norte de Ecuador existe un ecotipo de porte alto, muy ramificado, hojas de color verde claro y grano muy blanco y dulce, que dio origen a la variedad Nario, cultivada actualmente en el Per.Quinuas de altiplano (blancas alrededor del lago Titicaca y de colores en la zona agroecolgica Suni):las quinuas del altiplano tambin se producen bajo condiciones variables: baja precipitacin y condiciones climticas de temperatura favorables como alrededor del Lago Titicaca; en lagunas o quebradas cercanas a ros de donde son originarias las variedades Kcancolla, Blanca de Juli y Tahuaco. Aquellas que se adaptan a las planicies altas, a 3 900 msnm, son la Cheweca, Ccoitu, Wariponcho, Chullpi y Witulla, con panojas coloreadas y que soportan temperaturas ms bajas.Quinuas de los salares (al sur de Bolivia):las quinuas del grupo de los salares al sur de Bolivia soportan condiciones xerfitas extremas y su desarrollo inicial es posible porque aprovechan la humedad de los hoyos cavados al momento de la siembra. El cultivo de quinua en esta rea sigue un sistema de produccin muy especial, despus de la cosecha el suelo queda en descanso durante cuatro a ocho aos. En los ltimos tiempos este perodo se ha acortado, produciendo efectos negativos por el agotamiento de la fertilidad de los suelos.Quinuas del nivel del mar (Chile):estn ms adaptadas a condiciones hmedas y con temperaturas ms regulares; se ubican sobre todo en latitudes al sur de los 30 S (Concepcin y Valdivia, Chile).Quinuas de la zona agroecolgica Yunga y de ceja de selva (Bolivia):finalmente existe un grupo muy reducido de quinuas que se han adaptado a las condiciones de la zona agroecolgica Yunga de Bolivia, a alturas entre los 1 500 y 2 000 msnm, con la caracterstica de tener el tallo de color naranja al estado maduro, al igual que el perigonio. Su adaptacin a climas subtropicales les permite adecuarse a niveles ms altos de precipitacin y calor. Existe una sola coleccin efectuada en Bolivia y las muestras de este grupo crecieron adecuadamente en Kayra, Cusco, a 3 300 msnm, presentando un largo perodo vegetativo de ms de 200 das.(Fuente: FAO, http://www.fao.org/quinua-2013/es/ )Cuadro 1. Grupo Agroecolgico de las quinuas y su adaptacin a temperaturas mnimas. Tapia, 1997GrupoPrecipitacinTemperatura mnima

Valle700 1 500 mm.1 a 3 C

Altiplano400 800 mm.-2 a 2 C

Salares250 450 mm-4- a 1 C

Nivel del mar100-200 mm con riego2-a 5 C

Yungas1 000 2 000 mm10-a 12 C

Composicin de la Semilla de Quinua y su Valor NutricionalTal como se sealara, toda la planta de quinua tiene diferentes usos, sin embargo el producto primario es la semilla (ver Figura 3). Luego que se realizaran anlisis bromatolgicos de la composicin del grano y se divulgara esta informacin, la quinua ha adquirido importancia internacional por ser uno de los pocos alimentos de origen vegetal que es rico en protenas y posee todos los aminocidos esenciales para el ser humano (ver la composicin del grano en la tabla 1). Tambincontiene cidos grasos esenciales como los cidos grasos insaturados, destacando su alto contenido de cido linoleico (50,2-56,1%) y oleico (22,0-24,5%), y moderado de linolnico (5,4-7%) (Walhi, 1990; Ruales y Nair, 1992). Asimismo, la quinua posee un alto contenido de vitaminas del complejo B, C y E, adems de minerales tales como: hierro, fsforo, potasio y calcio. Este ltimo se encuentra en la misma concentracin que en la leche descremada, mientras que el fsforo es cuatro veces ms concentrado que el de sta (Albarrn, 1993).

Figura 2: Semilla de la quinuaTabla 1 - Composicin Proximal de la semilla de quinuaContenidog/100 g de semilla

Caloras331

Humedad9,8

Protena13,0

Lpidos7,4

ENN64,1

Fibra cruda2,7

Cenizas3,0

N x 5,7Por diferencia

Fuente: Schmidt-Hebbel y col., 1992Adems de su importante valor proteico, la qunoa se destaca del resto de los cereales por su importante contenido y calidad de aceite. Se estima que el aceite de qunoa podra seguir el camino del de maz, que se difundi por un lado gracias al contenido y composicin del aceite, pero fundamentalmente por la demanda de otros productos derivados de este grano, tales como edulcorantes de maz, etanol y almidn.El grano de qunoa posee un contenido de aceite promedio del 6%, superior al del maz. Al igual que en este cereal, el aceite se encuentra concentrado en el germen, que representa el 30% en peso del grano. Como el germen de la qunoa rodea al endospermo, puede ser fcilmente removido y as obtener una fraccin que contenga 20 % de aceite. La composicin de cidos grasos del aceite de qunoa es similar a la del maz. Las altas concentraciones de cido linoleico y linolnico los hacen muy susceptibles a la rancidez, pero ambos aceites tienen altos contenidos de antioxidantes naturales llamados ismeros de tocoferol.Las grasas participan en la formacin de membranas que constituyen la envoltura de clulas y elementos celulares. Casi todos los alimentos presentan lpidos. Los lpidos, aun en el caso de que sean componentes menores de los alimentos, requieren atencin por su gran reactividad que afecta mucho a la calidad de los alimentos.La importancia nutricional de los lpidos radica en el elevado valor energtico de los triacilgliceroles (9 kcal/g o 39 kJ/g) y en la presencia de cidos grasos esenciales: cido linoleico (C18:2n-6), cido linolnico (C18:3n-3) y cido araquidnico (C20:4n-6) y adems son transportadores de las vitaminas liposolubles A, D, E, K. Aparte de esto, las grasas tienen ciertas propiedades en la preparacin de los alimentos.La quinua contiene entre 1.3 g de grasa/100g porcin comestible (cocida) y 10.7 g de grasa /100 G (Smola De Quinua), Con Un Promedio Ponderado De 5.4 G De Grasa /100g

Germen Son los embriones separados por los granos de los cereales. El germen es la parte de la caripside que est constituido por el escutelum y el axio-embrionario. Sirve como almacn de nutrientes y como fuente de comunicaciones entre la plntula del embrin en desarrollo y el gran almacn de nutrientes de endospermo. El germen se caracteriza por carecer de almidn y por su alto contenido de aceite, protena, azucares soluble y cenizas. Adems es alto en vitamina b y e genera la mayora de las enzimas para el proceso de germinacin. El germen e el tejido de reserva primario y el que origina la nueva planta.

Figura3: germen de la quinua

Contenido de cidos grasos en la quinuaTabla 2 - El contenido de cido grasos en la quinuaAcidos grasos%

Miristico0.2

Palmtico9.9

Esterico0.8

Oleico24.5

Linoleico50.2

Linolnico5.4

Laurico0.9

Eicosanoico2.7

Docosanoico2.7

Tetracosainoico0.7

Fuente: *ERPE, INIAP, IICA, GTZ.2006

Tabla 3 - Comparacin de cidos grasosNombreTamao cadenaTipo de acidoAlimento

ButricoCorta (4 C)SaturadoMantequilla

CaproicoCorta (6 C)SaturadoMantequilla

CaprilicoMediana ( 8 C)SaturadoNuez de coco

MiristicoLarga ( 14 C)SaturadoNuez moscada

PalmticoLarga ( 16 C)SaturadoAceite de palma

EstericoLarga ( 18 C)SaturadoGrasa animal

OleicoLarga ( 18 C)monoinsaturadoAceite de oliva

LinoleicoLarga ( 18 C)poliinsaturadoAceite de maz, quinua, pepitas de uva

LinolenicoLarga ( 18 C)poliinsaturadoAceite de soya, quinua

Fuente: Nestle, servicio de informacin, lpidos, nestle chile. 1996. Aceite Son grasas procedente de las semillas y de la parte carnosa de los frutos de ciertas plantas, que se conservan liquidas a temperatura ambiente, debido a que tiene un grado considerable de instauracin. Los aceites vegetales e extraen de la aceituna (olivo), lino, colza, recino, mani, algodn, soja, etc. Generalmente por medio de presin o por extraccin por solventes, previo trituracin del material. Propiedades funcionales El consumo de grasa en los pases desarrollados ha ido en aumento, llegando hacer cercano a un 50%, lo que se traduce en obesidad o exceso de colesterol en las personas; una cantidad menor del mnimo recomendado es, tambin, negativa y es eso lo que pasa en los pases pobres. En la dieta alimenticia deben estar los denominados cidos grasos esenciales que son cidos poliinsaturados que el organismo no puede sintetizar, pero que son necesarios para el buen funcionamiento del organismo, por lo que deben ser entregados a travs de la dieta alimenticia. Los cidos que sean revelados como indispensables y esenciales son el cido linoleico y linolnico. El cido araquidnico se obtiene a partir del linoleico, jugando un papel importante en las membranas celulares, entre otras de sus funciones (Saavedra G. 2004).

Tipo de aceiteEl tipo de aceite de la quinua es un aceite que pertenece a los cidos grasos insaturados. Adems son aquellos que en su estructura molecular presentan a lo menos un doble enlace entre C=C.Los ejemplos ms interesantes lo constituyen el cido oleico, linoleico y linolnico.cido graso linoleico El cido linoleico es un cido graso insaturado que posee dos dobles enlaces en su estructura molecular, siendo sus formas ms usuales de representacin las que se muestran a continuacin.CH3-(CH2)4-CH==CH-CH2CH=CH-(CH2)7-COOH (Formula Semiestrucctural), O Bien C17H31COOH (Formula Molecular).

Funcin biolgica del cido linoleico Crecimiento del organismo Formacin del tejido nervioso Formacin y renovacin de la piel, del pelo y unas.Sntesis de las prostaglandinas: estas son sustancias biolgicamente activas derivadas de cido grasos poliinsaturados, que una vez fabricadas por nuestro organismo son liberadas inmediatamente por la mayora de las clulas; nuestra salud depende de su equilibrio.( www.institutobiolgico.com/seminarios/acidos.htm.)Un dficit de los cidos linoleico y linolnico produce un retraso en el crecimiento, sequedad en la piel, dermatitis y alteraciones nerviosas y genitales. (Pamplona j.1994). cido graso linolnicoEste acido presenta dos estructuras de nominadas alfa y gamma linolnico, presentando tres dobles enlaces en sus estructuras moleculares.El nombre, de acuerdo a la IUPAC es 9,12,15-octadecatrienoico que seala muy claramente la cantidad de c, el nmero de enlaces que posee y la posicin de los enlaces. (Pamplona j.1994).Los cidos grasos linoleico y linolnico son esenciales; algunos autores sealan tambin al araquidnico, pero este puede sintetizarse a travs del cido linoleico. Los cidos grasos poliinsaturados participan en la sntesis de prostaglandinas, desempean un rol en la modulizacion y reduccin del colesterol y ayudan en la profilaxis de la arterosclerosis.(Montes y otros, 1992)CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-/CH2)7-COOH

Componentes funcionalesEl cido linoleico da origen al araquidnico y el linolnico origina al DHA.: las transformaciones ocurren principalmente en el hgado.El DHA es importante para el desarrollo del sistema nervioso, el cerebro y la visin de las personas desde su gestacin. (www. inta .cl/productos y servicios /grasas y aceites /consumidor).Actividad biolgicawww.nutri-facts.org 2004. La ingesta suficiente de cidos grasos poliinsaturados (omega-3 y omega-6) es importante por el papel crucial que desempean en:

el desarrollo y mantenimiento de una correcta funcin cerebral la visin Las respuestas inmunitarias e inflamatorias la produccin de molculas semejantes a las hormonas Mantenimiento de una presin arterial normal; Mantenimiento de una concentracin normal de triglicridos.cido grasoSe le conocen, en general a los acidos grasos mono carboxlicos de la serie aliftica, en particular a aquellos que forman parte de os lpidos. Se pueden distinguir.cido graso saturadoCuya molcula de tomos de carbono estn unidas entre s por enlace simples: cido butrico, caproico, caprilico, laurico. Etc.cido graso insaturadoQue pueden ser a su vez: cido graso monoinsaturado: que contienen un doble enlace (los acidos miristoleico, palmitoleico, oleico, elairico, ricinoleico, erucico, etc)cido graso piliinsaturados: que contiene ms de doble enlace (los acidos linoleico, linolnico, araquidnico, etc)Derivados Estos tipos de cidos grasos insaturados o poliinsaturados, derivan de fuentes de grasa animal y en grandes proporciones de grasa vegetal, tiene una estructura con dos o tres dobles enlaces, las que las hace de fcil digestibilidad, adems las grasas del aceite de la quinua son altamente favorables para los problemas cardiovasculares.ObtencinLa extraccin orgnica de aceite de qunua con etanol produjo un aceite con una serie de compuestos que hacan no viable una refinacin del tipo orgnica. La extraccin del aceite se realiz con hexano en las semillas que a continuacin se presentan. (Rubio, 2005). Actividad protectora de enfermedades del cido linoleico y linolnicoLos estudios clsicos de Keys et al y Hegsted et al sealaban que la grasa monoinsaturada (cis C18:1) tenia un efecto neutro sobre los niveles sricos de colesterol cuando sustituan carbohidratos; sin embargo, la evidencia actual ha demostrado lo contrario. En contraposicin, esta ha corroborado que los cidos Grasos Poliinsaturados de la serie n-6 (AGPn-6) disminuyen los niveles sricos de colesterol, tal y como lo demostraban los estudios metablicos realizados por estos investigadores. El cido linoleico (C18:2,6) es el AGPn-6 que se encuentra en mayor proporcin en la dieta.Grundy y otros 1982, en una compilacin de diversos estudios metablicos, mostraron que los aceites vegetales ricos en cido linoleico tienen un fuerte efecto hipocolesterolemia te cuando sustituyen los AGSat de la dieta. As mismo, ensayos dietticos de intervencin utilizando dietas con alto contenido de AGPn-6 han mostrado que estas, en comparacin con las dietas bajas en grasa-altas en CHO, son ms eficaces en disminuir los niveles de colesterol srico, as como las tasas de mortalidad de ECV. Actualmente est bien establecido que el cido linoleico es el cido graso ms efectivo para reducir los niveles de colesterol srico.Enfermedades degenerativasLos resultados de los ltimos estudios han llevado a establecer unos objetivos nutricionales sobre el consumo de grasa encaminada a mantener la salud y prevenir la aparicin y progreso de diversas patologas (Navia y Aranceta, 2002). Adems, La investigacin ms reciente en torno a los cidos grasos esenciales se ha centrado en la importancia de la relacin entre el cido linoleico respecto al linolnico y si esta relacin influye en el desarrollo de algunas enfermedades. (Jones y otros, 2001)Los cidos grasos saturados derivan tanto de grasas animales como vegetales, aunque la procedencia fundamental de la grasa saturada en la dieta actual deriva de la carne y, en menor medida, de los productos lcteos.La influencia de la cantidad y tipo de grasa consumida en la elevacin del colesterol sanguneo y en el aumento del riesgo cardiovascular ha sido tema central de atencin durante los ltimos aos. Por otra parte, esta implicacin posiblemente haya sido la que ms trascendencia ha tenido entre los profesionales sanitarios y la poblacin general, al pensar en la relacin nutricin-salud (Ortega y otros,1997). Es cierto que un excesivo consumo de grasa saturada (y en menor medida de colesterol) puede provocar elevaciones en el colesterol sanguneo, especialmente en personas predispuestas, y a largo plazo aumentar el riesgo cardiovascular. Sin embargo, recientemente se han realizado interesantes estudios que han puesto de relieve la importancia de diversas fracciones de la grasa en la proteccin cardiovascular y en el riesgo/proteccin frente a otras muchas patologas como hipertensin, diabetes, procesos inflamatorios, enfermedades pulmonares, problemas de visin, desarrollo del neonato (Jones, 2001).

METODOLOGA EMPLEADA Objetivo general Extraccin de aceite de germen de quinua (Chenopodium quinoa willd) y caracterizacin Objetivos especficos Extraer aceite del germen de quinoa (Chenopodium quinoa willd) salcedo INIA. Caracterizacion bioqumico del aceite de germen de quinua.MARCO TEORICO

Materia Prima:La materia prima utilizada en este estudio fue la quinua (Chenopodium quinoa willd) Cual se adquiri del instituto nacional de investigacin agroindustrial - puno (INIA). Extraccin de germenPara la extraccin de 12.5gr del germen de la quinua se us aproximadamente 45 gramos de quinua entera, el germen de la quinua llega a alcanzar hasta el 30% del grano, lo que en cereales convencionales llega apenas al 1%. En los granos del germen es la fraccin ms rica en protenas, lpidos y azucares. Esto se debe a que en el germen ocurren procesos de sntesis de carbohidratos para la nueva planta, a partir de los azucares obtenido por desdoblamiento o hidrlisis enzimtica de los almidones del endospermo (morales y otros 1988).La quinua se lav y se acondiciono para introducirla en la centrifugadora de cuchillos planos, estos cuchillos planos ayudaron a que el germen no quede daado por la centrifugadora, a los 45gr de muestra se adiciono 100ml de agua, una vez colocada dentro, se centrifugo a 800 RPM.El tiempo de centrifugacin fue de 3 minutos a una velocidad constante, una vez terminada la separacin por centrifugacin, se procedi a tamizar para separar el agua, seguidamente se sec a una temperatura de 25C por 8 horas.Para la separacin del germen de los dems compuestos se tamizo en un tamiz de 100mezt. La cantidad de germen obtenido fue de 13gr (mtodo propio).Extraccin de aceite de germen de quinua.Molienda: El germen se someti a una reduccin de tamao. El procedimiento se realiz en un molino artesanal, El tamao del germen pulverizado fue aproximadamente de 132 m.Solvente utilizadoEl solvente utilizado fue el hexano.Cantidad: 24.337ml para 12.166gr de germen de quinua.Materia prima.Germen de quinua, (obtenida de centro de investigacin en tecnologa de alimentos): variedad salcedo iniaMateriales Recipiente de vidrio de (200ml) con tapa. Probeta de 50ml. Papel filtro. Embudo Vaso precipitado de 200ml Tamices de 100 y 150 mes.

ReactivosHexano.Equipos Molino artesanal Balanza analtica.Procedimiento Extraccin de aceite por maceracin en hexano. Por mtodo aplicado por: mayta y otros, 2011. Para la extraccin de aceite con hexano o solventes orgnicos, reduzca el tamao de la muestra hasta aproximadamente 132 m y 101m por 4hr. Coloque el doble de cantidad de solvente, es decir si extraer de 1gr de muestra el solvente debe ser 2ml. Y someta a maceracin por un tiempo de cuatro horas. Despus de la extraccin separe el germen sin grasa, separe el germen haciendo pasar en un papel filtro whatman. La solucin aceite/hexano evapore sometiendo a una temperatura de 65C por 15 minutos obteniendo aceite crudo. Es deseable que el hexano sea recuperado por medio de destilacin, aprovechando su volatilidad.

Caracterizacin del aceite de germen de quinua por ndice de acidez, de yodo e ndice de perxido. Estos mtodos recomendado por la AOAC, son conocidos por ende todo la metodologa esta adjuntada en el anexo del trabajo.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

Tabla 4 - rendimiento en la extraccin de aceite por maceracin en hexano.Condiciones de extraccinDescripcin

Germen de quinua12.166gr

Solvente (hexano)24.337ml

Tiempo18 horas

Rendimiento aceite5 ml. (41.09%)

En cuanto al rendimiento en la extraccin de aceite, la variedad de la quinua, no influencia en la cantidad de extraccin, ya que el germen son iguales en toda las variedades, un factor influyente en la cantidad de extraccin de aceite de quinua podra se las condiciones de extraccin del germen, ya que la temperatura de secado u otro factor seria la causa de esta variacin.Grafica 1 - rendimiento en la extraccin

En la extraccin de aceite de el germen de quinua, no hay artculos que hayan investigado sobre esta operacin, existen trabajos en la extraccin de la quinua en s, (de todo el grano) pero no solo del germen, homos visto por conveniente que del germen de quinua se extrae ms cantidad de aceite que de la quinua entera, adems que se desperdiciael producto cuando se extrae de grano entero.

Resultado de caracterizacin del aceite de quinua.El contenido de materia grasa depende del material gentico, el estado de madurez, la fertilidad del suelo y de los factores climticos, sin embargo Ogungbenle, (2003) y GTZ y otros, 2000), concuerdan en un valor de 6,3% de materia grasa en base seca, siendo ste un valor mayor para Paredones, pero menor para ambas semillas de Lo Palmilla. SegnBascur, (1959), la qunoa tiene un 7,4 % de materia grasa, siendo un valor bastante mayor a los encontrados en los ecotipos utilizados en este estudio. sin embargo(morales y otros 1988) mencionan que el germen de la quinua llega a alcanzar hasta el 30% del grano, lo que en cereales convencionales llega apenas al 1%. En los granos del germen es la fraccin ms rica en protenas, lpidos y azucares. Esto se debe a que en el germen ocurren procesos de sntesis de carbohidratos para la nueva planta, a partir de los azucares obtenido por desdoblamiento o hidrlisis enzimtica de los almidones del endospermo.Como se muestra en la tabla 04, el rendimiento de etraccion de aceite de quinua fue de 41.09%, esto indica que el contenido de lpidos de la quinua inia puno tubo un contenido alto en grasas, adems considerando las condiciones de extraccin en cuanto al solvente y tiempo de maceracin, cabe la posibilidad que este factor haya influido en la extraccin adems afectado en la calidad del aceite, esto se determin empleando la caracterizacin, en cuanto a ndice de acidez, yodo y perxido.Tabla 5 - ndice de acidezCondiciones de caracterizacinDescripcin

Cantidad de muestra 2 ml

Mtodo de Titulacin directa----

NaOH0.7 ml.

Indicador fenolftalena (gotas)3

ndice de acidezLos valores obtenidos para la determinacin de cidos grasos libres expresados en porcentaje de cido oleico estn bajos si se sigue el mismo razonamiento aplicado al ndice de perxido, al compararlo con otro aceite crudo, como lo es el aceite de oliva, al cual se le permite por el Reglamento Sanitario de los Alimentos (2000), un valor de 1,5%, expresado como cido oleico, lo que indica que estos aceites presentan un deterioro hidroltico no muy alto. As como tambin Ogungbenle, (2003), quien al caracterizar su aceite de qunoa present valores de 0,5% de cidos grasos libres expresado en cido oleico.

Si se compara la composicin de cidos grasos del aceite de qunoa con el de otros cereales, se puede encontrar que en caso del arroz (Oriza sativa) la composicin predominante son los cidos monoinsaturado con un 40,5%, a diferencia del trigo(Triticum aestivum L.) y maz (Zea mais), que al igual que la qunoa predominan los cidos poliinsaturados (56,8 ; 59,9 ; 58,3%) respectivamente, (Masson y Mella, 1985).Cerro M, 2004 menciona El valor mximo permitido para el consumo es de 3,3 g por cada 100 g de cidos grasos. No tiene nada que ver con la intensidad del sabor.Las normas permitidas para los aceites son: Tabla 6 - norma tcnica para aceites

NDICE DE CIDO:NIVEL MXIMO PERMITIDO

grasas y aceites refinados0,6 mg de koh/g de grasa o aceite

grasas y aceites vrgenes4,0 mg de koh/g de grasa o aceite

grasas y aceites prensados en fro4,0 mg de koh/g de grasa o aceite

indice de perxido:

aceites vrgenes y grasas y aceites prensados en frohasta 15 milieq.de oxgeno activo/kg de aceite

otras grasas y aceiteshasta 10 miliequivalentes de oxgeno activo/kg de aceite

fuente:cdex, 1981.

Acidez (en cido oleico)............. Mx. 0.3%ndice de perxidos................... Mx. 10 meq O2/kg

Adems (Escuela tcnica superior de ingenieros agrnomos y de montes Universidad de crdoba, 2011) menciona que el Indice de acidez: Expresa el nmero de miligramos de hidrxido potsico necesarios para neutralizar 1 gramo de aceite o grasa. El grado de acidez alcanzado en la titulacin fue de 0.196, segn del codex 1981 el nivel maximo permitido de cidos grasos es de 4.0 mg KOH consumido por gramo de aceite, en este sentido el contenido de acidos grasos del aceite de quinua esta dentro del los vaores minimos permitidos, ademas cerro,2004 Menciona que El valor mximo permitido para el consumo es de 3,3 g por cada 100 g de cidos grasos, lo cual es coherente con los datos mencionados por el codex.

Grafica 2 - ndice de acidez

Clculos:

Este promedio de ndice de acidez, representa los cidos grasos presentes en el aceite, el promedio es de 0.19, segn la norma para aceites vegetales, el ndice mximo permitido es de 0.2, esto indica que el aceite es monoinsaturado, el promedio de 0.19 que obtuvo el aceite de del germen de quinua est dentro del lmite permitido, por tanto se podra mencionar que es un aceite poliinsaturado.

Tabla 6 - ndice de yodo (con muestra)Condiciones de caracterizacinDescripcin

Cantidad de muestra ml0.5

tiosulfato de sodio 0.1 N (gastada) ml0.2

Indicador solucin de almidn al 1% (gotas)5

Grafica 3 - ndice de yodo - muestra

Tabla 7 - ndice de yodo (en blanco)Condiciones de caracterizacinDescripcin

Cantidad de muestra ml0

tiosulfato de sodio 0.1 N (gastada) ml0.3

Indicador solucin de almidn al 1% (gotas)5

Grafica 4 - ndice de yodo - blanco

Clculos:0.0932El dato obtenido de 0.0932, nos indica el grado de instauracin, adems se define como gramos de yodo absorbidos por 10 gr de grasa, en nuestro anlisis se us 1 ml de aceite, lo cual nos indica segn los resultados que el grado de instauracin del aceite es alta, esto favorece al sistema cardiovascular.

ndice de yodoEl alto valor obtenido en el ndice de yodo est de acuerdo al perfil de cidos grasos obtenido, ya que en este anlisis predominan los cidos linoleico, linolnico y oleico. Esto tambin determina que este aceite pueda ser clasificado como un aceite poliinsaturado. En oposicin con Ogungbenle, (2003), quien report valores de 54,0 g I2/100 g aceite, lo que no concuerda con los valores obtenidos en el presente estudio y con el valor de 129 gI2/100 g aceite reportado por Koziol, (1993).El ndice de yodo es una medida del grado de instauracin.Segn los anlisis de caracterizacin de las grasas obtenidas fueron realizadas rutinariamente despus de cada extraccin.Tabla 8 - Pruebas y resultados obtenidos, realizados por la umsa, 2004. En grasa de reses.Lote Corrida -4

Ind. Acidez4.98mg

Ind. Perxido35.20mg

Ind. Yodo1.54mg

Tabla 9 - Resultado: aceite de quinua caracterizada.CaracterizacinResultado

ndice de yodo0.0932

El grado de ndice de yodo en la caracterizacin que realizamos con el aceite de quinua fue de 0.0932 mientras que en carne de res, segn estudios de la umsa, fue de 1.54, lo cual indica que el grado de instauracin en la grasa de res fue menor, mientras que el grado de instauracin en la aceite que extrajimos de la quinua fue ampliamente menor, como se puede comparar.Lo cual indica que el aceite de quinua es altamente insaturado, conteniendo cidos grasos linoleico y Linolenico y otros que pueden estar presentes.

Tabla 10 - ndice de perxido con muestraCondiciones de caracterizacinDescripcin

Cantidad de muestra ml1

tiosulfato de sodio 0.1 N (gastada) ml0.7

Indicador solucin de almidn al 1% (gotas)0.5

Grafica 5 -ndice de perxido

Tabla 8 - ndice de perxido en blancoCondiciones de caracterizacinDescripcin

Cantidad de muestra ml0

tiosulfato de sodio 0.1 N (gastada) ml0.4

Indicador solucin de almidn al 1% (gotas)0.5

Grafico 6 ndice de perxido en blanco.

Clculos:=30

El ndice de perxido indica el grado de Oxidacion del compuesto graso, segn datos obtenidos de un estudio realizado con grasa de pollo, el ndice de perxido fue de 80, mientras que con el aceite del germen de quinua se obtuvo 30,estos datos son expresados indica el nmero de oxigeno presente en el aceite.

ndice de perxido.Los perxidos son los principales productos iniciales de la Oxidacion, pero si la Oxidacion est muy avanzada se produce la degradacin progresiva de los perxidos con lo que el ndice de perxidos disminuira. Segul el codex, los ndices de perxidos permitidos para los aceites vegetales esta dentro de:Hasta 15 MILIEQ. De oxigeno activo/ kg de aciete, mientras que el aceite de quinua contiene 0.03 MILI. De oxigeno activo por 100gr.Segn (Hurtado, 2003). proceso de elaboracin del aceite de oliva, aumenta el porcentaje de cidos grasos libres, elevando con ello la acidez y tambin se incrementaran los niveles de glicerol, producindose como consecuencia una oxidacin espontnea de estos compuestos en presencia de O2, lo que se traducira en un aumento del ndice de perxidos, con formacin de compuestos denominados hiperxidos, favoreciendo una descomposicin y generando productos secundarios tales como aldehdos, steres, cetonas y alcoholes, que otorgan sabores catalogados como rancidez.Un incremento en el ndice de perxidos estara muy asociado a los altos porcentajes de cidos grasos libres, los cuales al oxidarse produciran una mayor oxidacin del aceite, lo que vendra a fundamentar lo observado en el tratamiento.Hurtado (2003).

Por tanto es indispensable que las pruebas realizadas para comparar la presencia de cidos grasos poliinsaturados en el aceite de quinua es real. Ya que las caracterizaciones lo demuestran.Procedimiento de obtencin de aceite de qunoa de Paredones mediante extraccin con solvente.El proceso de extraccin de aceite de qunoa est descrito por el siguiente procedimiento:1. Recepcin de la semilla de qunoa: La qunoa fue recibida en sacos de papel Kraft doble de 25 kg, los que fueron almacenados a temperatura ambiente y en un lugar seco.2. Limpieza: Se realiz una limpieza manual para eliminar las impurezas presentes, tales como, piedrecillas, semillas defectuosas y otras semillas.3. Lavado: Se efectu un lavado con agua fra para eliminar la totalidad de la saponina, sta produce una detergencia la que se ve reflejada por la formacin de espuma. En este punto se realiz un pulido a la semilla ya que se estn eliminando las capas exteriores de sta.4. Secado: El secado se realiz en estufa de aire forzado a 80C por 3 horas hasta llegar a una humedad de alrededor del 8%.5. Molienda: Esta operacin se efectu en un molino de cuchillas, el cual reduce el tamao de las partculas de las semillas de qunoa, permitiendo la ruptura de las clulas lo que facilita la liberacin del aceite de stas, el tamao promedio de partcula es de 240 u.6. Extraccin con solvente (Hexano tcnico): La extraccin de aceite se realiz en un extractor Soxhlet, con capacidad de 3 kg de semilla.La qunoa molida se introduce en un capacho en donde se pone en contacto con el solvente, con el cual se realiza la extraccin, el proceso contina hasta que no se observan restos de aceite en el extractor donde est contenida la semilla molida.7. Evaporacin del solvente: El solvente mezclado con el aceite extrado es evaporado en un rotavapor, en donde se realiz la separacin del solvente y el aceite.

8. Almacenamiento: El aceite extrado se almacen en botellas de vidrio mbar y protegidas de la luz.

Procedimiento de obtencin de aceite de qunoa de Mata Redonda mediante extraccin con solvente.El proceso de extraccin de aceite de qunoa est descrito por el siguiente procedimiento:1. Recepcin de la semilla de qunoa: La qunoa fue recibida en sacos de papel Kraft doble de 25 kg, los que fueron almacenados a temperatura ambiente y en un lugar seco.2. Limpieza: Se realiz una limpieza manual para eliminar las impurezas presentes, tales como, piedrecillas, semillas defectuosas y otras semillas.3. Secado: El secado se realiz en estufa de aire forzado a 80C por 3 horas hasta llegar a una humedad de alrededor del 8%.4. Molienda: Esta operacin se efectu en un molino de cuchillas, el cual reduce el tamao de las partculas de las semillas de qunoa, permitiendo la ruptura de las clulas lo que facilita la liberacin del aceite de stas, el tamao promedio de partcula es de 240 u.5. Extraccin con solvente (Eter de petrleo): La extraccin de aceite se realiz en un extractor Soxhlet, con capacidad de 200 g de semilla. La qunoa molida se introduce en un capacho de papel filtro en donde se pone en contacto con el solvente, con el cual se realiza la extraccin, el proceso contina hasta que no se observan restos de aceite en papel filtro donde est contenida la semilla molida.6. Evaporacin del solvente: El solvente mezclado con el aceite extrado es evaporado en un rotavapor, en donde se realiza la separacin del solvente y el aceite. 7. Almacenamiento: El aceite extrado se almacen en botellas de vidrio mbar y protegidas de la luz.

El diagrama de bloques correspondiente a los procesos de extraccin de aceite se presenta en la Fig. 4.2.5.1.

Evaporacin del solvente

Almacenamiento del aceite

Recepcin de la semilla de qunoa

Limpieza

Eliminacin de materiales extraos

Lavado

Agua fra y friccin

Secado

80C por 3 horas hasta 8% de humedad

Molienda

Molino de cuchillas240 um

Extraccin del aceite con solvente

Hexano y/o ter de petrleo

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