Quinua Procesos húmedos (II)

Así por ejemplo, Tellería en 1977 comparó tres temperaturas de extracción (50, 70 y 87�C) y encontró que el contenido de saponina del grano de quinua puede ser reducido hasta un 20-25% de su nivel inicial con un lavado a 50�C seguido de un paso de filtración en malla de nailon. Después de un lavado similar a 70�C u 87�C la saponina ya no era detectable mediante el análisis afrosimétrico. Pero los máximos valores de PER en ratas fueron encontrados para quinuas lavadas a 87�C.

Un equipo de profesores de la Universidad Agraria de La Molina realizó diferentes estudios en el Perú sobre los tiempos óptimos de remojo y lavado de algunas variedades de quinua, así como las temperaturas más deseables. Encontró en trabajos de laboratorio que el tiempo óptimo de remojo era de 10 minutos, y que era aconsejable un primer lavado de 15 minutos y un segundo lavado de 5 a 10 minutos para obtener una mejor extracción de saponina. También halló que al incrementar la temperatura del agua de lavado de 40�C a 70�C aumentaba progresivamente la extracción de saponina y mejoraba hasta un 67,3% en relación al lavado hecho a temperatura ambiente (Briceño, 1975). Sin embargo, se concluyó que no sería recomendable la utilización de temperaturas de 70�C en vista de que los granos de quinua lavados a esa temperatura cambiaron su aspecto y perdieron en gran proporción su embrión o germen. Este comportamiento se explica por la gelatinización del almidón de quinua que se inicia a 56,9�C y termina con la gelatinización de todos los gránulos a 70�C (Scarpati y Briceño, 1982). De allí que la temperatura de lavado debería tener como límite máximo 50 a 53�C. Finalmente, en base a estos datos aconsejó que para incrementar el rendimiento de la planta piloto de Huarina se efectúe un enjuage posterior al lavado dejando escurrir las bandejas con la quinua que sale de la lavadora antes del ingreso al secado, con lo que la eficiencia de extracción se incrementa hasta 35,14%.

Zavaleta en 1982 llevó a cabo un detallado estudio sobre determinación de alternativas de desaponificación de quinua. En primer lugar revisó aquellos parámetros que puedan tener mayor incidencia en la extracción de saponinas, usando ya sea la vía seca o la vía húmeda. A continuación, realizó una serie de ensayos experimentales en el laboratorio y planta piloto con la finalidad de efectivizar el método de extracción húmeda en vista de sus cualidades inherentes, ya sea que este se use independientemente o como complemento de la vía seca.

Alrededor de la naturaleza fenomenológica de la extracción de saponina de quinua mediante agua destacó los siguientes factores: la facilidad de extracción de la saponina externa; la necesidad del uso de un proceso de difusión en la segunda capa del episperma que implica la solución de saponinas localizadas por debajo; generación de un flujo de soluto hacia el exterior y formación de un gradiente de concentración; el paso del soluto a través de las membranas de las células apoyado por un proceso de ósmosis que puede inhibir el arrastre de materiales indeseables. De esta manera, el sentido del flujo de solvente y soluto resulta inverso. El solvente tiende a penetrar al interior del grano, favoreciendo el aumento de la humedad de la quinua mientras que las saponinas toman un camino contrario. La operación de extracción estaría controlada principalmente por la resistencia a la transferencia de masa ofrecida por la película estacionaria de solución establecida alrededor del grano. De allí que al crearse agitación en el medio de extracción, es decir elevando el número de Reynolds, tendría que acelerarse el proceso de extracción.

Sobre esas bases, Zavaleta plantea un modelo de extracción que correlaciona la forma geométrica del grano (media másica de diámetros equivalentes); la turbulencia; la película estacionaria alrededor de los granos donde se hace la transferencia de masa; la uniforme distribución de las saponinas que tendrían propiedades físico-químicas similares; el diámetro equivalente del grano que permanece constante durante la extracción; el espesor de la película de saponina que es mucho menor que el diámetro equivalente del grano; la velocidad más alta de disolución de las saponinas que la difusión del soluto en la capa estacionaria alrededor del grano; las velocidades de transferencia de masa suficientemente bajas para no afectar el espesor de la capa formada alrededor de la esfera; y la inexistencia de reacción química entre el soluto y el solvente.

Con el apoyo de un equipo extractor de laboratorio realizó un conjunto de ensayos sobre la eficiencia de extracción de la saponina por la vía húmeda, que fueron evaluados tomando una serie de parámetros entre ellos el de balance de materiales, porcentajes de extracción de saponinas y tres índices que son: el número de Reynolds, el número de Fourier y el número de Sherwood. El primero interrelaciona la velocidad angular de rotación y diámetro de la hélice del agitador, la densidad y viscosidad dinámica del fluido. El número de Fourier mide la difusividad de las saponinas en solución acuosa en función del tiempo y el diámetro másico medio. Y el número de Sherwood considera el coeficiente de transferencia de masa del diámetro másico y la difusividad.

Después de una interesante serie de pruebas Zavaleta llegó a las siguientes conclusiones:

- La mayor parte de la desaponificación se debe a un efecto mecánico abrasivo del solvente desplazado a alta velocidad sobre la superficie de la quinua y por lo tanto no a un proceso de difusión solamente. Consecuentemente, esta parte de la operación podría ser realizada más eficientemente utilizando la vía seca.

- El lavado debe realizarse a régimen completamente turbulento y por tiempo de contacto reducido. Sin embargo, no debe excederse el número de Reynolds crítico (130.000), por encima del cual se aprecia destrucción del grano de quinua.

- El número de Reynolds debería quedar confinado alrededor de 50.000 con el consiguiente ahorro en la potencia destinada a la agitación, con lo que se evita el desplazamiento del grano de quinua respecto al solvente; la creación de zonas de baja presión en la parte posterior de la superficie del grano de quinua; la reducción del área efectiva de transferencia de masa y la aparición de burbujas pequeñísimas que eliminan la unicidad del solvente, creando zonas inactivas para la transferencia de masa.

- Tiempos prolongados de extracción de saponinas de quinua con agua no mejoran sustancialmente el rendimiento de extracción y eventualmente pueden bajarlo, acarreando además la desventaja de producir niveles muy elevados de hidratación ligada del grano de quinua, lo que implica mayores gastos para el secado.

- Independientemente de las condiciones que se utilicen al aplicar exclusivamente la vía húmeda, una sola pasada no sería suficiente para rebajar el contenido de saponinas de quinua Real a un nivel aceptable para el consumidor.

- El contenido porcentual de humedad de la quinua inmediatamente posterior a su tratamiento puede llegar al 27%. A estos niveles de hidratación, los secadores solares o inclusive la exposición directa al ambiente pueden resultar suficientes como medios de secado, sin peligro de germinación precoz del grano de quinua.