Al hacer estas investigaciones, sin embargo, no debería olvidarse que se ha simplificado mucho al enfocar el problema del amargor exclusivamente en las saponinas, dejando de lado la contribución que podrían hacer otros compuestos presentes en el grano de quinua (ver factor saponinas). Al respecto son pertinentes las observaciones que hace Heath (1981) en su libro Source Book of Flavours, al indicar que "hay una gran diversidad de compuestos que están asociados al sabor. Es casi imposible correlacionar la estructura química con la intensidad o calidad de la sensación gustativa. Aparte de grandes generalizaciones no se ha hecho una clasificación de sustancias amargas".
En el caso de la quinua se cuenta con una amplia gama de compuestos orgánicos e inorgánicos que podrían contribuir a conferir, modificar o reducir el llamado sabor amargo de alimentos elaborados a base de quinua. En algunos casos podría venir acompañado con sabores descritos como metálicos, astringentes, jabonosos, picantes o rancios que se pueden presentar al momento de la degustación o minutos después.
Por otro lado no se puede olvidar que con los actuales métodos de desaponificación, cada vez que se extraen las saponinas de la quinua, también se están extrayendo compuestos químicos que a menudo contribuyen a dar sabores y olores atractivos al alimento y que le confieren la personalidad e identidad que la hace diferenciable respecto a otros alimentos. Los procesos de desamargado descritos tampoco fueron diseñados para extraer la totalidad de las saponinas y sapogeninas. Después de todo será deseable que la óptima tecnología de desamargado encuentre un balance apropiado y no se asuma siempre que todos los sabores amargos son rechazados por los seres humanos (por ejemplo en las bebidas como cerveza, amargo de angostura y Campari).
martes, 31 de diciembre de 2013
lunes, 30 de diciembre de 2013
Quinua Estimación del contenido de saponina (II)
Discusión
y conclusiones
Como el 99% de la
variación de humedad encontrada en los granos de quinua se incluye
dentro de los límites de tolerancia de � 0,02 g en el peso de las
muestras analizadas, pueden hacerse directamente análisis rápidos
del contenido de saponinas en granos de quinua sin medir los porcentajes
de humedad.
El Cuadro
68 muestra los resultados del análisis en ocho muestras de
quinua por el método de espuma desarrollado por Latinreco. Se hicieron
también evaluaciones organolépticas para averiguar el sabor
de los granos. Aunque pueden distinguirse diferencias en el contenido
de saponinas entre las variedades de quinua amarga en base a la altura
de la espuma, no pueden calcularse los valores a una altura de espuma
mayor de 3,0 cm.
Cuadro 68
Determinación del contenido de saponinas en granos de quinua por el método de espuma
Determinación del contenido de saponinas en granos de quinua por el método de espuma
|
Muestra
|
Altura de espuma cm
|
Saponinas
|
% saponinas
|
|
|
x
|
DE
|
mg/g peso fresco
|
por peso
|
|
|
Quinua dulce
|
0,1(a)
|
0,1
|
BLD (b)
|
BLD
|
|
Sajama 1
|
0,4
|
0
|
0,31
|
0,03
|
|
Sajama 2
|
0,6
|
0,1
|
0,57
|
0,06
|
|
Sajama 3
|
0,2
|
0,1
|
0,05
|
0,005
|
|
Perulac pulida
|
||||
|
Quinua amarga
|
||||
|
Perulac entera
|
1,4
|
0,4
|
1,60
|
0,16
|
|
Porotoc
|
5,6 (c)
|
0,6
|
SLD
|
SLD
|
|
LR-013
|
5,8
|
0,4
|
SLD
|
SLD
|
|
San Juan INIAP
|
7,9
|
0,2
|
SLD
|
SLD
|
Los valores son los
promedios de 4 ensayos con excepción de (a) n=6 y (c) n=21
x =promedio, DE=desviación estándar
(b) Por debajo de los límites de detección de este método. Según las ecuaciones dadas, no se puede estimar contenidos de saponinas cuando la altura es menor a 0,2 cm
(e) Nivel de espuma supera a los límites de detección de este método porque sale de la correlación lineal entre la altura de espuma y la concentración de saponinas en solución
x =promedio, DE=desviación estándar
(b) Por debajo de los límites de detección de este método. Según las ecuaciones dadas, no se puede estimar contenidos de saponinas cuando la altura es menor a 0,2 cm
(e) Nivel de espuma supera a los límites de detección de este método porque sale de la correlación lineal entre la altura de espuma y la concentración de saponinas en solución
Fuente: Latinreco,
1990
Sin embargo, este
método de espuma tiene validez como un método semicuantitativo
para distinguir entre la quinua dulce y amarga. Por ejemplo, las muestras
de quinua que mostraban una altura de espuma de 0,6 cm o menos se clasificaron
por degustación como dulces, mientras que aquellas que mostraban
una altura de espuma de 1,4 cm o más se clasificaron como amargas.
En un ensayo de degustación
con diferentes proporciones de harinas de Sajama (dulce) y harina de quinua
amarga, pudo clasificarse como amarga sólo la mezcla de harinas
que contenía 0,13% de saponinas. Los sabores de las mezclas de
harinas que contenían 0,10 y 0,11% eran casi iguales. Por lo tanto
puede considerarse como dulce la quinua que contiene 0,11% saponinas o
menos y como amarga la que contiene saponinas por encima de 0,11%. Este
contenido de saponinas se relaciona a una altura de espuma de 1 cm o menos
para la quinua dulce y alturas superiores a 1 cm para la quinua amarga
(en el método normal).
domingo, 29 de diciembre de 2013
Quinua Estimación del contenido de saponina (I)
Materiales
� Tubos de ensayo con tapones de rosca, 160 mm de longitud y 16 mm de diámetro
� Probeta de 10 ml
� Cronómetro o reloj
� Balanza sensible al 0,01 g
� Regla sensible al 0,1 cm
� Agua destilada
� Portatubos
Cada
punto representa el promedio de 4 ensayos � los límites de 95%
de confiabilidad. Ecuación de regresión desde 0 hasta 2
mg de saponinas/5ml: y=1,582 x + 0,179 (r=0,993)
Fuente:
Koziol. En: Latinreco, 1990
Método normal
� Pesar 0,50
� 0,02 g de granos enteros de quinua y colocarlos en un tubo de ensayo.
� Añadir
5,0 ml de agua destilada y tapar el tubo. Poner en marcha el cronómetro
(o leer el reloj) y sacudir vigorosamente el tubo durante 30 segundos.
� Dejar el tubo
en reposo durante 30 minutos, luego sacudir otra vez durante 20 segundos.
� Dejar en reposo
durante 30 minutos más, luego sacudir otra vez durante 30 segundos.
Dar al tubo una última sacudida fuerte, igual a las sacudidas
que se usan con termómetros orales.
� Dejar el tubo
en reposo 5 minutos, luego medir la altura de la espuma al 0,1 cm más
cercano.
Cálculos
| mg saponinas/g peso fresco | = | 0,646 x (altura de espuma en cm) -0,104 (1) | |
|
(peso de muestra
en g)
|
|||
| % saponinas | = | 0,646 x (altura de espuma en cm) -0,104 (2) | |
|
(peso de muestra
en g) x (10)
|
|||
| mg saponinas/g peso fresco | = | (0,646 x 1,5) � 0,014 = 1,70 | |
|
0,51
|
|||
| % saponinas | = | 0,646 x (1,5) - 0,104 = 0,17 | |
|
(0,51)
x (10)
|
|||
Duración del
análisis: 73 minutos.
Método rápido
Para hacer determinaciones
más rápidas puede tomarse la lectura de la altura de espuma
después de una agitación de 30 segundos, esperando unos
10 segundos más para que se estabilice la espuma.
La ecuación
de correlación entre lecturas de alturas de espuma tomadas después
de 30 segundos de agitación y las tomadas normalmente al fin de
73 minutos es:
(altura final) =
0,683 x (altura de espuma después de 30 s) + 0,163 (3)
La sustitución
de la ecuación (3) en las ecuaciones (1) y (2) da:
| mg saponinas/g peso fresco | = | 0,441 x (altura de espuma después 30 seg en cm) + 0,001 | (4) |
|
(peso de muestra
en g)
|
|||
| % saponinas | = | 0,441 x (altura de espuma después 30 seg en cm) + 0,001 | (5) |
|
(peso de muestra
en g) x (10)
|
|||
Con este método rápido se relaciona una quinua dulce con una altura de espuma de 1,2 cm o menos.
sábado, 28 de diciembre de 2013
Quinua Extracción de saponina de la quinua para uso como estándares
Se extrajeron bajo reflujo las saponinas de quinua desengrasada, usando metanol al 80%. Debido también a que se extrajeron algunos pigmentos por la solución metanólica, el extracto seco se disolvió en una mínima cantidad de butanol:etanol:agua (1:1:1 por volumen) para ponerlo en una columna de cromatografía con óxido de aluminio. Las saponinas fueron eluidas desde la columna por 250 ml de butanol:etanol:agua (1:1:1 por volumen), luego se evaporó el solvente para obtener las saponinas. La preparación de las saponinas fue secada en un desecador. Un análisis sobre esta preparación mostró un contenido de cenizas del 3,8% y de proteínas de 15,0% (Kjeldahl Nx6,25). Por comparación, la preparación de saponinas vendida por Merck mostró un contenido de proteínas de 1,6%. Se tomó en cuenta la pureza de la preparación de saponinas en la elaboración de la curva de calibración.
Curva de calibración. La Figura 40 muestra la curva de calibración para la altura de espuma por concentración de saponinas en solución. Para elaborar esta curva se siguió el método dado a continuación, usando soluciones de las saponinas extraídas en lugar de hacerlo con granos de quinua. Se obtiene una correlación lineal sólo en concentraciones de saponinas menores a 2,0 mg/5 ml, lo que limita la aplicación del método.
Curva de calibración. La Figura 40 muestra la curva de calibración para la altura de espuma por concentración de saponinas en solución. Para elaborar esta curva se siguió el método dado a continuación, usando soluciones de las saponinas extraídas en lugar de hacerlo con granos de quinua. Se obtiene una correlación lineal sólo en concentraciones de saponinas menores a 2,0 mg/5 ml, lo que limita la aplicación del método.
viernes, 27 de diciembre de 2013
Quinua Método de la espuma
En los laboratorios de Latinreco, ubicados en Ecuador, se ha desarrollado y estandarizado un método físico para determinar las saponinas de la quinua, basado en su propiedad tensoactiva. Cuando se disvuelven en agua y se agitan, las saponinas dan una espuma estable, cuya altura está correlacionada con el contenido de saponinas en los granos. Las investigaciones han consistido en la elaboración de un estándar y la estimación del contenido mediante un método normal y otro rápido (Koziol, 1990). Estos procedimientos parecen aptos para ser usados en controles de calidad de la quinua, por lo que se detallan a continuación.
jueves, 26 de diciembre de 2013
Quinua Hemólisis
Las saponinas, además de su sabor amargo, se caracterizan por producir espuma y causar hemólisis en la sangre de los animales inferiores.
Andrade (1988) consideró conveniente hacer una investigación para determinar si la saponina es igualmente tóxica para el hombre. Empleó 500 muestras de sangre humana (1000 �g cada una) que mezcló con concentraciones entre 10 y 1000 �g de saponina, de una pureza de 75%.
En todas las concentraciones observó una hemólisis masiva de los glóbulos rojos, 3% de los glóbulos blancos se afectaron y no se detectaron cambios en las plaquetas.
A esto hay que agregar sin embargo, que de acuerdo a estudios efectuados, la saponina no sería absorbida a través de las paredes intestinales y por lo tanto no llegaría al torrente sanguíneo.
Andrade (1988) consideró conveniente hacer una investigación para determinar si la saponina es igualmente tóxica para el hombre. Empleó 500 muestras de sangre humana (1000 �g cada una) que mezcló con concentraciones entre 10 y 1000 �g de saponina, de una pureza de 75%.
En todas las concentraciones observó una hemólisis masiva de los glóbulos rojos, 3% de los glóbulos blancos se afectaron y no se detectaron cambios en las plaquetas.
A esto hay que agregar sin embargo, que de acuerdo a estudios efectuados, la saponina no sería absorbida a través de las paredes intestinales y por lo tanto no llegaría al torrente sanguíneo.
miércoles, 25 de diciembre de 2013
Quinua Determinación del contenido de saponina
Un aspecto que tiene mucho significado para acelerar el desarrollo de la quinua es contar con un método oficial de análisis de saponina que permita obtener resultados comparables. Actualmente, los resultados sobre contenidos de saponinas luego del desamargado tienen diferencias demasiado amplias cuando se comparan similares procesos de desamargado y similares variedades de quinua (Cuadro 67).
El problema es determinar qué niveles de saponina pueden ser aceptados en los alimentos sin que su sabor amargo interfiera. En algunos alimentos se aceptan niveles de saponina hasta 5% (garbanzo), pero no es válido suponer el mismo caso para la quinua, debido a que las saponinas con sus estructuras diferentes pueden producir sensaciones diferentes de amargor y toxicidad. El sabor amargo es muy difícil de cuantificar debido a las diferentes sensibilidades de las personas. En las mezclas de harinas de quinua dulces con amargas se encontró que una mezcla que contenía sólo 0,6% de harina amarga fue considerada amarga por los catadores (equivalente a 0,13% de saponinas), (Koziol, 1990).
Por ello es indispensable contar con un método de análisis de quinua de referencia ampliamente conocido entre los investigadores; y por otro lado se requiere crear un comité técnico a nivel internacional para seleccionar y revisar periódicamente los métodos analíticos de referencia que sean más apropiados para las determinaciones de saponinas.
No sólo la quinua posee saponina; una gran cantidad de alimentos contienen estos compuestos como los garbanzos, lentejas, maní, espinaca, etc., en diversas concentraciones y composiciones. Para su determinación se han desarrollado diversos métodos (Risi, 1986):
- Producción de espuma en agua.
- Métodos gravimétricos mediante extracción y cristalización.
- Cromatografía sobre gel de sílica.
- Hemólisis, usando glóbulos rojos humanos o de animales (conejos).
- Inhibición de crecimiento del hongo Trichoderma viride.
De estos métodos, el utilizado con mayor frecuencia es el de producción de espuma por su facilidad de manejo y buena correlación.
Cuadro 67
Remanente de saponinas según diversos métodos y autores
El problema es determinar qué niveles de saponina pueden ser aceptados en los alimentos sin que su sabor amargo interfiera. En algunos alimentos se aceptan niveles de saponina hasta 5% (garbanzo), pero no es válido suponer el mismo caso para la quinua, debido a que las saponinas con sus estructuras diferentes pueden producir sensaciones diferentes de amargor y toxicidad. El sabor amargo es muy difícil de cuantificar debido a las diferentes sensibilidades de las personas. En las mezclas de harinas de quinua dulces con amargas se encontró que una mezcla que contenía sólo 0,6% de harina amarga fue considerada amarga por los catadores (equivalente a 0,13% de saponinas), (Koziol, 1990).
Por ello es indispensable contar con un método de análisis de quinua de referencia ampliamente conocido entre los investigadores; y por otro lado se requiere crear un comité técnico a nivel internacional para seleccionar y revisar periódicamente los métodos analíticos de referencia que sean más apropiados para las determinaciones de saponinas.
No sólo la quinua posee saponina; una gran cantidad de alimentos contienen estos compuestos como los garbanzos, lentejas, maní, espinaca, etc., en diversas concentraciones y composiciones. Para su determinación se han desarrollado diversos métodos (Risi, 1986):
- Producción de espuma en agua.
- Métodos gravimétricos mediante extracción y cristalización.
- Cromatografía sobre gel de sílica.
- Hemólisis, usando glóbulos rojos humanos o de animales (conejos).
- Inhibición de crecimiento del hongo Trichoderma viride.
De estos métodos, el utilizado con mayor frecuencia es el de producción de espuma por su facilidad de manejo y buena correlación.
Cuadro 67
Remanente de saponinas según diversos métodos y autores
|
Variedad
|
Tratamiento
Experimental
|
Método
de análisis
|
Resultados
en porcentaje
|
Autor
|
| Sajama | Ninguno | Afrosimétrico |
1.4
|
A.Romero,
1981
|
| Sajama | Ninguno | Afrosimétrico |
1.7
|
M.
Tellería, V. Sgarbieri y J. Amaya, 1977
|
| Sajama 153 | Ninguno | Cromatografía capa fina |
0
|
E.Ballón,
A. Cuesta, E. Paredes, 1982
|
| Sajama | Ninguno | Hemólisis |
0
|
Idem
|
| Real | Ninguno | Ext. acuoso hidrolizado y precipitación de sapogeninas |
1.16
|
L.C.Lázaro,
1978
|
| Real | Ninguno | Ext. acuoso hidrolizado y precipitación de sapogeninas |
3.12(B.S.)
|
R.
Zavaleta, 1982
|
| Real | Ninguno | Hemólisis |
4.26
|
E.Ballón,
A. Cuesta, E. Paredes, 1982
|
| Sajama | Agua a 50 °C | Afrosimétrico |
0.33
|
M.
Tellería, V. Sgarbieri y J. Amaya, 1977
|
| Real | Tostado, doble fricción, una con CINa | Ext. acuoso hidrolizado y precipitación de sapogeninas |
0.06
|
L.C.Lázaro,
1978
|
| Real | Escarificado y lavado | Ext. acuoso hidrolizado y precipitación de sapogeninas |
0.06
|
R.
Zavaleta, 1982
|
| Real de 2° | Agua a 40°C en planta Huarina | Ext. acuoso crudo de saponinas |
1.86
|
Z.
Scarpati, 1982
|
| Sajama | Agua a 40°C en planta Huarina | Ext. acuoso crudo de saponinas |
0.70
|
Z.
Scarpati, 1982
|
| Real | Escarificado, Ferrari &Ghezzi | Ext. acuoso hidrolizado y precipitación de sapogeninas |
0.82(B.S.)
|
R.
Zavaleta, 1982
|
| Real | Escarificado, planta Juliaca | Ext. acuoso hidrolizado y precipitación de sapogeninas |
0.48(B.S.)
|
R.
Zavaleta, 1982
|
 |
martes, 24 de diciembre de 2013
Quinua Proceso combinado: vía seca-vía húmeda
Una combinación de los procesos de escarificación y húmedo parecen dar mejores resultados que los métodos seco o húmedo utilizados separadamente, tanto para la eliminación de saponinas, como por demandar menor cantidad de agua.
Con un proceso combinado se pueden lograr tiempos de contacto breves (2 minutos) con bajas relaciones solvente/alimentación (2:1 o aun algo menores; Zavaleta, 1982). Trabajando a la menor temperatura (10�C) es posible con una sola pasada obtener quinua con contenidos de saponinas dentro de un rango aceptable para posibilitar el consumo humano directo sin ulterior tratamiento. Esta circunstancia resulta económica en términos de consumo energético ya que supone bajos niveles de hidratación además de no requerirse calefacción en ninguna de sus etapas. Bajo esas circunstancias se tienen todas las condiciones para diseñar un equipo continuo de alta productividad para el lavado de quinua.
El proceso combinado ha sido perfeccionado exitosamente en Ecuador por Arias y Nieto, y en Oruro, Bolivia, por Elizabeth Derpic (1988). Esta última utiliza en primera instancia la vía seca mediante escarificación de la capa que contiene la saponina; ésta se efectúa en un cilindro provisto de ocho paletas y permite eliminar aproximadamente 65% de la saponina. Una vez que salen del cilindro escarificador, los granos pasan por un sistema de clasificado vibratorio con fuerte ventilación para separar la mayor parte del polvillo.
El lavado se realiza en un equipo que presenta la forma de una cámara en plancha, con recubrimiento interno. Interiormente existe un sistema de correa transportadora que lleva la quinua en un recorrido dentro del reactor durante el cual es sometida a un sistema de extracción sólido-líquido en forma de riego continuo de agua a presión y temperatura ambiente, sobre el lecho móvil. Se puede optimizar esta operación y trabajar con ciertos parámetros como tiempo de permanencia en el reactor, presión del agua, velocidad de la correa, etc. Una vez lavada la quinua se somete a escurrimiento en el mismo equipo. La espuma es separada del agua de lavado mediante un filtro en la parte intermedia entre la cinta transportadora y el depósito de agua al fondo, donde se acumula el agua escurrida. El agua no se considera contaminada por las bajas concentraciones de saponina remanentes.
Debido a este sistema de lavado, el grano no llega a tener "humedad ligada" como sucede con el método húmedo. La quinua sale con aproximadamente 27 a 30% de humedad, cifra que facilita la operación de secado. El secado se efectúa en un secador con energía combinada solar-eléctrica. La toma de aire se conecta a un colector de 2x1 m. El aire es calentado hasta alcanzar aproximadamente 65�C y pasa a través de un cilindro rotatorio de malla fina hasta la salida por mecanismo helicoidal y fenómeno de gravedad. La velocidad máxima de rotación es 600 rpm. El producto final tiene una humedad alrededor de 11%.
La instalación se complementa además por un equipo separador de piedras, de características hidráulicas y un equipo de centrifugación para facilitar y agilizar el presecado.
Algunas empresas, tales como la Central de Cooperativas Agropecuarias, Operación Tierra Ltda. de Mañica y Nor Lipez, en el departamento de Potosí, Bolivia, han adicionado equipos de lavado con agua para lograr una mayor extracción de saponina y mejor comercialización.
Con un proceso combinado se pueden lograr tiempos de contacto breves (2 minutos) con bajas relaciones solvente/alimentación (2:1 o aun algo menores; Zavaleta, 1982). Trabajando a la menor temperatura (10�C) es posible con una sola pasada obtener quinua con contenidos de saponinas dentro de un rango aceptable para posibilitar el consumo humano directo sin ulterior tratamiento. Esta circunstancia resulta económica en términos de consumo energético ya que supone bajos niveles de hidratación además de no requerirse calefacción en ninguna de sus etapas. Bajo esas circunstancias se tienen todas las condiciones para diseñar un equipo continuo de alta productividad para el lavado de quinua.
El proceso combinado ha sido perfeccionado exitosamente en Ecuador por Arias y Nieto, y en Oruro, Bolivia, por Elizabeth Derpic (1988). Esta última utiliza en primera instancia la vía seca mediante escarificación de la capa que contiene la saponina; ésta se efectúa en un cilindro provisto de ocho paletas y permite eliminar aproximadamente 65% de la saponina. Una vez que salen del cilindro escarificador, los granos pasan por un sistema de clasificado vibratorio con fuerte ventilación para separar la mayor parte del polvillo.
El lavado se realiza en un equipo que presenta la forma de una cámara en plancha, con recubrimiento interno. Interiormente existe un sistema de correa transportadora que lleva la quinua en un recorrido dentro del reactor durante el cual es sometida a un sistema de extracción sólido-líquido en forma de riego continuo de agua a presión y temperatura ambiente, sobre el lecho móvil. Se puede optimizar esta operación y trabajar con ciertos parámetros como tiempo de permanencia en el reactor, presión del agua, velocidad de la correa, etc. Una vez lavada la quinua se somete a escurrimiento en el mismo equipo. La espuma es separada del agua de lavado mediante un filtro en la parte intermedia entre la cinta transportadora y el depósito de agua al fondo, donde se acumula el agua escurrida. El agua no se considera contaminada por las bajas concentraciones de saponina remanentes.
Debido a este sistema de lavado, el grano no llega a tener "humedad ligada" como sucede con el método húmedo. La quinua sale con aproximadamente 27 a 30% de humedad, cifra que facilita la operación de secado. El secado se efectúa en un secador con energía combinada solar-eléctrica. La toma de aire se conecta a un colector de 2x1 m. El aire es calentado hasta alcanzar aproximadamente 65�C y pasa a través de un cilindro rotatorio de malla fina hasta la salida por mecanismo helicoidal y fenómeno de gravedad. La velocidad máxima de rotación es 600 rpm. El producto final tiene una humedad alrededor de 11%.
La instalación se complementa además por un equipo separador de piedras, de características hidráulicas y un equipo de centrifugación para facilitar y agilizar el presecado.
Algunas empresas, tales como la Central de Cooperativas Agropecuarias, Operación Tierra Ltda. de Mañica y Nor Lipez, en el departamento de Potosí, Bolivia, han adicionado equipos de lavado con agua para lograr una mayor extracción de saponina y mejor comercialización.
lunes, 23 de diciembre de 2013
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.
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.
domingo, 22 de diciembre de 2013
Quinua Procesos húmedos (I)
Uno de los primeros esfuerzos por industrializar el proceso de desamargado de la quinua fue realizado en 1945 por Posnansky en Bolivia (citado por Tapia et al., 1979).
Años más tarde (1972), en la Universidad Nacional Agraria de La Molina, Perú, y después de hacer un análisis de los métodos que eran utilizados por las pequeñas industrias de Lima y Cusco para el desamargado de la quinua, se desarrolló un equipo de extracción de saponina contenida en la quinua, sometiéndola a un proceso de lavado continuo con agua turbulenta.
En el año 1973, Junge en Chile realizó investigaciones que le llevaron a utilizar una celda de flotación que facilitaba la extracción de saponina. En primer lugar, la semilla es sometida a maceración en agua para ablandar la capa que contiene la saponina. La acción de la turbina produce una violenta turbulencia y una succión de aire a través del eje hueco, lo que se traduce en la formación de abundante espuma que sale por la parte superior, quedando la quinua lavada en la parte inferior de la celda de flotación, a pesar de la gran turbulencia. La capa exterior o pericario es separada del endosperma por la acción de frotamiento de las aletas de la turbina que impulsan los granos contra las aletas fijas. Esta extracción es ayudada por una temperatura de agua adecuada (Junge et al., 1975). Otros investigadores han utilizado aguas alcalinas para la extracción con resultados aparentemente satisfactorios.
Durante el período 1979-81, con el apoyo de la FAO, se estableció en Huarina, Bolivia, un centro experimental para el procesamiento industrial de la quinua. En él, Reggiardo y Rodríguez desarrollaron un proceso por vía húmeda para desamargar la quinua, con el cual se elaboraron tres productos: quinua perlada, hojuela y harina de quinua. Los equipos utilizados fueron diseñados y construidos en Perú y Bolivia. El diagrama de flujo (Figura 39) ilustra el procesamiento básico. La experiencia acumulada en el tratamiento de las diversas variedades de quinua ha permitido determinar los parámetros de procesamiento por vía húmeda que son más apropiados para cada una de las variedades (Cuadro 66), así como calcular los costos de instalación y procesamiento. Los productos elaborados son de alta calidad habiéndose alcanzado niveles de saponina entre 0,70 y 0,85% expresados como extracto acuoso.
Los productos de quinua han sido colocados en el mercado boliviano desde el mismo comienzo de operación de la planta piloto, lo que ha permitido recoger informaciones de mercado que son fundamentales respecto a las características necesarias para el éxito de una planta agroindustrial de quinua. Se han tomado en cuenta los aspectos de acopio, procesamiento, financiación, administración, comercialización y se ha elaborado un manual de laboratorio para el control de calidad.
Años más tarde (1972), en la Universidad Nacional Agraria de La Molina, Perú, y después de hacer un análisis de los métodos que eran utilizados por las pequeñas industrias de Lima y Cusco para el desamargado de la quinua, se desarrolló un equipo de extracción de saponina contenida en la quinua, sometiéndola a un proceso de lavado continuo con agua turbulenta.
En el año 1973, Junge en Chile realizó investigaciones que le llevaron a utilizar una celda de flotación que facilitaba la extracción de saponina. En primer lugar, la semilla es sometida a maceración en agua para ablandar la capa que contiene la saponina. La acción de la turbina produce una violenta turbulencia y una succión de aire a través del eje hueco, lo que se traduce en la formación de abundante espuma que sale por la parte superior, quedando la quinua lavada en la parte inferior de la celda de flotación, a pesar de la gran turbulencia. La capa exterior o pericario es separada del endosperma por la acción de frotamiento de las aletas de la turbina que impulsan los granos contra las aletas fijas. Esta extracción es ayudada por una temperatura de agua adecuada (Junge et al., 1975). Otros investigadores han utilizado aguas alcalinas para la extracción con resultados aparentemente satisfactorios.
Durante el período 1979-81, con el apoyo de la FAO, se estableció en Huarina, Bolivia, un centro experimental para el procesamiento industrial de la quinua. En él, Reggiardo y Rodríguez desarrollaron un proceso por vía húmeda para desamargar la quinua, con el cual se elaboraron tres productos: quinua perlada, hojuela y harina de quinua. Los equipos utilizados fueron diseñados y construidos en Perú y Bolivia. El diagrama de flujo (Figura 39) ilustra el procesamiento básico. La experiencia acumulada en el tratamiento de las diversas variedades de quinua ha permitido determinar los parámetros de procesamiento por vía húmeda que son más apropiados para cada una de las variedades (Cuadro 66), así como calcular los costos de instalación y procesamiento. Los productos elaborados son de alta calidad habiéndose alcanzado niveles de saponina entre 0,70 y 0,85% expresados como extracto acuoso.
Los productos de quinua han sido colocados en el mercado boliviano desde el mismo comienzo de operación de la planta piloto, lo que ha permitido recoger informaciones de mercado que son fundamentales respecto a las características necesarias para el éxito de una planta agroindustrial de quinua. Se han tomado en cuenta los aspectos de acopio, procesamiento, financiación, administración, comercialización y se ha elaborado un manual de laboratorio para el control de calidad.
Cuadro 66
Tiempos requeridos para la extracción de saponina utilizando agua
Tiempos requeridos para la extracción de saponina utilizando agua
|
Variedades
|
Remojo
(min) |
Agitado
(min) |
Enjuage
(min) |
Vaciado
(min) |
Secado
(horas) |
|
Sajama
|
5
|
5
|
5
|
15
|
4-5
|
|
Real
|
8
|
15
|
7
|
15
|
4-5
|
|
Criolla
|
7
|
15
|
8
|
15
|
4-5
|
Fuente:
Reggiardo y Rodríguez, 1983
En la misma planta
piloto de Huarina y en varias instituciones de Brasil, Perú, Guatemala
y Bolivia se han realizado investigaciones dirigidas a mejorar la eficiencia
de la extracción húmeda, tomando en consideración
los tiempos de remojo previo y de contacto de la quinua con agua turbulenta,
volumen de agua utilizado, temperatura del agua, escurrimiento, etc.
viernes, 20 de diciembre de 2013
Composición química (base seca %) del polvillo resultante del escarificado para la producción de quinua perlada
Cuadro 65
Composición química (base seca %) del polvillo resultante del escarificado para la producción de quinua perlada
Composición química (base seca %) del polvillo resultante del escarificado para la producción de quinua perlada
|
Proteína total (Nx6,25)
|
7,75
|
|
Grasa
|
3,41
|
|
Ceniza
|
15,31
|
|
Nifex
|
64,06
|
|
Fibra cruda
|
9,47
|
Fuente: Departamento
de Nutrición, UNALM, Lima, Perú
Procesos con uso de calor seco
Las primeras empresas
que intentaron producir harina de quinua desamargada también usaron
métodos de tostado con el fin de eliminar las cáscaras que
contenían las saponinas. En Breña, Lima, en el año
1954, se producía harina de quinua procesada por tostado en una
bola de hierro, donde la quinua era sometida a una alta temperatura mediante
la llama de un calentador aplicada externamente mientras rotaba la bola.
Una vez tostada la quinua, era pasada por un cernidor que separaba las
cáscaras tostadas y molida en un molino de piedra. El producto
se vendía en Lima, pero la empresa desapareció a los pocos
años.
En 1978 en Bolivia,
Luis Carlos Lázaro experimentó la desaponificación
tostando y posteriormente recurriendo al uso de la fricción simple,
la fricción con CINa o los dos tipos de fricción combinados.
Los resultados mostraron la mayor efectividad del tostado con fricción
combinada.
Es bastante difícil
obtener un tostado uniforme sin quemar una parte de los granos y adicionalmente
se producen apreciables pérdidas de nutrientes, especialmente de
aminoácidos como lisina, con el uso del calor seco.
jueves, 19 de diciembre de 2013
Tratamiento por escarificación de quinua real con 2,62% de saponina. Planta piloto de Juliaca, Perú
Cuadro 64
Tratamiento por escarificación de quinua real con 2,62% de saponina. Planta piloto de Juliaca, Perú
Tratamiento por escarificación de quinua real con 2,62% de saponina. Planta piloto de Juliaca, Perú
|
Pasada
No |
Alimentación
kg |
Producto
kg |
Merma
kg |
Merma
% |
Saponina en quinua procesada %
|
|
1
|
45,5
|
42,4
|
3,0
|
6,61
|
0,60
|
|
2
|
38,0
|
37,1
|
0,9
|
2,37
|
0,48
|
|
Total
|
3,9
|
8,98
|
Fuente:
Zavaleta, 1982
Zavaleta (1982),
en base a la revisión de resultados obtenidos con equipos escarificadores
destaca la buena eficacia del equipo montado en Juliaca. Además,
bajo algunas condiciones de tratamiento se producía un excesivo
desprendimiento de germen del grano de quinua de la variedad Sajama, disminuyendo
la calidad proteica de la quinua perlada. Sin embargo, no se dio este
caso en la quinua Real boliviana tratada experimentalmente.
Lamentablemente,
ninguno de los equipos diseñados para escarificación de
quinua permitió obtener niveles de separación de saponinas
lo suficientemente elevados como para posibilitar el consumo humano directo
sin ulterior tratamiento.
En el Cuadro
65 se muestran los análisis químicos proximales del
polvillo obtenido de la escarificación del grano de quinua para
la elaboración industrial de quinua perlada en Cusco. Llama la
atención el elevado contenido de proteínas totales y de
grasa en el polvillo, debido a que el 70% del nitrógeno de la semilla
de quinua y la mayoría de la grasa se encuentran en el embrión.
miércoles, 18 de diciembre de 2013
Contenido de saponina en diferentes variedades de quinua en porcentaje
Según Torres
y Minaya (1980) la eficiencia y capacidad de procesamiento de la máquina
escarificadora fue de 94,6% y el contenido de saponina de diferentes variedades
de quinua sometidas a escarificación en Juliaca, Perú, se
muestra en el Cuadro 63.
Cuadro 63
Contenido de saponina en diferentes variedades de quinua en porcentaje
Contenido de saponina en diferentes variedades de quinua en porcentaje
Muestra
|
Sajama
|
Blanca
de Juli |
Kancolla
(colorada) |
Witulla
|
Comercia
lIIACSA |
Testigo
|
0,08
|
0,13
|
0,017
|
0,39
|
�
|
Escarificada
|
�
|
0,04
|
0,05
|
0,04
|
0,25
|
Fuente: J. Alvarez,
1980, Universidad Cayetano Heredia; Marín y Minaya, 1978
Los rendimientos
de un equipo similar, pero procesando quinua Real, son mostrados en el
Cuadro 64.
martes, 17 de diciembre de 2013
Quinua Procesos secos a temperatura ambiente
Desde antes de 1950 se tienen noticias del esfuerzo realizado por pequeños molineros de Cusco para desamargar el grano de quinua mediante la utilización de equipos de molienda de trigo. Usaron gran ingeniosidad para ajustar los equipos disponibles al grano de quinua. Producían quinua perlada y harina de quinua, y obtenían un afrecho con saponina que entre varios usos se utilizaba para la alimentación animal, el lavado de la ropa, o la elaboración de cerveza.
En Bolivia, a raíz del Decreto Supremo N� 121187 del 17 de enero de 1975, la Empresa Ferrari Ghezzi y Cía. Ltda. de Oruro tomó la decisión de desarrollar industrialmente la producción de harina de quinua probando las vías seca, húmeda y combinada. El proceso de cepillado realizado con los equipos de Ferrari Ghezzi y Cía. dio como resultado que las pérdidas fueran del orden del 8,74% y que el contenido de saponinas después de la cuarta pasada llegaba a 0,74%, cifra que está muy por encima del valor de 0,06 a 0,12% considerado como mínimo por Zavaleta, según el método de análisis utilizado por él. La empresa descartó posteriormente la producción de cualquier tipo de harina de quinua en vista de que la falta de reglamentación del Decreto permitió que se continuara importando harina de trigo en forma indiscriminada y a precios subsidiados.
En el Perú, con el apoyo del Instituto de Investigaciones Agroindustriales del Ministerio de Agricultura, el Instituto Interamericano de Ciencias Agrícolas (IICA) y el Fondo Simón Bolívar, se realizó un importante esfuerzo para diseñar una máquina escarificadora de quinua que pueda producir rendimientos elevados de separación de saponinas, a bajos costos. Dicho sistema utiliza medios mecánicos abrasivos y la acción combinada de paletas giratorias que golpean el grano contra tamices estacionarios y que permiten un raspado eficiente de los granos de quinua (Torres y Minaya, 1980). El polvillo desprendido pasa a través de la malla y se separa el episperma del grano; este es transportado al interior del tamiz para pasar a una tolva que desemboca en sacos de polipropileno. En la Figura 38 se muestra el modelo de máquina escarificadora de quinua de tres cilindros dispuestos paralelamente y al tresbolillo, de tal manera que los granos en proceso pasan de un cilindro a otro por gravedad.
Cada cilindro está provisto de 9 paletas escarificadoras hechas de una lona similar a la de las correas planas de transmisión y de 12 paletas transportadoras que tienen un ángulo de inclinación de 120 respecto al eje. Las paletas son regulables pudiendo modificarse la distancia a la pared interior del cilindro así como la velocidad de giro. Las mallas permiten el paso del afrechillo pero no del grano escarificado. El grano escarificado que sale del cilindro recibe una corriente de aire que arrastra el polvillo y afrechillo, los cuales son recuperados en una cámara de expansión que actúa como cámara separadora de partículas.
En Bolivia, a raíz del Decreto Supremo N� 121187 del 17 de enero de 1975, la Empresa Ferrari Ghezzi y Cía. Ltda. de Oruro tomó la decisión de desarrollar industrialmente la producción de harina de quinua probando las vías seca, húmeda y combinada. El proceso de cepillado realizado con los equipos de Ferrari Ghezzi y Cía. dio como resultado que las pérdidas fueran del orden del 8,74% y que el contenido de saponinas después de la cuarta pasada llegaba a 0,74%, cifra que está muy por encima del valor de 0,06 a 0,12% considerado como mínimo por Zavaleta, según el método de análisis utilizado por él. La empresa descartó posteriormente la producción de cualquier tipo de harina de quinua en vista de que la falta de reglamentación del Decreto permitió que se continuara importando harina de trigo en forma indiscriminada y a precios subsidiados.
En el Perú, con el apoyo del Instituto de Investigaciones Agroindustriales del Ministerio de Agricultura, el Instituto Interamericano de Ciencias Agrícolas (IICA) y el Fondo Simón Bolívar, se realizó un importante esfuerzo para diseñar una máquina escarificadora de quinua que pueda producir rendimientos elevados de separación de saponinas, a bajos costos. Dicho sistema utiliza medios mecánicos abrasivos y la acción combinada de paletas giratorias que golpean el grano contra tamices estacionarios y que permiten un raspado eficiente de los granos de quinua (Torres y Minaya, 1980). El polvillo desprendido pasa a través de la malla y se separa el episperma del grano; este es transportado al interior del tamiz para pasar a una tolva que desemboca en sacos de polipropileno. En la Figura 38 se muestra el modelo de máquina escarificadora de quinua de tres cilindros dispuestos paralelamente y al tresbolillo, de tal manera que los granos en proceso pasan de un cilindro a otro por gravedad.
Cada cilindro está provisto de 9 paletas escarificadoras hechas de una lona similar a la de las correas planas de transmisión y de 12 paletas transportadoras que tienen un ángulo de inclinación de 120 respecto al eje. Las paletas son regulables pudiendo modificarse la distancia a la pared interior del cilindro así como la velocidad de giro. Las mallas permiten el paso del afrechillo pero no del grano escarificado. El grano escarificado que sale del cilindro recibe una corriente de aire que arrastra el polvillo y afrechillo, los cuales son recuperados en una cámara de expansión que actúa como cámara separadora de partículas.
 |
| Figura 38 Máquina escarificadora de quinua |
lunes, 16 de diciembre de 2013
Quinua Procesos de desamargado
Básicamente se han estudiado hasta el momento cuatro tipos de procesos de desamargado: el seco a temperatura ambiente; el seco en caliente; el húmedo; y el combinado que usa la vía seca y la vía húmeda.
domingo, 15 de diciembre de 2013
Quinua Procesos tradicionales de desamargado
Los campesinos y las amas de casa utilizan tradicionalmente los procesos húmedos. Consisten en sucesivos lavados del grano en agua, haciendo fricción con las manos o una piedra para facilitar la eliminación de las primeras capas (Tapia et al., 1979). Ello es demasiado laborioso cuando se trata de grandes cantidades de quinua, por lo que no constituye una alternativa práctica.
Otro proceso tradicional es el que se emplea en algunas comunidades de la región de los salares en el altiplano sureño de Bolivia; concretamente en la población de Llica se pudo observar la utilización de una piedra horadada de unos 50 cm de diámetro. En ella se coloca la quinua mezclada con arena gruesa, que en la región se denomina pokera. La mezcla quinua-arena se expone al sol durante unas horas hasta que se caliente. Con esto se consigue que el pericarpio se dilate y facilite su desprendimiento al frotarse el grano manualmente o con los pies (Tapia et al., 1979).
Los principios de estos sistemas tradicionales son los que en buena parte han guiado el desarrollo de alternativas agroindustriales para el desamargado del grano de la quinua.
Otro proceso tradicional es el que se emplea en algunas comunidades de la región de los salares en el altiplano sureño de Bolivia; concretamente en la población de Llica se pudo observar la utilización de una piedra horadada de unos 50 cm de diámetro. En ella se coloca la quinua mezclada con arena gruesa, que en la región se denomina pokera. La mezcla quinua-arena se expone al sol durante unas horas hasta que se caliente. Con esto se consigue que el pericarpio se dilate y facilite su desprendimiento al frotarse el grano manualmente o con los pies (Tapia et al., 1979).
Los principios de estos sistemas tradicionales son los que en buena parte han guiado el desarrollo de alternativas agroindustriales para el desamargado del grano de la quinua.
sábado, 14 de diciembre de 2013
AGROINDUSTRIA DE LA QUINUA Factor saponina
En términos generales se puede afirmar que los granos de quinua, tal como salen de la trilladora, no deben ser utilizados directamente en la elaboración de alimentos por las impurezas asociadas (pajas, piedras, tierra, etc.) y por tener generalmente un sabor amargo notorio. De allí que estos granos tienen que pasar por un proceso de limpieza y desamargado, es decir de eliminación de compuestos químicos en los que predominan las saponinas.
Pero también se debe señalar la posibilidad de que otros compuestos puedan acentuar sabores indeseables en el grano de la quinua. Dentro de ellos, se pueden considerar la fracción insaponificable de la grasa (sustancias precursoras de saponinas tales como esteroides, escualeno, terpenoides), los ácidos grasos oxidados, sales minerales de magnesio, oxalatos, etc. La composición química de la quinua da una idea de algunas de estas posibilidades cuando se la compara con la de trigo.
No cabe duda, por ello, que es totalmente necesario que el grano de quinua que va a servir para la producción de alimentos humanos tenga un contenido muy bajo de saponinas, ojalá muy inferior al nivel que puede ser detectado por la lengua humana.
Dentro de los compuestos amargos destacan las saponinas, moléculas orgánicas pertenecientes ya sea al grupo de los esteroides o de los triterpenoides y que tienen alta solubilidad en agua, soluciones de CINa, NaOH o etanol. Al tratar de definir los procedimientos para eliminar la saponina se ha estudiado su localización en el grano y se ha encontrado que se sitúa en las coberturas externas. De las cuatro capas que recubren el grano y componen en conjunto el episperma (Villacorta y Talavera, 1972; ver descripción botánica del grano) la primera capa externa se presenta bajo el microscopio como una membrana rugosa, formada por células sin núcleos, quebradiza, seca y fácilmente desprendible de las otras. Estas rugosidades, que asemejan las celdas de un panal, albergan una sustancia blanca, opaca y amarga que se asume sea la saponina. Este capa se puede extraer con agua fría o caliente. Sus paredes contienen además una serie de inclusiones en forma de cristales.
Una buena proporción de los granos de quinua que se comercializan tienen algún grado de amargor. Por ello, no sería de extrañar que este sabor amargo haya sido por sí solo el factor más importante que ha frenado el desarrollo agroindustrial y consumo de la quinua.
Hay dos caminos que pueden conducir a la disminución del contenido de saponinas en el grano de quinua para consumo humano:
� El genético (por mejoramiento genético tradicional o por ingeniería genética). La variedad Sajama de quinua es un ejemplo de lo que se puede lograr en cuanto a producción de quinuas de muy bajo contenido de saponinas.
� El procesamiento agroindustrial. La opción agroindustrial debe ser priorizada por las siguientes razones: a) las saponinas parecen ser factores protectores de las plantas y del grano de quinua; b) normalmente es difícil evitar el cruzamiento entre quinuas y por ende mantener la total pureza de las variaciones de quinua de bajo contenido de saponina; e) son mayores los daños que causan los pájaros al momento de la cosecha, al preferir alimentarse con los granos de quinua de menor contenido de saponinas; d) en todo cultivo es cada vez más conveniente reducir al máximo la utilización de plaguicidas artificiales, por motivos sanitarios. Por ello parecería pertinente trasladar gran parte del problema de la eliminación de la saponina al sector agroindustrial, en donde puede ser relativamente sencillo extraerla o transformarla.
Experiencias acumuladas sobre el mejoramiento de otras plantas cultivadas como el algodón, donde se han compulsado las ventajas y desventajas que tiene la eliminación por vía genética de sustancias protectoras de la planta �como es el gosipol que es tóxico para ciertos insectos y animales� han llevado a planteamientos similares a los señalados más arriba.
Por todas estas razones resulta evidente que mediante la agroindustria se deben eliminar económicamente las saponinas y mejorar la aceptabilidad del grano, sin alterar su excelente valor nutritivo. A continuación se revisan los procedimientos y resultados de métodos tradicionales e industrializados de desamargado.
Pero también se debe señalar la posibilidad de que otros compuestos puedan acentuar sabores indeseables en el grano de la quinua. Dentro de ellos, se pueden considerar la fracción insaponificable de la grasa (sustancias precursoras de saponinas tales como esteroides, escualeno, terpenoides), los ácidos grasos oxidados, sales minerales de magnesio, oxalatos, etc. La composición química de la quinua da una idea de algunas de estas posibilidades cuando se la compara con la de trigo.
No cabe duda, por ello, que es totalmente necesario que el grano de quinua que va a servir para la producción de alimentos humanos tenga un contenido muy bajo de saponinas, ojalá muy inferior al nivel que puede ser detectado por la lengua humana.
Dentro de los compuestos amargos destacan las saponinas, moléculas orgánicas pertenecientes ya sea al grupo de los esteroides o de los triterpenoides y que tienen alta solubilidad en agua, soluciones de CINa, NaOH o etanol. Al tratar de definir los procedimientos para eliminar la saponina se ha estudiado su localización en el grano y se ha encontrado que se sitúa en las coberturas externas. De las cuatro capas que recubren el grano y componen en conjunto el episperma (Villacorta y Talavera, 1972; ver descripción botánica del grano) la primera capa externa se presenta bajo el microscopio como una membrana rugosa, formada por células sin núcleos, quebradiza, seca y fácilmente desprendible de las otras. Estas rugosidades, que asemejan las celdas de un panal, albergan una sustancia blanca, opaca y amarga que se asume sea la saponina. Este capa se puede extraer con agua fría o caliente. Sus paredes contienen además una serie de inclusiones en forma de cristales.
Una buena proporción de los granos de quinua que se comercializan tienen algún grado de amargor. Por ello, no sería de extrañar que este sabor amargo haya sido por sí solo el factor más importante que ha frenado el desarrollo agroindustrial y consumo de la quinua.
Hay dos caminos que pueden conducir a la disminución del contenido de saponinas en el grano de quinua para consumo humano:
� El genético (por mejoramiento genético tradicional o por ingeniería genética). La variedad Sajama de quinua es un ejemplo de lo que se puede lograr en cuanto a producción de quinuas de muy bajo contenido de saponinas.
� El procesamiento agroindustrial. La opción agroindustrial debe ser priorizada por las siguientes razones: a) las saponinas parecen ser factores protectores de las plantas y del grano de quinua; b) normalmente es difícil evitar el cruzamiento entre quinuas y por ende mantener la total pureza de las variaciones de quinua de bajo contenido de saponina; e) son mayores los daños que causan los pájaros al momento de la cosecha, al preferir alimentarse con los granos de quinua de menor contenido de saponinas; d) en todo cultivo es cada vez más conveniente reducir al máximo la utilización de plaguicidas artificiales, por motivos sanitarios. Por ello parecería pertinente trasladar gran parte del problema de la eliminación de la saponina al sector agroindustrial, en donde puede ser relativamente sencillo extraerla o transformarla.
Experiencias acumuladas sobre el mejoramiento de otras plantas cultivadas como el algodón, donde se han compulsado las ventajas y desventajas que tiene la eliminación por vía genética de sustancias protectoras de la planta �como es el gosipol que es tóxico para ciertos insectos y animales� han llevado a planteamientos similares a los señalados más arriba.
Por todas estas razones resulta evidente que mediante la agroindustria se deben eliminar económicamente las saponinas y mejorar la aceptabilidad del grano, sin alterar su excelente valor nutritivo. A continuación se revisan los procedimientos y resultados de métodos tradicionales e industrializados de desamargado.
viernes, 13 de diciembre de 2013
AGROINDUSTRIA
En los Andes, gracias a la acción de la naturaleza y del hombre, nacieron un conjunto de plantas cultivadas que se constituyeron en la base de antiguas civilizaciones andinas. Algunas de estas plantas, por tener una extraordinaria capacidad productiva, fueron trasladadas a casi todos los países del planeta donde han contribuido a diversificar la alimentación y acelerar el desarrollo socioeconómico.
Otras, como la quinua, la qañiwa, el tarwi, los tubérculos andinos y varios frutales aún permanecen en el medio andino sin haber alcanzado altos niveles de explotación comercial e industrial. Algunas de ellas son ampliamente conocidas por sus óptimas propiedades nutricionales y sin embargo aún son poco producidas y consumidas.
No se podría entender esta aparente contradicción sin tomar en cuenta que por lo general estos alimentos subexplotados tienen un elevado precio en el mercado debido, entre otras razones, a bajos niveles de producción agrícola, una deficiente agroindustrialización, bajos ingresos de los agricultores, excesiva intermediación en el comercio y calidad muy heterogénea.
Si se profundiza un poco más el diagnóstico de la situación arriba descrita se tendría que considerar dos causas primarias subyacentes:
� los sabores amargos y quizás también sabores típicos de cada uno de los alimentos mencionados y,
� los cambios de hábitos alimentarios motivados tanto por la presencia de otros eficientes cultivos nacionales, como por la importación de alimentos subsidiados y alimentos donados que favorecen la adquisición y consumo de alimentos foráneos.
Una agricultura pobre engendra una agroindustria pobre, lo cual impide el mantenimiento de una buena calidad de productos y dificulta la comercialización. Es decir, se tiene que reconocer que dichos cultivos están inmersos en un ambiente donde se conjugan la subproducción y el subdesarrollo.
Las perspectivas que se plantean a partir de dicha realidad actual son: o permanecer atados a la órbita del subdesarrollo, o proyectarse hacia el desarrollo donde coexistan condiciones mejoradas de insumos, producción, procesamiento, comercialización, consumo y recursos a fin de producir un mayor progreso y bienestar de la población.
En las próximas páginas se enfocará el potencial agroindustrial de los cultivos andinos subexplotados tomando en consideración que se encuentra íntimamente vinculado al potencial agrícola.
Es decir, que el desarrollo agroindustrial está vinculado a los volúmenes de producción, costos de los productos agrícolas no procesados, influencia de la genética de las plantas sobre la composición química y características de los alimentos agroindustrializados, muy especialmente: los nutrientes, propiedades reológicas y sustancias indeseables las que �por su toxicidad o por el mal sabor o apariencia� pueden afectar la calidad y aceptabilidad de los alimentos producidos.
Se hará referencia, principalmente, al uso alimenticio de algunos de los granos, tubérculos y raíces como la quinua, el amaranto, el tarwi, la arracacha, el olluco y la papa amarga.
Se tendrá en mente que el objetivo final es desarrollar alimentos que por sí solos, o en conjunción con otros, puedan dar una mayor y mejor nutrición a la población nacional, al mismo tiempo que se crean fuentes de ocupación mejor rentadas y se asegura una mayor seguridad alimentaría.
A continuación se presenta una revisión de los más importantes avances logrados en procesos agrícola-industriales, muchos de los cuales parten de antiguas tradiciones originadas en civilizaciones andinas. Alrededor de estas revisiones se harán comentarios con el fin de postular nuevas proyecciones agroindustriales apropiadas para estos alimentos.
Otras, como la quinua, la qañiwa, el tarwi, los tubérculos andinos y varios frutales aún permanecen en el medio andino sin haber alcanzado altos niveles de explotación comercial e industrial. Algunas de ellas son ampliamente conocidas por sus óptimas propiedades nutricionales y sin embargo aún son poco producidas y consumidas.
No se podría entender esta aparente contradicción sin tomar en cuenta que por lo general estos alimentos subexplotados tienen un elevado precio en el mercado debido, entre otras razones, a bajos niveles de producción agrícola, una deficiente agroindustrialización, bajos ingresos de los agricultores, excesiva intermediación en el comercio y calidad muy heterogénea.
Si se profundiza un poco más el diagnóstico de la situación arriba descrita se tendría que considerar dos causas primarias subyacentes:
� los sabores amargos y quizás también sabores típicos de cada uno de los alimentos mencionados y,
� los cambios de hábitos alimentarios motivados tanto por la presencia de otros eficientes cultivos nacionales, como por la importación de alimentos subsidiados y alimentos donados que favorecen la adquisición y consumo de alimentos foráneos.
Una agricultura pobre engendra una agroindustria pobre, lo cual impide el mantenimiento de una buena calidad de productos y dificulta la comercialización. Es decir, se tiene que reconocer que dichos cultivos están inmersos en un ambiente donde se conjugan la subproducción y el subdesarrollo.
Las perspectivas que se plantean a partir de dicha realidad actual son: o permanecer atados a la órbita del subdesarrollo, o proyectarse hacia el desarrollo donde coexistan condiciones mejoradas de insumos, producción, procesamiento, comercialización, consumo y recursos a fin de producir un mayor progreso y bienestar de la población.
En las próximas páginas se enfocará el potencial agroindustrial de los cultivos andinos subexplotados tomando en consideración que se encuentra íntimamente vinculado al potencial agrícola.
Es decir, que el desarrollo agroindustrial está vinculado a los volúmenes de producción, costos de los productos agrícolas no procesados, influencia de la genética de las plantas sobre la composición química y características de los alimentos agroindustrializados, muy especialmente: los nutrientes, propiedades reológicas y sustancias indeseables las que �por su toxicidad o por el mal sabor o apariencia� pueden afectar la calidad y aceptabilidad de los alimentos producidos.
Se hará referencia, principalmente, al uso alimenticio de algunos de los granos, tubérculos y raíces como la quinua, el amaranto, el tarwi, la arracacha, el olluco y la papa amarga.
Se tendrá en mente que el objetivo final es desarrollar alimentos que por sí solos, o en conjunción con otros, puedan dar una mayor y mejor nutrición a la población nacional, al mismo tiempo que se crean fuentes de ocupación mejor rentadas y se asegura una mayor seguridad alimentaría.
A continuación se presenta una revisión de los más importantes avances logrados en procesos agrícola-industriales, muchos de los cuales parten de antiguas tradiciones originadas en civilizaciones andinas. Alrededor de estas revisiones se harán comentarios con el fin de postular nuevas proyecciones agroindustriales apropiadas para estos alimentos.
jueves, 12 de diciembre de 2013
PROCESOS TRADICIONALES PREVIOS A LA PREPARACION
Los procesos de domesticación,
selección y mejoramiento de los cultivos andinos subexplotados
se pueden tipificar como inconclusos. Estos cultivos se caracterizan entre
otros por la presencia de sustancias antinutritivas, amargas, o por otras
características (dureza del grano, adherencia del perigonio a la
semilla, etc.), que requieren procesos previos a la preparación.
Los procedimientos industriales están
llamados a solucionar estos inconvenientes, y se exponen los adelantos
alcanzados en el Capítulo V sobre Agroindustria.
No obstante, en forma tradicional,
tanto en el medio rural como urbano, se siguen utilizando tecnologías
ancestrales que son las respuestas a los factores limitantes y que se
efectúan antes de la preparación y el consumo.
Cuadro 62
Factores limitantes para el consumo y tecnologías tradicionales de procesamiento
Factores limitantes para el consumo y tecnologías tradicionales de procesamiento
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Alimento
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Limitante
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Tecnología
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Quinua
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Saponinas en
episperma |
Eliminación del episperma
mediante fricción y lavado
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Qañiwa
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Perigonio adherido al grano
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Eliminación del perigonio
mediante ligero tostado y venteado
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Amaranto
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Dureza del grano
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Remojo previo a la cocción
por 12 horas
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Papa amarga
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Glucósidos
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Eliminación mediante congelación
y lavado
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Tarwi
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Alcaloides en todo el grano
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Remojo, cocción y lavado del
grano por 5-10 días para eliminar los alcaloides
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Tubérculos andinos
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Conservación limitada
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Deshidratación mediante congelación
y secado
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Arracacha
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Conservación limitada
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Preparación de harina
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Fuente:
Fries, 1993
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