Post on 31-Oct-2015
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA
EAP: Ingeniería de Alimentos
Una educacion adventista
Trabajo de Investigación
Extracción de aciete de germen de quinua (Chenopodium quinoa willd)
y caracterización
Investigación presentada pera el cumplimiento parcial del curso de bioquímica de
los alimentos.
Autores:
Ana sucari sucapuca
Aarón Quispe Chambi
Docente:
Ing. Ana Mónica Torres Giménez
Juliaca, octubre de 2011
Indice
1
I Problema de la investigación……………………………………………………………..........………..4
II Objetivos.....…………………………………………………………………………………………………..4
2.1 Objetivo general...………………………………………………………………………………………..4
2.2 Objetivos específicos...……………………………………………………………………………….....4
III Justificación de la investigación………………………………………………………………………….5
IV MARCO TEORICO..…………………………………………………………………………….………..6
4.1 La quinua...………………………………………………………………………………………….....…6
4.1.1 Composición de la Semilla de Quinua y su Valor Nutricional...…………………..………………64.1.2 Empleos de la Quinua..………………………………………………………………………….……8
4.2 germen ...……………………………………………………………………………………………....…9
4.2.1 Contenido de ácidos grasos en la quinoa……………………………………………………….…9
4.3 aceite...………………………………………………………………………………………………..…10
4.3.1 Propiedades funcionales..………………………………………………………………………..…10
4.3.2 Tipo de aceite…..………………………………………………………………………………….…11
4.3.2.1 Ácido graso linoleico ..………………………………………………………………………….…11
4.3.2.2 Función biológica del ácido linoleico………………………………………………………….…11
4.3.2.3 Ácido graso linolénico…..…………………………………………………………………………11
4.3.2.4 Componentes funcionales...………………………………………………………………………12
4.3.2.5 Actividad biológica…...………………………………………………………………………….…12
4.4 Actividad protectora de enfermedades del ácido linoleico y linolénico...…………………………13
4.5 Enfermedades degenerativas..…………………………………………………………………….…14
4.6 Tipo de investigación…..………………………………………………………………………………14
V METODOLOGÍA EMPLEADA ...……………………………………………………………………..…155.1 Materia Prima…...………………………………………………………………………………………15
5.2 Extracción de germen…...…………………………………………………………………………..…15
5.3 Extracción de aceite de germen de quinua… ………………………………………………………15
5.3.1 Molienda…...……………………………………………………………………………………….…155.3.2 Solvente utilizado...……………………………………………………………………………..……155.4 Procedimiento Extracción de aceite por maceración en hexano….…………………………...…16
2
5.5 Caracterización del aceite de germen de quinua. ..……………………………………………..…17
VI Resultados y discusiones..…………………………………………………………………………..…17Referencias bibliográficas…..…………………………………………………………………………..…26Anexos…...……………………………………………………………………………………………….….30
3
I Problema de la investigación
Según el informe anual publicado por la OMS en 2005, 17 millones de personas
mueren cada año debido a alguna patología cardiovascular. Se prevé que su impacto
sobre la salud, medido por el número de enfermos y el uso sanitario, aumentará en los
próximos años. Por ello, es de máxima prioridad desarrollar estrategias encaminadas a
conocer las causas de las enfermedades cardiovasculares y cómo prevenir o paliar sus
consecuencias.
Además (Ensminger y otros, 1995) El almacenamiento excesivo de grasa no sólo
parece antiestético e indeseable, sino que se relaciona con diversos perjuicios para la
salud; pero una cierta cantidad de grasa corporal es necesaria, ya que protege los
órganos y el cuerpo de lesiones y golpes y lo aísla frente a los cambios de temperatura,
tanto por elevación como por descenso térmico. Las enfermedades cardiovasculares son
la mayor causa de mortalidad en países industrializados y uno de los más importantes
problemas de salud pública. Por supuesto, el control del colesterol y fracciones lipídicas
sanguíneas es muy importante en la reducción del riesgo cardiovascular (Lichtenstein et
al. 2001)
En este sentido, el consumo de grasa saturada, colesterol y ácidos grasos trans se
asocia positivamente con el riesgo de padecer una enfermedad cardiovascular, mientras
que los ácidos grasos cis, mono y poliinsaturados parecen relacionarse de manera
inversa con el riesgo de sufrir este tipo de procesos. Ascherio, Hu FB y otros, 1996-
1997).II Objetivos
2.1 Objetivo general
Extracción de aciete de germen de quinua (Chenopodium quinoa
willd) y caracterización
2.2 Objetivos específicos
Extraer aceite del germen de quinoa (Chenopodium quinoa willd) salcedo INIA.
Caracterizacion bioquímico del aceite de germen de quinua.
4
III Justificación de la investigación
Estudios realizados en humanos ponen de relieve la existencia de una relación
inversa entre ingestión de ácido linoleico o alfalinolénico y mortalidad cardiovascular. Por
otra parte, el efecto combinado (asociado al consumo de los dos ácidos grasos) resulta
sinérgico en la protección frente a este tipo de patologías Djoussé L, Bemelmans WJE y
otros,2001-2002).
El efecto beneficioso puede estar mediado porque el ácido alfalinolénico puede
ser utilizado en la síntesis de ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga, con efectos
cardioprotectores. Concretamente, después de su ingestión, el ácido alfalinolénico se
convierte rápidamente en EPA y más lentamente en DHA, los cuales disminuyen las
arritmias cardiacas el EPA puede proteger también frente a la trombosis. (Gerster H.
1988).
Existen estudios de intervención que sugieren un efecto hipotensor de la grasa
monoinsaturado de la dieta cuando sustituye a la grasa saturada. En otros se ha
observado el efecto beneficioso en la reducción de la presión arterial de la sustitución
isocalórica de una dieta rica en grasa saturada por grasa insaturada, tanto
monoinsaturado como poliinsaturada (Espino A, Lahoz C y otros 1996-1999).
Por su parte, (Iso y cols, 35) señalan que aumentar la ingestión de ácido linoleico
puede proteger frente a accidentes cerebrovasculares por disminuir la presión arterial, la
agregación plaquetaria y aumentar la deformabilidad de los eritrocitos. (Iso H, 2002).
Los ácidos linoleico y linolénico son metabolizados para producir ácido
araquidónico y EPA, respectivamente, en el intestino, hígado y cerebro del ser humano
(tabla 5). Dada la abundancia relativa en la dieta de ácido linoleico, el compuesto
mayoritario incorporado a los fosfolípidos de las membranas celulares es el araquidónico,
con la consiguiente repercusión en los procesos de agregación plaquetaria e inflamación.
(James y Gibson, 2000).
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IV MARCO TEORICO
4.1 La quinua
La quinua es una planta anual herbácea que alcanza alturas entre uno y dos
metros (ver Figura 1); y que presenta acumulaciones de pequeñas semillas en panojas,
ubicadas en los extremos superiores de las ramificaciones. Las semillas son bastante
pequeñas, de alrededor de 1,5 mm de diámetro, aunque es posible encontrar variedades
que llegan hasta 4 mm (Junge y Cerda, 1978).
Figura 1: Planta de Quinua (Chenopodium quinoa willd)
Desde tiempos ancestrales la quinua se cultiva en la región del altiplanoandino de
América del Sur. En la actualidad las mayores áreas productivas corresponden a Perú y
Bolivia, aunque también se produce en Colombia, Argentina, Chile y Ecuador.
Cabe señalar que es un cultivo que se adapta a condiciones muy
variables,pudiéndose cultivar hasta los 3.900 metros sobre el nivel del mar (CIED, 2006).
Por otra parte, y debido a que posee raíces pivotantes y fasciculadas, se adapta bien al
clima frío y a la escasez de humedad, puesto que las raíces pivotantes aprovechan el
agua a mayor profundidad y las raíces fasciculadas el agua superficial (Fontúrbel, 2003).
4.1.1 Composición de la Semilla de Quinua y su Valor Nutricional
Tal como se señalara, toda la planta de quinua tiene diferentes usos, sin embargo
el producto primario es la semilla (ver Figura 2). Luego que se realizaran análisis
bromatológicos de la composición del grano y se divulgara esta información, la quinua ha
adquirido importancia internacional por ser uno de los pocos alimentos de origen vegetal
que es rico en proteínas y posee todos los aminoácidos esenciales para el ser humano
(ver la composición del grano en la tabla 1). Tambiéncontiene ácidos grasos esenciales
como los ácidos grasos insaturados, destacando su alto contenido de ácido linoleico
6
(50,2-56,1%) y oleico (22,0-24,5%), y moderado de linolénico (5,4-7%) (Walhi, 1990;
Ruales y Nair, 1992). Asimismo, la quinua posee un alto contenido de vitaminas del
complejo B, C y E, además de minerales tales como: hierro, fósforo, potasio y calcio. Este
último se encuentra en la misma concentración que en la leche descremada, mientras
que el fósforo es cuatro veces más concentrado que el de ésta (Albarrán, 1993).
Figura 2: Semilla de la quinua
Tabla 1 - Composición Proximal de la semilla de quinua
Contenido g/100 g de semilla
Calorías 331
Humedad 9,8
Proteína 13,0
Lípidos 7,4
ENN 64,1
Fibra cruda 2,7
Cenizas 3,0
N x 5,7
Por diferencia
Fuente: Schmidt-Hebbel y col., 1992
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Además de su importante valor proteico, la quínoa se destaca del resto de los
cereales por su importante contenido y calidad de aceite. Se estima que el aceite de
quínoa podría seguir el camino del de maíz, que se difundió por un lado gracias al
contenido y composición del aceite, pero fundamentalmente por la demanda de otros
productos derivados de este grano, tales como edulcorantes de maíz, etanol y almidón.
El grano de quínoa posee un contenido de aceite promedio del 6%, superior al
del maíz. 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 quínoa rodea al
endospermo, puede ser fácilmente removido y así obtener una fracción que contenga 20
% de aceite. La composición de ácidos grasos del aceite de quínoa es similar a la del
maíz. Las altas concentraciones de ácido linoleico y linolénico los hacen muy
susceptibles a la rancidez, pero ambos aceites tienen altos contenidos de antioxidantes
naturales llamados isómeros de tocoferol.
Las grasas participan en la formación de membranas que constituyen la
envoltura de células y elementos celulares. Casi todos los alimentos presentan lípidos.
Los lípidos, aun en el caso de que sean componentes menores de los alimentos,
requieren atención por su gran reactividad que afecta mucho a la calidad de los
alimentos.
La importancia nutricional de los lípidos radica en el elevado valor energético de los
triacilgliceroles (9 kcal/g o 39 kJ/g) y en la presencia de ácidos grasos esenciales: ácido
linoleico (C18:2n-6), ácido linolénico (C18:3n-3) y ácido araquidónico (C20:4n-6) y
además son transportadores de las vitaminas liposolubles A, D, E, K. Aparte de esto, las
grasas tienen ciertas propiedades en la preparación de los alimentos.
La quinua contiene entre 1.3 g de grasa/100g porción comestible (cocida) y 10.7 g de
grasa /100 g (sémola de quinua), con un promedio ponderado de 5.4 g de grasa /100g
4.1.2 Empleos de la Quinua
La quinua se consume como el arroz, en grano; sus hojas tiernas se
comenguisadas como las acelgas y espinacas; su tallo y hojas verdes se aprovechan
como ensalada o en sopas. La agroindustria de los países con las mayores producciones
de quinua (entre ellos Bolivia y Perú), transforma este grano preferentemente en hojuelas
y harina, debido a que la fécula es un excelente alimento panificable. Esta se usa para
elaborar panecillos y galletas y para enriquecer harinas de panificación en la elaboración
de: galletas, barritas, tartas, batidos, pasteles y espaguetis, entreotros. Por otra parte, los
8
granos de segunda clase como los subproductos de la cosecha pueden ser empleados
en la alimentación de monogástricos, aves, cerdos y rumiantes en condiciones especiales
(Ccbolgroup, 2006).
4.2 germen
Son los embriones separados por los granos de los cereales. El germen es
la parte de la cariópside que está constituido por el escutelum y el axio-embrionario. Sirve
como almacén de nutrientes y como fuente de comunicaciones entre la plántula del
embrión en desarrollo y el gran almacén de nutrientes de endospermo. El germen se
caracteriza por carecer de almidón y por su alto contenido de aceite, proteína, azucares
soluble y cenizas. Además es alto en vitamina b y e genera la mayoría de las enzimas
para el proceso de germinación. El germen e el tejido de reserva primario y el que origina
la nueva planta.
4.2.1 Contenido de ácidos grasos en la quinoa
Tabla 2 - El contenido de ácido grasos en la quinua
Acidos grasos %
Miristico 0.2
Palmítico 9.9
Esteárico 0.8
Oleico 24.5
Linoleico 50.2
Linolénico 5.4
Laurico 0.9
Eicosanoico 2.7
Docosanoico 2.7
Tetracosainoico 0.7
Fuente: *ERPE, INIAP, IICA, GTZ.2006
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Tabla 3 - Comparación de ácidos grasos
Nombre Tamaño cadena Tipo de acido Alimento
Butírico Corta (4 C) Saturado Mantequilla
Caproico Corta (6 C) Saturado Mantequilla
Caprilico Mediana ( 8 C) Saturado Nuez de coco
Miristico Larga ( 14 C) Saturado Nuez moscada
Palmítico Larga ( 16 C) Saturado Aceite de palma
Esteárico Larga ( 18 C) Saturado Grasa animal
Oleico Larga ( 18 C) monoinsaturado Aceite de oliva
Linoleico Larga ( 18 C) poliinsaturado Aceite de maíz,
quinua, pepitas
de uva
Linolenico Larga ( 18 C) poliinsaturado Aceite de soya,
quinua
Fuente: Nestle, servicio de información, lípidos, nestle chile. 1996.
4.3 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 instauración. Los aceites vegetales e extraen de la aceituna
(olivo), lino, colza, recino, mani, algodón, soja, etc. Generalmente por medio de presión o
por extracción por solventes, previo trituración del material.
4.3.1 Propiedades funcionales
El consumo de grasa en los países 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 mínimo recomendado es, también, negativa y es
eso lo que pasa en los países pobres. En la dieta alimenticia deben estar los
denominados ácidos grasos esenciales que son ácidos poliinsaturados que el organismo
no puede sintetizar, pero que son necesarios para el buenfuncionamiento del organismo,
por lo que deben ser entregados a través de la dieta alimenticia. Los ácidos que sean
revelados como indispensables y esenciales son el ácido linoleico y linolénico. El ácido
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araquidónico se obtiene a partir del linoleico, jugando un papel importante en las
membranas celulares, entre otras de sus funciones (Saavedra G. 2004).
4.3.2 Tipo de aceite
El tipo de aceite de la quinua es un aceite que pertenece a los ácidos grasos
insaturados. Además son aquellos que en su estructura molecular presentan a lo menos
un doble enlace entre C=C.
Los ejemplos más interesantes lo constituyen el ácido oleico, linoleico y linolénico.
4.3.2.1 Ácido graso linoleico
El ácido linoleico es un ácido graso insaturado que posee dos dobles enlaces en su
estructura molecular, siendo sus formas más usuales de representación las que se
muestran a continuación.
CH3-(CH2)4-CH==CH-CH2CH=CH-(CH2)7-COOH (Formula Semiestrucctural), O Bien
C17H31COOH (Formula Molecular).
4.3.2.2 Función biológica del ácido linoleico
Crecimiento del organismo
Formación del tejido nervioso
Formación y renovación de la piel, del pelo y unas.
Síntesis de las prostaglandinas: estas son sustancias biológicamente activas
derivadas de ácido grasos poliinsaturados, que una vez fabricadas por nuestro organismo
son liberadas inmediatamente por la mayoría de las células; nuestra salud depende de su
equilibrio.( www.institutobiológico.com/seminarios/acidos.htm.)
Un déficit de los acidos linoleico y linolénico produce un retraso en el crecimiento,
sequedad en la piel, dermatitis y alteraciones nerviosas y genitales. (Pamplona j.1994).
4.3.2.3 Ácido graso linolénico
Este acido presenta dos estructuras de nominadas alfa y gamma linolénico, presentando
tres dobles enlaces en sus estructuras moleculares.
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El nombre, de acuerdo a la IUPAC es 9,12,15-octadecatrienoico que señala muy
claramente la cantidad de c, el número de enlaces que posee y la posición de los
enlaces. (Pamplona j.1994).
Los ácidos grasos linoleico y linolénico son esenciales; algunos autores señalan
también al araquidónico, pero este puede sintetizarse a través del ácido linoleico. Los
ácidos grasos poliinsaturados participan en la síntesis de prostaglandinas, desempeñan
un rol en la modulizacion y reducción 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
4.3.2.4 Componentes funcionales
El ácido linoleico da origen al araquidónico y el linolénico origina al DHA.: las
transformaciones ocurren principalmente en el hígado.
El DHA es importante para el desarrollo del sistema nervioso, el cerebro y la visión de las
personas desde su gestación. (www. inta .cl/productos y servicios /grasas y aceites
/consumidor).
4.3.2.5 Actividad biológica
www.nutri-facts.org 2004. La ingesta suficiente de ácidos grasos poliinsaturados (omega-
3 y omega-6) es importante por el papel crucial que desempeñan en:
el desarrollo y mantenimiento de una correcta función cerebral
la visión
Las respuestas inmunitarias e inflamatorias
la producción de moléculas semejantes a las hormonas
Mantenimiento de una presión arterial normal;
Mantenimiento de una concentración normal de triglicéridos.
Ácido graso
Se le conocen, en general a los acidos grasos mono carboxílicos de la serie
alifática, en particular a aquellos que forman parte de os lípidos. Se pueden distinguir.
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Ácido graso saturado
Cuya molécula de átomos de carbono están unidas entre sí por enlace
simples: ácido butírico, caproico, caprilico, laurico. Etc.
Ácido graso insaturado
Que pueden ser a su vez:
Ácido graso monoinsaturado: que contienen un doble enlace (los acidos miristoleico,
palmitoleico, oleico, elairico, ricinoleico, erucico, etc)
Ácido graso piliinsaturados: que contiene más de doble enlace (los acidos linoleico,
linolénico, araquidónico, etc)
Derivados
Estos tipos de acidos 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 fácil digestibilidad, además las grasas
del aceite de la quinua son altamente favorables para los problemas cardiovasculares.
Obtención
La extracción orgánica de aceite de quínoa con etanol produjo un aceite con una
serie de compuestos que hacían no viable una refinación del tipo orgánica. La extracción
del aceite se realizó con hexano en las semillas que a continuación se presentan. (Rubio,
2005).
4.4 Actividad protectora de enfermedades del ácido linoleico y linolénico
Los estudios clásicos de Keys et al y Hegsted et al señalaban que la grasa
monoinsaturada (cis C18:1) tenia un efecto neutro sobre los niveles séricos de colesterol
cuando sustituían carbohidratos; sin embargo, la evidencia actual ha demostrado lo
contrario. En contraposición, esta ha corroborado que los Ácidos Grasos Poliinsaturados
de la serie n-6 (AGPn-6) disminuyen los niveles séricos de colesterol, tal y como lo
demostraban los estudios metabólicos realizados por estos investigadores. El ácido
linoleico (C18:2,6) es el AGPn-6 que se encuentra en mayor proporción en la dieta.
13
Grundy y otros 1982, en una compilación de diversos estudios metabólicos,
mostraron que los aceites vegetales ricos en ácido linoleico tienen un fuerte efecto
hipocolesterolemia te cuando sustituyen los AGSat de la dieta. Así mismo, ensayos
dietéticos de intervención utilizando dietas con alto contenido de AGPn-6 han mostrado
que estas, en comparación con las dietas bajas en grasa-altas en CHO, son más eficaces
en disminuir los niveles de colesterol sérico, así como las tasas de mortalidad de ECV.
Actualmente está bien establecido que el ácido linoleico es el ácido graso más efectivo
para reducir los niveles de colesterol sérico.
4.5 Enfermedades degenerativas
Los resultados de los últimos estudios han llevado a establecer unos objetivos
nutricionales sobre el consumo de grasa encaminada a mantener la salud y prevenir la
aparición y progreso de diversas patologías (Navia y Aranceta, 2002). Además, La
investigación más reciente en torno a los ácidos grasos esenciales se ha centrado en la
importancia de la relación entre el ácido linoleico respecto al linolénico y si esta relación
influye en el desarrollo de algunas enfermedades. (Jones y otros, 2001)
Los ácidos 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 lácteos.
La influencia de la cantidad y tipo de grasa consumida en la elevación del
colesterol sanguíneo y en el aumento del riesgo cardiovascular ha sido tema central de
atención durante los últimos años. Por otra parte, esta implicación posiblemente haya
sido la que más trascendencia ha tenido entre los profesionales sanitarios y la población
general, al pensar en la relación nutrición-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 sanguíneo, 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 protección cardiovascular y en el riesgo/protección frente a
otras muchas patologías como hipertensión, diabetes, procesos inflamatorios,
enfermedades pulmonares, problemas de visión, desarrollo del neonato (Jones, 2001).
4.6 Tipo de investigación
14
La investigación realizada corresponde al Tipo Experimental en la cual
Según Debold y otros, 2006) “este tipo de estudio consiste en la manipulación de una
variable experimental no comprobada, en condiciones rigurosamente controladas, con el
fin de describir de qué modo o por qué causa se produce una situación o acontecimiento
en particular”
V METODOLOGÍA EMPLEADA
5.1 Materia Prima:
La materia prima utilizada en este estudio fue la quinua (Chenopodium
quinoa willd) Cual se adquirió del instituto nacional de investigación agroindustrial - puno
(INIA).
5.2 Extracción de germen
Para la extracción de 12.5gr del germen de la quinua se usó
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 fracción más rica en proteínas, lípidos y azucares. Esto se debe
a que en el germen ocurren procesos de síntesis de carbohidratos para la nueva planta, a
partir de los azucares obtenido por desdoblamiento o hidrólisis enzimática de los
almidones del endospermo (morales y otros 1988).
La quinua se lavó y se acondiciono para introducirla en la centrifugadora de
cuchillos planos, estos cuchillos planos ayudaron a que el germen no quede dañado 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 centrifugación fue de 3 minutos a una velocidad constante, una
vez terminada la separación por centrifugación, se procedió a tamizar para separar el
agua, seguidamente se secó a una temperatura de 25°C por 8 horas.Para la separación
del germen de los demás compuestos se tamizo en un tamiz de 100mezt. La cantidad de
germen obtenido fue de 13gr (método propio).
5.3 Extracción de aceite de germen de quinua.
5.3.1 Molienda:
15
El germen se sometió a una reducción de tamaño. El procedimiento se
realizó en un molino artesanal, El tamaño del germen pulverizado fue aproximadamente
de 132 µm.
5.3.2 Solvente utilizado
El solvente utilizado fue el hexano.
Cantidad: 24.337ml para 12.166gr de germen de quinua.
Materia prima.
Germen de quinua, (obtenida de centro de investigación en tecnología de alimentos):
variedad salcedo inia
Materiales
Recipiente de vidrio de (200ml) con tapa.
Probeta de 50ml.
Papel filtro.
Embudo
Vaso precipitado de 200ml
Tamices de 100 y 150 mes.
Reactivos
Hexano.
Equipos
Molino artesanal
Balanza analítica.
5.4 Procedimiento Extracción de aceite por maceración en hexano. Por método
aplicado por: mayta y otros, 2011.
Para la extracción de aceite con hexano o solventes orgánicos, reduzca el tamaño
de la muestra hasta aproximadamente 132 µm y 101µm por 4hr.
Coloque el doble de cantidad de solvente, es decir si extraerá de 1gr de muestra
el solvente debe ser 2ml. Y someta a maceración por un tiempo de cuatro horas.
16
Después de la extracción separe el germen sin grasa, separe el germen haciendo
pasar en un papel filtro whatman. La solución aceite/hexano evapore sometiendo
a una temperatura de 65°C por 15 minutos obteniendo aceite crudo.
Es deseable que el hexano sea recuperado por medio de destilación,
aprovechando su volatilidad.
5.5 Caracterización del aceite de germen de quinua por índice de acidez, de yodo e
índice de peróxido.
Estos métodos recomendado por la AOAC, son conocidos por ende todo la metodología
esta adjuntada en el anexo del trabajo.
VI Resultados y discusiones
Tabla 4 - rendimiento en la extracción de aceite por maceración en hexano.
Condiciones de extracción Descripción
Germen de quinua 12.166gr
Solvente (hexano) 24.337ml
Tiempo 18 horas
Rendimiento – aceite 5 ml. (41.09%)
En cuanto al rendimiento en la extracción de aceite, la variedad de la quinua, no
influencia en la cantidad de extracción, ya que el germen son iguales en toda las
variedades, un factor influyente en la cantidad de extracción de aceite de quinua podría
se las condiciones de extracción del germen, ya que la temperatura de secado u otro
factor seria la causa de esta variación.
Grafica 1 - rendimiento en la extracción
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tiempo (horas)
germen (gr) rendimiento (ml)
solvente -hexano (ml)
0
5
10
15
20
25
30
18
12.166
5
24.337
condiciones de extraccion
descripción
En la extracción de aceite de el germen de quinua, no hay artículos que hayan
investigado sobre esta operación, existen trabajos en la extracción de la quinua en sí, (de
todo el grano) pero no solo del germen, homos visto por conveniente que del germen de
quinua se extrae más cantidad de aceite que de la quinua entera, además que se
desperdiciael producto cuando se extrae de grano entero.
Resultado de caracterización del aceite de quinua.
El contenido de materia grasa depende del material genético, el estado de
madurez, la fertilidad del suelo y de los factores climáticos, sin embargo
Ogungbenle, (2003) y GTZ y otros, 2000), concuerdan en un valor de 6,3% de
materia grasa en base seca, siendo éste un valor mayor para Paredones, pero
menor para ambas semillas de Lo Palmilla. SegúnBascur, (1959), la quínoa 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 fracción más rica en proteínas, lípidos y azucares. Esto se debe a que en el
germen ocurren procesos de síntesis de carbohidratos para la nueva planta, a
partir de los azucares obtenido por desdoblamiento o hidrólisis enzimática 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 lípidos de la quinua inia –
puno tubo un contenido alto en grasas, además considerando las condiciones de
extracción en cuanto al solvente y tiempo de maceración, cabe la posibilidad que
18
este factor haya influido en la extracción además afectado en la calidad del aceite,
esto se determinó empleando la caracterización, en cuanto a índice de acidez,
yodo y peróxido.
Tabla 5 - Índice de acidez
Condiciones de caracterización Descripción
Cantidad de muestra 2 ml
Método de Titulación directa ----
NaOH 0.7 ml.
Indicador – fenolftaleína (gotas) 3
Índice de acidez
Los valores obtenidos para la determinación de ácidos grasos libres
expresados en porcentaje de ácido oleico están bajos si se sigue el mismo
razonamiento aplicado al índice de peróxido, 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 ácido oleico, lo que
indica que estos aceites presentan un deterioro hidrolítico no muy alto. Así como
también Ogungbenle, (2003), quien al caracterizar su aceite de quínoa presentó
valores de 0,5% de ácidos grasos libres expresado en ácido oleico.
Si se compara la composición de ácidos grasos del aceite de quínoa con el
de otros cereales, se puede encontrar que en caso del arroz (Oriza sativa) la
composición predominante son los ácidos monoinsaturado con un 40,5%, a
diferencia del trigo(Triticum aestivum L.) y maíz (Zea mais), que al igual que la
quínoa predominan los ácidos poliinsaturados (56,8 ; 59,9 ; 58,3%)
respectivamente, (Masson y Mella, 1985).
Cerro M, 2004 menciona El valor máximo permitido para el consumo es de 3,3 g por
cada 100 g de ácidos grasos. No tiene nada que ver con la intensidad del sabor.
Las normas permitidas para los aceites son:
Tabla 6 - norma técnica para aceites
19
ÍNDICE DE ÁCIDO: NIVEL MÁXIMO PERMITIDOGRASAS Y ACEITES REFINADOS 0,6 MG DE KOH/G DE GRASA O ACEITE
GRASAS Y ACEITES VÍRGENES 4,0 MG DE KOH/G DE GRASA O ACEITE
GRASAS Y ACEITES PRENSADOS EN FRÍO 4,0 MG DE KOH/G DE GRASA O ACEITE
INDICE DE PERÓXIDO:ACEITES VÍRGENES Y GRASAS Y ACEITES PRENSADOS EN FRÍO
HASTA 15 MILIEQ.DE OXÍGENO ACTIVO/KG DE ACEITE
OTRAS GRASAS Y ACEITES HASTA 10 MILIEQUIVALENTES DE OXÍGENO ACTIVO/KG DE ACEITE
FUENTE:códex, 1981.
Acidez (en ácido oleico)............. Máx. 0.3%Indice de peróxidos................... Máx. 10 meq O2/kg
Además (Escuela técnica superior de ingenieros agronomos y de montes
Universidad de córdoba, 2011) menciona que el Indice de acidez: Expresa el número de
miligramos de hidróxido potásico necesarios para neutralizar 1 gramo de aceite o grasa.
El grado de acidez alcanzado en la titulación fue de 0.196, según del codex 1981
el nivel maximo permitido de ácidos 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 máximo
permitido para el consumo es de 3,3 g por cada 100 g de ácidos grasos, lo cual es
coherente con los datos mencionados por el codex.
Grafica 2 - índice de acidez
0123
20.7
3
indice de acidez
descripción
Cálculos:
Indicedeacidez=56.1×0.7×0.012
=0.19635
20
Este promedio de índice de acidez, representa los ácidos grasos presentes
en el aceite, el promedio es de 0.19, según la norma para aceites vegetales, el
índice máximo 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 está dentro del
límite permitido, por tanto se podría mencionar que es un aceite poliinsaturado.
Tabla 6 - Índice de yodo (con muestra)
Condiciones de caracterización Descripción
Cantidad de muestra ml 0.5
tiosulfato de sodio 0.1 N (gastada) ml 0.2
Indicador – solución de almidón al 1%
(gotas)
5
Grafica 3 - índice de yodo - muestra
0246
0.5 0.2
5
indice de yodo con muestra
descripción
Tabla 7 - Índice de yodo (en blanco)
Condiciones de caracterización Descripción
Cantidad de muestra ml 0
tiosulfato de sodio 0.1 N (gastada) ml 0.3
21
Indicador – solución de almidón al 1%
(gotas)
5
Grafica 4 - índice de yodo - blanco
0
2
4
6
0 0.1
5
indice de yodo en blanco
descripción
Cálculos:
indicede yodo=0.3−0.2 x0.1 x12.670.5
=¿0.0932
El dato obtenido de 0.0932, nos indica el grado de instauración, además se define
como gramos de yodo absorbidos por 10 gr de grasa, en nuestro análisis se usó 1 ml de
aceite, lo cual nos indica según los resultados que el grado de instauración del aceite es
alta, esto favorece al sistema cardiovascular.
Índice de yodo
El alto valor obtenido en el índice de yodo está de acuerdo al perfil de ácidos
grasos obtenido, ya que en este análisis predominan los ácidos linoleico, linolénico y
oleico. Esto también determina que este aceite pueda ser clasificado como un aceite
poliinsaturado. En oposición con Ogungbenle, (2003), quien reportó 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 índice de yodo es una medida del grado de instauración.
22
Según los análisis de caracterización de las grasas obtenidas fueron realizadas
rutinariamente después de cada extracción.
Tabla 8 - Pruebas y resultados obtenidos, realizados por la umsa, 2004. En grasa de
reses.
Lote Corrida -4
Ind. Acidez 4.98mg
Ind. Peróxido 35.20mg
Ind. Yodo 1.54mg
Tabla 9 - Resultado: aceite de quinua caracterizada.
Caracterización Resultado
Índice de yodo 0.0932
El grado de índice de yodo en la caracterización que realizamos con el aceite de
quinua fue de 0.0932 mientras que en carne de res, según estudios de la umsa, fue de
1.54, lo cual indica que el grado de instauración en la grasa de res fue menor, mientras
que el grado de instauración 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 ácidos grasos linoleico y Linolenico y otros que pueden estar
presentes.
Tabla 10 - Índice de peróxido con muestra
Condiciones de caracterización Descripción
Cantidad de muestra ml 1
tiosulfato de sodio 0.1 N (gastada)
ml
0.7
Indicador – solución de almidón al
1% (gotas)
0.5
Grafica 5 -índice de peróxido
23
00.40.81.2
10.7
0.5
indice de peroxido
descripción
Tabla 8 - Índice de peróxido en blanco
Condiciones de caracterización Descripción
Cantidad de muestra ml 0
tiosulfato de sodio 0.1 N (gastada)
ml
0.4
Indicador – solución de almidón al
1% (gotas)
0.5
Grafico 6 – índice de peróxido en blanco.
00.20.40.6
0
0.40.5
indice de peroxido en blanco
descripción
Cálculos:
IPO=(0.7−0.4 )×0.1
1×1.000=30
El índice de peróxido indica el grado de Oxidacion del compuesto graso,
según datos obtenidos de un estudio realizado con grasa de pollo, el índice de
24
peróxido fue de 80, mientras que con el aceite del germen de quinua se obtuvo
30,estos datos son expresados indica el número de oxigeno presente en el aceite.
Índice de peróxido.
Los peróxidos son los principales productos iniciales de la Oxidacion, pero si la
Oxidacion está muy avanzada se produce la degradación progresiva de los peróxidos
con lo que el índice de peróxidos disminuiría. Segul el codex, los índices de peróxidos
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.
Según (Hurtado, 2003). proceso de elaboración del aceite de oliva,
aumenta el porcentaje de ácidos grasos libres, elevando con ello la acidez y
también se incrementarían los niveles de glicerol, produciéndose como
consecuencia una oxidación espontánea de estos compuestos en presencia de
O2, lo que se traduciría en un aumento del índice de peróxidos, con formación de
compuestos denominados hiperóxidos, favoreciendo una descomposición y
generando productos secundarios tales como aldehídos, ésteres, cetonas y
alcoholes, que otorgan sabores catalogados como rancidez.
Un incremento en el índice de peróxidos estaría muy asociado a los altos
porcentajes de ácidos grasos libres, los cuales al oxidarse producirían una mayor
oxidación del aceite, lo que vendría a fundamentar lo observado en el
tratamiento.Hurtado (2003).
Por tanto es indispensable que las pruebas realizadas para comparar la presencia
de ácidos grasos poliinsaturados en el aceite de quinua es real. Ya que las
caracterizaciones lo demuestran.
25
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Anexo:
Índice de acidez
El índice de acidez es una medida del contenido en ácidos libres presentes en grasas
y ácidos grasos, además de los ácidos grasos libres, se determinan los ácidos minerales que
pudiera haber. Este método sirve como prueba de la pureza y en ocasiones permite extraer
conclusiones acerca del tratamiento o reacciones de degradación que se haya producido. Las
grasas brutas, sin refinar, presentan por lo general un IA de hasta 10, mientras que para los
aceites refinados suele ser < 0.2.
Definición: El IA representa la cantidad en mg de hidróxido potásico necesaria para la
neutralización de los ácidos grasos libres presentes en 1 g de grasa (o de ácidos grasos
libres)
Fundamento
Se disuelve la muestra en un disolvente orgánico y los ácidos presentes se titulan con
una solución de hidróxido potásico o sódico frente a la fenolftaleína.
Materiales
Matraz Erlenmeyer de 250 ml y cuello ancho
Balanza analítica
Potenciómetro
Bureta de 25ml
Probeta de 50 ml
Pipetas
Etanol neutralizado
Hidróxido sódico 0,01 o 0,1 M
Fenolftaleína
Métodos
Método de Titulación directa
31
Pesar 5-10 g de muestra
Disolver la muestra en 100 ml de etanol neutralizado caliente
Titular la muestra usando solución de hidróxido sódico y la fenolftaleína como
indicador. Agitar vigorosamente durante la titulación manteniendo la solución caliente.
Calcular la cantidad de ácidos grasos libres expresándola en ácido oleico.
El alcohol neutralizado se prepara hirviendo 50 ml de etanol, añadiendo unas gotas de
fenolftaleína y titulando frente a hidróxido sódico 0.01 M
Indicedeacidez= 56.1×G×Npesodelamuestraeng .
Dónde:
G= volumen en ml de la disolución de KOH utilizada
N= normalidad exacta de la solución de KOH utilizada
P= peso en gramos del aceite problema.
Índice de Yodo (método de Hanus)
Fundamento: El índice de yodo es una medida del grado de instauración (números de
dobles enlaces) de las grasas. Define como los gramos de yodo absorbidos por 10 g de
grasa. Para su determinación la AOCS recomienda el método de Wijs.
MATERIALES
Baker
Bureta
Matraces Erlenmeyer de vidrio, de boca ancha, con tapón esmerilado, de aprox.
500 ml.
Probeta de 20 y 25 ml
Agitador magnético
32
Almidón soluble. Disolver 1 g de almidón soluble con suficiente agua fría como
para formar una pasta, agregar 100 ml de agua caliente y hervir por un min.
Agitando.
Disolución patrón de S2O3Na2 0.1 N
Reactivo de Wijs
Solución acuosa de yoduro de potásico al 15 por 100 p/v. Esta solución debe
estar exenta de yodo y de yodato de potasio.
Tetracloruro de carbono.
PROCEDIMIENTO
Pesar exactamente en un Erlenmeyer de 500ml con tapa esmerilada de
aproximadamente 0.5ml de la muestra, la cantidad necesaria con una
aproximación de 1 mg.
Agregar 20 ml de tetracloruro de carbono y agitar para disolver la muestra
Agregar exactamente 25 ml del reactivo de Wijs
Tapar el matraz agitar ligeramente protegerlo de la luz
Dejar reposar durante 30 minutos para grasas, cuyo índice sea inferior a 150 y
durante 1 hora para grasas cuyo índice sea superior a 150 y para aceites
polimerizados u oxidados
Agregar 20 ml de la solución de yoduro de potasio y 100 ml de agua destilada
libre de CO2.
Titular con solución de tiosulfato de sodio 0.1 N hasta que la tonalidad amarilla
disminuya; agregar almidón soluble como indicador, y continuar la titulación hasta
la desaparición del color azul después de agitación intensa.
Hacer un ensayo en blanco sin materia grasa, en las mismas condiciones.
indicede yodo=V b−V mx N x 12.67peso demuestra
Dónde:
Vb: Volumen en ml de la solución de S2O3Na2 0.1 N utilizados para el ensayo en
blanco
Vm: Volumen en ml de la solución de S2O3Na2 0.1 N utilizados para la materia
grasa
N: normalidad de la solución de S2O3Na2 utilizada
33
INDICE DE PEROXIDO (IPO): Método de wheeler
Es una medida del oxígeno unido a las grasas en forma de peróxido. Como productos
de oxidación primarios se forman especialmente hidroperóxidos, además de cantidades
reducidas de otros peróxidos como consecuencia de procesos oxidativos. El índice de
peróxido proporciona por tanto información acerca del grado de oxidación de la muestra y
permite, con ciertas limitaciones, una estimación de hasta que punto se ha alterado la grasa.
A este respecto debe tenerse en cuenta que si la oxidación está muy avanzada, se producirá
un aumento progresivo de la degradación de los peróxidos, con lo que el IPO descenderá
(Matissek 1992).
MATERIALES
Matraz Erlenmeyer con esmerilado 250 ml.
Probeta de 50 ml
Pipeta enrasada de 1 ml
Bureta de 10 ml
Agua destilada
Tiosulfato sódico (0.1 mol/l)
Ácido acético glacial
Cloroformo
Mezcla de disolventes: se mezclan acido acético glacial y cloroformo en proporción
3+2 (volumen)
Solución indicadora de almidón 1%
Yoduro de potasio
PROCEDIMIENTO
Se pesa 1g ± 0,1 mg aprox. de la muestra de grasa (si el IPO ≤ 2,0 se trabaja con un
peso de 5 g) en el matraz erlenmeyer y se disuelve en 30 ml de la mezcla de
disolvente (ácido acético y cloroformo).
Después de añadir 0,5 ml de la disolución saturada de yoduro potásico, se cierra el
matraz y se agita energéticamente durante 60 s.
Inmediatamente después, se diluye la disolución con 30 ml de agua destilada y se
valora el yodo liberado con la disolución de tiosulfato sódico 0.1 N.
34
Poco antes del punto de equivalencia (desaparición el color amarillo), se añaden unos
0.5 ml de la disolución de almidón y se sigue valorando hasta que desaparezca el
color azul. Si se gastan menos de 0,5 ml de la disolución de tiosulfato sódico (0.1
mol/l), la valoración deberá repetirse con la disolución de tiosulfato sódico.
BLANCO
Se lleva a cabo de la misma manera que la muestra, pero sin la grasa. No deberían
utilizarse más de 0.5 ml de disolución de tiosulfato sódico 0.1 N.
Cálculos.
IPO=(a−b )×C
P×1.000
Dónde:
A: ml de tiosulfato sódico gastados en el ensayo principal
B: ml de tiosulfato sódico gastados en blanco
C: concentración en mol/l de la disolución de tiosulfato sódico utilizada
P: peso de la muestra en g
35