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5V l;, - E-S - c. - Wol/ - ,f - 11 - O 1 S I 1 ~~~·:: --·~~---s::· .• ,,,,.. ...,..,0··•"""~-pi--E~ iY., ~-'""" "'~-~--~ (;..,-'' \J!iji ~ ....... • ~. UNIVERSIDAD DE CHILE FACUL TAO DE CIENCIAS QUÍMICAS Y FARMACÉUTICAS DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LOS ALIMENTOS Y TECNOLOGÍA QUÍMICA L...I\.OORA TORIO DE PROCESOS DE LOS ALIMENTOS LABORATORIO DE ANAL!S!S Y M!-.TER!Af; GR/\SJ\S PATROCINANTE Prof. Eduardo Castro M. Opto. Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química Universidad de Chile DIRECTORES Prof. Eduardo Castro M. • Prof. Lilia Masson S. Opto. Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química Universidad de Chi!e Opto. Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química Universidad de Chile MDAORI/\ P/\RA OPT/\R AL TITULO DE INGENIERO EN AUMENTOS • Santiago, Chile 2005 corellana Rectángulo corellana Rectángulo corellana Rectángulo corellana Rectángulo OBSERVACIÓN: MEMORIA EN DESARROLLO SWETA A CORRECCIONES Y MODIFICACIONES (El Autor) RESUMEN La presente memoria se realizó en el Laboratorio de Procesos de los Alimentos y Laboratorio de Análisis y Materia Grasas del Departamento de Ciencias de los Alimentos y Tecnología Química de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas de la Universidad de Chile, a partir del mes de Agosto de 2004 con materia prima cosechada en 2003. Se utilizó semilla de Quínoa (Chenopodium Quínoa Willd), cosechadas en las localidades de Lo Pafmi!ia y Paredones, VI RP,gión del Libertador General Bernardo o· Higgins, Chile. SUMMARY INTRODUCCIÓN La quínoa {Chenopodium Quínoa Willd) es un pseudocereal nativo de los Andes con alto valor alimenticio, tolerancia a la sequía y a la helada, y capacidad de crecer en suelos pobres a grandes alturas {Soliz - Guerrero et al, 2002). Las zonas donde se mantiene el cultivo de la quínoa en Chile son el altiplano nortino de la I Región, y el Centro Sur, entre San Femando y Concepción. El 90% de la producción se exporta a Estados Unidos, y el resto, se vende en negocios naturistas nacionales y supermercados {Albarrán, 1993). El principal componente de los granos de quinoa es el almidón, que constituye el 60% del peso fresco del grano con sólo el 11 % de amilosa {Koziol, 1992). Sus gránulos pueden encontrarse aislados o en grupos más o menos mmpactos. Esta estructura contrasta con la de los C'-€rea!es, donde los gránulos de almidón se encuentran aislados, son mucho más grandes y con un contenido de amiiosa que va desde el 17% {arroz) al 28% {trigo). La estructura de la amilopectina del almidón de la quínoa es simifar a la de los cereales, pero su elB•,ado cor.tenido hace r¡ue !a pasta de quínoa sea más viscosa que la del trigo __ (Herencia et al, 1999). El contenido de proteínas, próximo al 15%, es mayor que el del arroz y maíz y similar al del trigo duro. Están formadas por afbúminns y globulinas, principalmente, y P-1 bajo contenido en pro!aminas y glutelinas hace que se afirme que la quínoa no tiene gluten. La carencia de gluten puede ser un factor restrictivo pma el emp!co de la harina de quínoa en panific¿¡ción, pero es de gran utilidad para su utilización en la dicta de personas scn,:;ihles a lrs qur:, fa presenciR de aluten 0<:"-'.Jsion::i m~ioncs de colen e imporl;:mtcs !csior.es intestinales. Las proteínas de lü quíno<1 presentan un<1 proporción de nrni11c,{,c·i,f,y mó,:: equifihrt1cln n.uc t:i de ;o~ (.(:r::;~I(:5 ¡_--~-pcc!~irncntc Gn Hsir,a, h!sUdina y rncl.i(}nina. fo que re La reserva de carbohidratos se encuentra principalmente en el perisperma, mientras que las proteínas, minerales y reservas de lípidos están localizados, en su mayor parte, en el endosperma y en el embrión. Las células del perisperma están llenas de gránulos de almidón (Prego et al., 1998). En la composición de los lipidos dominan los ácidos grasos insaturados, deslacando su alto contenido de ácido linoleico (50,5%) y oleico (22,8%), y moderado de linolénico (7,8%) (Masson et al, 1985). El grano contiene, asimismo, ácidos grasos esenciales para nuestra dieta (contenido medio entre 5,3 y 6,3% del· peso fresco). El rendimiento del aceite extraído de quínoa (80-400 Kg/ha.) puede superar fácilmente al del maíz (20-50 kg/ha.), ya que se han obtenido cultivares con alto contenido grnso (9,5%) y con mejor c-:ilidad de aceite que en los cereales. Por ello, se vislumbra también como un potencial cultivo oleaginoso (Koziol, 1992). Gfasifü:ación Taxonómica Clase Dicotiledóneas Subclase Angiospermas Orden Centropermales Familia Chenopodiaceas Género Chenopodium Sección Chenopodia Subsección Cellulata Especie Chenopodium quinoa wild Fuente: MANUAL DE PRODUCCION DE QUINUA DE CALIDAD EN EL ECUADOR, pag 15. Composición Química de la semilla de Quínoa g/100 g parte comestible mg/100 g parte comestible ¡:::- "' X -- fJ) z u e, ~ l\l o u uí u fJ) ~ :::, fJ) l\l l\l ~ fJ) Ql l\l u e fJ) u l\l o :::, ·e Ql ]! o z o ~ o ::;: l\l .ti ·¡¡ E ~ o -2 E :Q z ~ e fJ) ~ u o l\l :::, e a_ .o Ql ro o Ql o z u I (L ::; uj u: u u LL :i: en 12 331 9,8 13,0 7,4 64, 1 2,7 3,0 94 140 16,8 - Características físicas y químicas del aceite de Quinoa Componentes Acidez Libre(% Acido Oleico) Indice de Yodo (g 12/100 g aceite) Indice de Peróxidos (meqO2fkg Aceite ) Indice de Saponificación (mg KOH/gr_ Aceite) o ·¡¡; J!! o (L - l\l e l\l ·;; l\l e -= E o l\l -O ¡:: ii:' 0,30 0,59 Contenido 0,50 ± 0,20 54,0 ± 0,2 2,44 ± 0,50 192,0±0,1 lntemational Joumal of Food Sciences and Nutrition (2003) 54, 153 -158 Nutritional evaluation ami functional pmperties of quinoa (Ghenopodium quinoa) f!our H_ N_ Ogu,gbenle l\l e ü .!!1 z 1,4 Depa¡L1N!111 of Gt™',ei,,..,ri<,istlalry, Universily of Ado-Ekiti, P.M.B. 5363. Ado-Ekiti. Ekiti State. Nigeria ~ 1- o u :e ·O u fJ) <( o <( 1,3 HIPOTESIS Se postula que. el aceite extraído de dos ecotipos diferentes de semilla de quínoa cultivados en la sexta región presentan diferencias en cuanto a sus parámetros físicos y químicos, así como también existen diferencias entre un grano pulido de otro sin pulir. Además, la influencia de distintos rangos de temperatura afectará la estabilidad de este aceite en el tiempo. OBJETIVOS Objetivos Generales Obtener aceite de quínoa mediante un proceso de extracción por percolación, caracterización del aceite obtenido mediante realización de análisis físicos y químicos, y determinación de la vida útil del aceite obtenido. Objetivos Específicos 1. Determinar el tipo de tratamiento previo óptimo de semilla de quínoa. 2. Extraer Aceite de Quínoa. 3. Caracterizar el aceite obtenido mediante análisis físicos y químicos. 4_ Determinar la vida útil del aceite obtenido por medio de metodologías de envejecimiento acelerado a diferentes temperaturas. MATERIALES Y MÉTODOS Lugar de Trabajo Los análisis se realizaron en los Laboratorios de Procesos de Alimentos y Laboratorio de Análisis de Alimentos y Materias Grasa del Departamento de Ciencias de los Alimentos y Tecnología Química de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas de la Universidad de Chile. Materiales Materia Prima Se utilizaron tres partidas de 10 kilos de quínoa (Chenopodium quínoa Willd) orgánica procedente de Lo Palmilla pulida (1) y sin pulir (2), y Paredones sin pulir (3), ambas localidades de la Sexta Región. Preparación de Muestras Con el fin de preparar las muestras de aceite para los análisis correspondientes, se prepararon las semillas de forma uniforme sometiéndose a los siguientes procesos (Figura N°1 ): Recepción de Granos: Se recepcionó semilla de Quinoa Orgánica (Chenopodium Quínoa Willd), diez kilos pulida y diez kilos sin pulir proveniente de Lo Palmilla, y diez kilos sin pulir de Paredones, ambas localidades de la sexta región del Libertador Bernardo O"Higgins, Chile. Estas venia en sacos de 20 kilos en papel doble Kraft y fueron almacenadas a temperatura ambientey sin humedad. Limpieza de Granos: Se limpiaron los granos manualmente de material extraño, tales como otros tipos de semillás, piedrecillas, palos pequeños. Lavado de Granos: La semillá fue sometida a un exhaustivo lavado con el objeto de eliminar la presencia de saponina, componente que propicia un sabor amargo al aceite. Se procedió a un remojo en agua fría por 10 minutos y luego se cambio el agua y se dejo escurrir. Mediante fricción con las manos se fomento la formación de espuma y con ello la eliminación de la Saponina presente en la semilla, esto se hizo varias veces hasta la eliminación completa de la espuma por sucesivos lavados. Secado de Granos: Los granos se pusieron en una bandeja de malla de acero galvanizado y se llevó a un horno a 80ºC por tres horas, donde alcanzó aproximadamente un 8 - 9 % de humedad .. Molienda: Los granos se molieron en un molino de cuchillas donde llegaron a un diámetro óptimo de partícula de 240 µm. Extracción con Hexano: Se extrajo en un equipo Soxhlet el aceite de Quínoa, utilizando Hexano Técnico como solvente, por un periodo de reflujo entre 4 - 6 horas. Evaporación del Solvente: La mezcla de aceite con Hexano se separó en un Rotavapor a 50°G y a 70 r.p.m. Eliminación de Trazas de Solvente: Las trazas de hexano fueron eliminadas del aceite con nitrógeno gaseoso. Envasado: Tanto para los ensayos físico químico y de vida útil el aceite extraído se envasó en botellas de vidrio color ámbar con tapas. Almacenamiento: Las botellas para vida útil se almacenaron a tres temperaturas diferentes (20 - 30 - 40) ºC, hasta su utilización en los diferentes tiempos determinados para este ensayo. Las botellas para análisis físicos químicos se almacenaron a temperatura ambiente en ausencia luz por un periodo que no sobrepaso una semana. : Limpieza ___ l ____________ _ ---, : Ellmínad6n de Semlllas extral'las : Y Piedras iéií./1-:,.( ------( ,~< ·!,,;,\~} :Lavado ---:---·------ : Agua írla y Fricción : - .. ______ r·- ·----- : Secado ·--·:----,.-- : aooc :t.~°'~r¡\·. : Molienda •-:-- --·-------- : Molino de Cuchillas ¡ ___ <2•0 r 1 ____ . Extracción con Hexano Soxhlet 4-6 Horas -, ••. , •. ,,.1:; _____ .;r·•:. -· · __ ;_ .• : Evaporación del Hexano ·----:---'----------- ; Rotavepor : 50"C !3~-~ •• ·•.- ------r .,._ -!. ___ ;. - • :: i Eliminación Trazas Hexano -:----------------- : Nilrogeno Gaseoso ,. i·· .';')!1,_,;,;;,:1 ------rs: .• L ; , •. ,, , '\, : Envasado -:••-~ ·----- 1 i Ensayos ! Caraderización Flsico - : Qulmico . , , •. . ' ., • 1 \. '¡ 1," ' ( ' , •'>' ,, ' :~~:~ft\rn~~1i~·~G~t1~~rt~I·+I~ i Vida Útil --:·------ : Almacenamiento ', 20-30-40-C : /, t; '~•;,t1:::.-{i• ¡.fifíi\1;;:,:·::i:: .. ~1 Reactivos Químicos • p-anisidína. • Ácido Acético Glacial p.a. • Ácido Clorhídrico p.a. • Ácido Sulfúrico p.a. • Alcohol Etílico p.a. y técnico. • Almidón como indicador. • Cloroformo p.a. • Cloruro de Sodio, • Éter de Petróleo p.a. • Fenolftaleína como indicador. • Hexano p.a. y técnico. • Hidróxido de Potasio p.a. • Hidróxido de Sodio p.a. • Metano! p.a. • Metilato de Sodio. • Reactivo de Wijs. • Tiosulfato de Sodio O, 1 N (Tritrisol, Merck) • Yoduro de Potasio p.a. Materiales y equipos Material de vidrio • Balones fondo plano 250 mi, s24/40, Duran, Germany. • Balones fondo redondo 500 mi, s24/40, Duran, Germany. • Botellas color ámbar de 10, 20, 80 y 125 ml. • Bureta 50 ml, Precis - Classe, Wester Germany. • Embudos de Decantación 500 mi, s24/40, Pyrex, Germany, • Extractor Soxhlet 5'29/32 - s45 y s29/32 - 5'60/46, Supra, Pyrex, Gerrnany. • Lana de Vidrio, Merck. • Matraces Aforados 25, 100, 500, 1000 ml. Pyrex, Gerrnany, ' ' • Matras Erlenmeyer 250 ml, Duran, Gerrnany. • Microbureta 10 ml., Schott & Gen. Mainz. • Picnómetro 10 ml, 20ºC, Supra • Pipetas graduadas 1, 5 y 1 O ml, Brand, Gemiany. • Pipetas Pasteur. • Pipetas volumétricas 1, 5, ml., Pyrex, U.S.A. • Probetas 50 mi y 100 mi, Pyrex, Germany. • Refrigerantes s45 y s60/46, Pyrex, Gerrnany. • Tapones s24/40 y s29/32, Pyrex, Gerrnany. • Termómetros (-1 O - 155ºC), Silber Brand, Gerrnany. • Varilla de Vidrio .. • Vasos precipitados, Duran, Gerrnany. Otros Materiales • Agitador Magnético 30x6 mm. Bibby Sterilin Ud., England. • Argollas de Acero. • Cápsulas Metálicas. • Nuez de Acero. • Papel Filtro. • Rejillas de secado de Acero Galvanizado 44 x 25 cm. • Soporte Universal. • Tamices ASTM, Arthur Thomas Company, Philadelphia, P.A., U.S.A. Equipos • Agitador Multifuncional ERWEKA modelo AR 400, Germany. • Balanza Analítica manual modelo Mettler H33AR. • Balanza Analítica modelo 125 A, Oerlikon AG, Precisa, Zurich, Suiza. • Balanza Analítica JK-180, Chyo Balance Corp, Japan. • Balanza Granataria modelo 1620D, Oerlikon AG. Precisa, Zurich, Suiza. • Baño Termoregulado Haake, modelo FE, Saddle Brook, Karlsruhe, Germany. • Baño Termoregulado Heidolph WB 2000, Germany • Campana de Extracción. • Cromatógrafo de gases HP 5890, Integrador HP 3395, Hewlett Packard Corp., U.S.A. • Espectrofotómetro UNICAM UVNis Spectrometer UV 3 • Estufa modelo KB 600, W.C. Heraeus GMBH Hanau, Germany. • Estufa modelo TU60/60, W.C. Heraeus GMBH Hanau, Germany. • Estufa modelo UT 6200, W.C. Heraeus GMBH Hanau, Germany. • Molino de cuchillas Ritter Gold modelo K65, Germany • Plato calefactor IKA - COMBITHERM, HCH Staufen, Breisgau. • Refractómetro con lámpara de Sodio Carl Zeiss, Germany. • Rancimat 679, Metrohm, Herisau, Switzerland. • Rotavapor Heidolph W 2000, Germany. Métodos Para casi la totalidad de los análisis efectuados al aceite se utilizaron los métodos oficiales descritos por la A.O.C.S. "Official Methods and Recommended Practices of the American Oil Chemists· Society", 4º edn. Champaign, 1993. Los siguientes análisis químicos y físicos se realizaron al aceite obtenido: Métodos Físicos. Determinación del Contenido de Humedad. De acuerdo al método oficial A.O.C.S. Ab 2-49 (1993) se determinó el contenido de humedad presente. Se procedió a realizar el secado de las semillas molidas en estufa a 105ºC, hasta que la muestra presentó peso constante. Determinación del contenido de materia grasa total. De acuerdo al método oficial A.O.C.S. Ab 3-49 (1993) se realizó mediante método de Soxhlet, en el que se determina la cantidad de materia grasa por extracción con éter de petróleo, evaporación de este y la determinación gravimétrica del aceite extraído. Peso Específico. De acuerdo al método oficial A.O.C.S. Ce 10 a-25 (1993) se determinó la razón entre el peso de una unidad de volumen de muestra a 20ºC y el peso de una unidad de volumen de agua a 20ºC. Índice de refracción. De acuerdo al método oficial A.O.C.S Ce 7-25 (1993) se determinó el indice de refracción, el cual es la razón entre la velocidad de un rayo de luz en el vacío y la velocidad de la luz en la sustancia. El indice de refracción de una sustancia varia con la temperatura y la longitud de onda del rayo de luz refractado, generalmente está referido a la longitud de onda correspondiente a la línea D 589,3 de la luz de sodio a 40ºC. e Métodos Químicos Ácidos Grasos Libres. De acuerdo al método oficial A.O.C.S Ca 5a-40 (1993) se determinó los ácidos grasos libres existentes en la muestra, expresado como ácido oleico, palmítico o láurico, según sea la naturaleza del cuerpo graso. Índice de Peróxidos. De acuerdo al método oficial A.O.C.S Cd 8-53 (1993) se determinaron todas las sustancias en términos de meq de peróxido por 1000 g de muestra que oxidan el yoduro de potasio (KI) bajo las condiciones de operación. Estas sustancias son asumidas como peróxidos u otros productos similares de la oxidación de las grasas. Valor de Anisidína De acuerdo_ al método oficial A.O.C.S Cd 18-90 (1993) se determinó la cantidad de aldehídos presentes en el aceitemediante la medición de la absorbancia a 350 nm de la reacción de los componentes aldehídicos y la p- anisidína, en una solución de Hexano. El valor de anisidína es definido por convención como 100 veces la medición de la densidad óptica a 350 nm, en una cubeta de 1 cm., de una solución que contiene 1,0 g de aceite en 100 mi de una mezcla de solvente y reactivo. Para realizar este ensayo se utilizó un espectrofotómetro UNICAM W / VISIBLE, conectado a un computador con el software Visión 2.11. Índice de Saponificación De acuerdo al método oficial A.O.C.S. Cd 3-25 (1993) se determinó la cantidad de álcali necesario para saponificar una cantidad definida de muestra. Este índice se expresa como los mg. de hidróxido de potasio (KOH) necesario para saponificar 1 gr. de muestra. . ' Indice de Yodo De acuerdo al método oficial A.O.C.S. Cd 1-25 (1993) se determinó la medida de la insaturación del aceite y constituye los gramos de halógenos, expresados en términos de yodo, que pueden fijar de acuerdo a ciertas especificaciones 100 g de muestra. Residuo lnsaponificable De acuerdo al método oficial A.O.C.S Ca 6b-53 (1993) se determinó todas las sustancias que frecuentemente se encuentran disueltas en grasas y aceites y que no pueden ser saponificadas por tratamientos cáusticos usuales, pero son solubles en solventes. Dentro de este grupo de compuestos están los alcoholes alifáticos superiores, esteroles, pigmentos e hidrocarburos. Este indice se expresa en 100 g de materia grasa. Índice de Ester. De acuerdo al método descrito por Schmidt Hebbel (1981), este valor se expresa como la diferencia entre los índice de saponificación y índice de acidez. El indice de éster entrega una medida de la cantidad de grasa neutra presente en el aceite y corresponde a los mg de KOH necesarios para saponificar sólo la grasa neutra. Porcentaje de Grasa Neutra. De acuerdo al método descrito por (Schmidt Hebbel, 1981), se determinó multiplicando por 100 el cociente entre el Indice de Ester e Indice de Saponificación Tiempo de Inducción. De acuerdo al método oficial A.O.C.S. Cd 12b-92 (1993) se determinó, en el aceite extraído de ambas semillas, el tiempo en horas correspondiente al punto de inflexión de la curva, llamado tiempo de inducción. Se utilizó el equipo Rancimat Metrhom, con detector 679. Las condiciones de operación fueron: flujo de aire 20 Uh y una temperatura de 11 0ºC durante el tiempo de ensayo. Cromatografía gas-líquido. De acuerdo al método oficial A.O.C.S. Ce 1-62 (1993). Este método es aplicable a ésteres metílicos de ácidos grasos que contienen 8 a 24 átomos de carbono. en muestras grasas animales, en aceites vegetales y en general a cualquier mezcla de ácidos grasos después de su conversión a ésteres metílicos. Para la determinación del perfil de ácidos grasos de la muestra de aceite, estos se derivatizaron mediante la aplicación de un proceso de metilación alcalina y posteriormente una metilación ácida de acuerdo a UNE 55-037-737311. La metilación alcalina consiste en la utilización de metilato de sodio y la metilación ácida en la utilización de ácido sulfúrico en metanol. Luego se extrajeron los ésteres metílicos de ácidos grasos con hexano p.a. y se inyectó al cromatógrafo de gases. También se inyectaron los patrones de ésteres metílicos de ácidos grasos (Sigma) los cuales sirvieron para identificar los ácidos grasos de las muestras por comparación de sus tiempos de retención. Para realizar la cromatografía gaseosa se utilizó un cromatógrafo de gases Hewlett-Packard modelo 5860 serie 2, con detector de ionización de llama, usando H2 como gas portador, unido a un integrador Hewlett-Packard 3395. La columna capilar utilizada fue de sílica fundida BPX-70 de 50 mm de largo y 0,25 mm de diámetro interno, con espesor de película de 0,2 µm. La temperatura del horno fue programada entre 160ºC a 230°G, con una velocidad de calentamiento de 2°C/min. las temperaturas del inyector y del detector se fijaron a 240°C. RESULTADOS Y DISCUCIONES Tabla Resumen Análisis Contenido de Humedad(%) Contenido de Materia Grasa (%) Ácidos Grasos Libres (% Acído Oleico) Indice de Peróxidos (meq 0 21kg. Aceite) Peso Especifico 20120ºC Indice de Refracción Grado de Refracción Valor de Anisidlna (densidad óptica/gr. Aceite) Indice de Saponificación (mg. KOH/gr. Aceite) Indice de Yodo (gr. 1,1100 gr. Aceite) Residuo lnsaponificable (%) Tiempo de Inducción (Horas) Indice de Ester Porcentaje de Grasa Neutra Lo Palmilla Pulida 11,64 ± 0,04 6,72±0,15 0,344 0,1 0,9224 1,4726 ± 0,0 70,6 ± 0,0 4,68 ± 0,97 181,51 ± 1,23 149,34 ± 2,46 8,48 ± O, 15 4,75 ± 0,04 181,17 99,81% Lo Palmilla Sin Pulir 11,30 ± 0,07 6,83 ± 0,2 0,382 O, 1 0,9224 1,4726 ± 0,0 70,6 ± 0,0 4,38 ± 0,31 183,08 ± 0,89 151,68 ± 1,59 8,15±0,13 5,29 ± 0,59 182,7 99,82% Paredones Sin Pulir 12,17 ± 0,08 6,10 ± 0,3 0,741 0,2 0,9239 1,4726 ± 0,0 70,6 ± 0,0 31,9 ± 1,90 191,60 ± 5,25 140,50 ± 2,36 6,50 ± 0,43 < 0,5 190,86 99,61% En la tabla resumen se puede observar que el índice dE: peróxidos de todos los aceites obtenidos están bajo el límite máximo permitido por el Reglamento Sanitario de los Alimentos (2000), para aceites comestibles a la fecha de elaboración (2,5 meq 0 2/kg. Aceite). Estos valores tienen una relación directa con el valor de anisidína determinado, ya que representan el estado de deterioro oxidativo secundario de los aceites. Para el aceite de Lo Palmilla este valor está considerado dentro de lo aceptable, sin embargo, en el caso de Paredones demuestra un estado oxidativo avanzado, dado a que este análisis fue realizado después de un prolongado tiempo de almacenamiento. Los valores obtenidos para los análisis de ácidos grasos libres expresados en porcentaje de ácido oleico están por sobre lo permitido por el Reglamento Sanitario de los Alimentos (2000), para aceites comestibles a la fecha de elaboración (0,25%), lo" que indica que estos aceites presentan un deterioro hidro lítico. El alto valor obtenido en el índice de yodo, el cual mide el grado de insaturación de las materias grasas, esta de acuerdo al perfil de ácidos grasos obtenido, ya que en este análisis predominan los ácidos Linoleico, Linonénico y Oleico. Esto también determina que este aceite pueda ser clasificado como un aceite poliinsaturado. El índice de refracción para todas las muestras de aceite obtuvieron un valor similar debido a que fueron medidos después de un lapso de tiempo para que estas alcanzaran la temperatura correspondiente a las especificaciones del ensayo. Este análisis está relacionado directamente conforme aumenta la longitud de las cadenas del acido graso y con el número de dobles enlaces, característica que se confirma en el análisis del perfil de ácidos grasos, en el cual se encontró una predominante presencia de ácidos grasos de cadena larga (C1a). El índice de ester entrega una medida de la cantidad de grasa neutra presente en el aceite y que corresponde a los mg de KOH necesarios para saponificar sólo la grasa neutra. Según los valores obtenidos se puede observar que este es muy parecido al valor obtenido para el índice de saponificación lo que indica que existe sólo una pequeña cantidad qe grasa que se encuentra como ácidos grasos libres, característica que se ratifica con el bajo valor del indice de acidez que presentó el aceite, dando a su vez cuenta de un bajo deterioro desde el punto de vista hidrolitico. Este índice se ratifica además con el porcentaje de grasa neutra que alcanza en todos los aceites sobre 99,6%. El índice de saponificación está relacionado con el peso molecular medio de grasa, es decir, que si los ácidos grasos son de bajo peso molecular, requieren más moléculas de triglicéridos para constituir un gramo de grasas, que si los ácidos fueran de mayor peso molecular. De acuerdoa lo obtenido por el análisis de cromatografía gaseosa, la alta presencia de ácidos poliinsaturados tales como linoleico, linolénico y oleico, que debido a sus dobles enlaces presentan menor peso molecular que uno saturado con igual número de carbonos, el indice de ' saponificación debiera ser elevado, valor reflejado en la tabla resumen para los tres tipos de aceites. La prueba de estabilidad oxidativa, mostró un mayor valor para el aceite proveniente de las semillas sin pulir que las pulidas de Lo Palmilla, lo que demuestra una mayor estabilidad frente condiciones más extremas de temperatura en presencia de un flujo constante de oxigeno, no así con respecto a la semilla sin pulir de Paredones, la cual a diferencia de las anteriores fue sometida a este análisis después de un prolongado tiempo de almacenamiento, lo que se ve reflejado en el bajo valor obtenido. Sin embargo, el aceite de quínoa por tener un bajo porcentaje de acido linolénico lo hacen más estables que otros aceites de origen vegetal, no así en comparación por ejemplo con el aceite de girasol. Tabla Nº2: Perfil de Acidos Grasos por Cromatografía Gaseosa Ácidos Grasos Ac. Miristico Ac. Pentadecanoico 1 Ac. Palmítico Ac. Palmitoleico Ac. Hexadecaenoico Ac. Hexadecadienoico Ac. Heptadecanoico Ac. Heptadecaenoico Ac. Heptadecaenoico Ac. Octadecaenoico Ac. Esteárico Ac. Elaidico jAc. Oleico Ac. Octadecaenoico Ac. Octadecaenoico Ac. Octadecadienoico 1 Ac. Línoleico Ac. Octadecadienoico 1 Ac. Línolénico Ac. Eicosanoico Ac. Eicosaenoico No Identificado No Identificado Ac. Docosanoico Ac, Docosaenoico No Identificado No Identificado No Identificado Ac. Tetracosanoico Aceite de Quínoa Lo Palmilla C14:0 C15:0 C16:0 C16:1 C16:1 Isómero e 16:2 Probable C17:0 C17:1 Isómero C17:1 C18:0 Ramificado C18:0 C18:1 w 9 t C18:1 w 9c C18:1 w7c C18:1 Isómero C18:2 Isómero C18:2 w 6 C18:2 Isómero C18:3 w3 C20:0 C20:1 Probable C22:0 C22:1 C24:0 Sin Pulir X± D.S. 0,24 ± 0,01 0,06 + º·ºº 8,97 ± 0,05 0,08 ± º·ºº 0,06 ± º·ºº 0,05 ± º·ºº 0,07 ± 0,01 0,04 ± º·ºº 0,13 ± º·ºº 0,06 ± º·ºº 0,64 ± º·ºº 0,08 ± 0,01 19,54 + 0,03 1,13 ± º·ºº 0,07 ± 0,00 0,08 ± 0,01 56,13 ± 0,09 0,11±0,00 6,66 ± 0,01 0.47 ± 0,02 1,26 ± º·ºº 0,19±0,01 º· 16 ± 0,02 0,67 ± 0,03 0,97 ± º·ºº 1,70 ± 0,00 0,05 ± º·ºº 0,08 ± 0,00 0,28 ± 0,03 Pulido X±D.S. 0,24 ± 0,01 0,05 ± º·ºº 9,07 ± 0,11 0,11±0,00 0,08 ± º·ºº 0,05 ± º·ºº 0,07 ± 0,01 0,04 ± º·ºº 0,13 ± º·ºº 0,06 ± º·ºº 0,73 ± 0,04 0,15±0,02 19,79 ± 0,06 1,25 ± 0,01 0,20 ± 0,03 0,17±0,02 55,55 ± 0,09 0,37 ± º·ºº 6,56 ± 0,03 0.45 ± 0,01 1,25 ± 0,01 0,14 ± º·ºº 0,14 ± º·ºº 0,64 ± 0,03 0,92 ± 0,03 1,42 ± 0,02 0,06 ± º·ºº 0,07 ± º·ºº 0,27 ± 0,02 De la composición de ácidos grasos obtenidos por la cromatografía gaseosa, se aprecia corno los ácidos poliinsaturados son el grupo predominante, estos son el ácido Linoleico (C18:2 w6), ácido Unolénico (C18:3 w3) y ácido Oleico (C18:1 w9). En donde la presencia de· ácido Linolénico tiene directa relación con el desarrollo de rancidez oxidativa. No obstante lo anterior este ácido . es el conocido w3 que en conjunto con el ácido Linoleico (w6) son los llamados ácidos esenciales, ya que su ausencia produce un síndrome de deficiencia en el organismo. CONCLUSIONES El contenido de materia grasa de las semillas de quínoa provenientes de Lo Palmilla es superior al determinado en la semilla proveniente de Paredones, sin embargo hubo diferencias entre la pulida y sin pulir, siendo la de mayor contenido de materia grasa la semilla sin pulir. El valor de ácidos grasos libres expresado en porcentaje de ácido oleico determinado en todas las muestras, es superior al máximo que permite el . Reglamento Sanitario de los Alimentos (0,25%), para aceites comestibles a la fecha de elaboración, lo que demuestra un deterioro hidrolítico en las semillas utilizadas. El valor determinado para el indice de peróxido en todas las muestras es inferior al máximo que permite el Reglamento Sanitario de los ,1Alimentos (2,5 meq 0 2/kg. ' Aceite). ' Los valores determinados en los análisis fisico quimico para el aceite de quínoa están en los rangos esperados según las publicaciones y bibliografia consultada. La composición de acidos grasos determinados en la cromatografía presentó un alto contenido de ácidos poliinsaturados, destacando la presencia de los ácidos linoleico (w6), linolénico (w3) y oleico. Los dos primeros son considerados ácidos grasos esenciales para el organism_o humano. Los valores determinados en los análisis físico químico para el ac;eite de quínoa están en los rangos esperados según las publicaciones y bibliografía consultada, BIBLIOGRAFÍA • Albarrán, A. (1993). "Estudio de algunos componentes químicos, caracteres morfoanatómicos y patrones proteicos en semillas de dos ecotipos de quínoa :. (Chennopodium quinua Willd)". Memoria para optar al título de Ingeniero Agrónomo. Universidad de Concepción. Chillán, Chile. • A.O.C.S. 1993: Official Methods and Recommeríded Practices of !he American Oil Chemists· Society, 4º edn. Champaign, 1993. • Herencia, L. y Urbano, P. (1999): "Cultivo de la quínoa (Chenopodium quínoa Willd.) en la región Centro", Editorial Eumedia, Madrid, España Revista N°87 • Koziol, M.J. (1992): "Chemical composition and nutritional evaluation of quinoa" J. Food Composition and Analysis, 5, 35-68. • Masson, L y Mella, M. (1985): "Materias Grasas de Consumo Habitual y Potencial en Chile", Editorial Universitaria, Santiago, Chile. • Prego, l.; Maldonado, S. y Otegui, M. (1998): "Seed Structure and Localization of Reserves in Chenopodium quinoa". Annals of Botany. 82, 481- 488, Article No. bo980704. ■ Schmidt Hebbel, H. (1981): "Avances en Ciencia y Tecnología de Alimentos". Editorial Alfa beta imporesores, Santiago, Chile 169. • Solíz-Guerrero, J.B.; Jasso de . Rodríguez, D.; Rodríguez-García, R.; Angulo-Sánchez, J.L.; Méndez-Padilla, G. (2002). "Quínoa Saponins: Concentration and Composition Analysis". Reimpresión desde: "Trends in new crops and new uses". Janick, J. and Whipkey, A. ASHS Press, Alexandria, VA. Sistema de Control Interno de Calidad Orgánica de la Quinoa A partir de las observaciones recogidas en las visitas realizadas de inspección a los predios y en las entrevistas a los productores de la Cooperativa Las Nieves, se pudo constatar que existen algunos aspectos técnicos, que a futuro pudieran constituirse en puntos débiles o amenazas, y que serán considerados e incorporados en el diseño de un Sistema de Control Interno de Calidad Orgánica para la producción de quínoa. Estos aspectos son requisitos básicos para la certificación de cultivos orgánicos y que los productores deben cumplir para no perder la condición de productores orgánicos de quínoa. Este sistema cumple el objetivo de ayudar al productor a asegurar la caliclacl orgánica ele la quinua y debe ser aplicado internamente en el predio por cada uno ele los productores ele la Cooperativa Las Nieves. La información consignada en este Sistema de Control Interno, podrá ser entregada a la certificadora ele modo ele ahorrar tiempo y trabajo al productor, como también, reducir gastos en la certificación. Sistema de Control Interno de Calidad Orgánica de la Qwnoa Nombre del Productor····································································· ••• Nombre del Predio·············································································· Cultivo al'\o ••• ••• ••• ••• ••• ••• ·:· ••• ••• ••• ••• ••• ••• ••• Ubicación del Predio··········································································· l. Preparación del suelo: Fecha Inicio···························································· Fecha Termino························································· 2. Labores realizadas Aradura Rastraje CruzaSI SI SI NO NO NO 3. Fecha de siembra ·· · ·· · · ·· ·· · ·· · · ·· · · · · ·· · • · ·· · ··· • ·· · ·· · •• •· · · ·· •• • 4. Variedad·································································· 5. Dosis de semilla por ha······················································ 6. Sistema de siembra Voleo SI NO Surco Manual Mecanizada SI SI SI NO NO NO 7. Superficie Sembrada···································· ... ··· 8. Riego SI NO No de Riegos····································································· Fecha···························•·•··················································· ... 9. Rotación de cultivos SI NO 10. Tipo de Rotación······························································· 11. Adquisición de Insumos SI NO Detalle············.' •• ••••••••••••••••••••·•••••••••••••••·••••·••••••••••••••••••••••••••• 12. Tnco1·pora Guano SI NO Tipo·················································································. 13. Uso de abono verde fresco SI NO 111. Uso cultivos de cobertura fijadores de nitrógeno SI NO 15. Utilización de Compost SJ 16. Control de plagas y enfermedades NO SI NO 17. Control de plagas vertebradas SI NO 18 Control de malezas SI NO Mecánico SI NO Manual SI NO 20. Manejo de cosecha y post cosecha Almacenamiento en el predio SI NO 20 Asesoría técnica de terreno SI NO 21 Posee bodega de insumos SI NO Formato de Inspección cultivos de Qulnoa orgánica Nov/2004 CUESTIONARIO DE INSPECCION DE CAMPO Nombre del Productor Ubicación del Predio Antecedentes Generales l. Descripción del Operador 2. Descripción del Predio: 3. lCuales son los principales cultivos producidos para la venta? 4. lCuáles cultivos cosecha orgánicamente? S. lCuáles cultivos cosecha convencionalmente 6. lCuántas hectáreas cultiva orgánicamente? 7. lCuántas hectáreas no orgánicas? 8. lPor cuánto tiempo ha cultivado este predio orgánicamente? 9. lPor qué cultiva usted orgánicamente? 10. lEn que mes ( es) se inicia la cosecha? 11. lCuándo tiene problemas de producción, (problemas con su cultivo) a quien recurre para ayuda técnica? 12. lCuáles son las principales fortalezas y debilidades del predio? • • Formato de Inspección cultivos de Qulnoa orgánica Nov/2004 13, lUsa usted sistema de riego? 14. Si los usa, indique cuales son 15. lEn cuántas hectáreas usa sistema de riego? 16. lDe donde (cuál es la fuente) se abastece su sistema de riego? 17. lTiene un análisis del agua? (adjuntarlo) 18. lCómo controla las plagas y enfermedades? 19. Enumere los insumos utilizados para el control de plagas en los últimos 4 años (insectos, roedores, hongos, etc.) Incluya los nombres comerciales de todos los productos usados. 20. lCual es su plan para recuperación de suelos? 21. lQué tipos de suelos hay en el predio? 22. lQué tipo de rotación de cultivos utiliza? 23. lDeja descansar su tierra? (cuanto tiempo) 24. lUsa compost? Si ( ) no (X) 25. lSe han realizado análisis de suelo? (Si es afirmativa anexe copia de análisis) 26. lCuál es el contenido promedio de materia orgánica en el suelo de su predio? 27. lQué usa para el control de malezas? ALGUNOS ASPECTOS A CONSIDERAR EN LA PRODUCCIÓN ORGANICA DE OUINOA PAREDONES VI REGION ■ Obtener W1 producto destinado al consumo humano que sea seguro, libre de sustancias químicas u orgánicas tóxicas que afecten la salud del consumidor, o que atenten contra los recursos utilizados, por lo cual se excluyen dichas sustancias del proceso de producción, y las prácticas que conllevan a esas situaciones. ■ Preservar la biodiversidad y desarrollar W1 siste1na de producción sostenible en el tiempo, que permita que las futuras generaciones puedan hacer uso de los recursos empleados, aprovechando todo el potencial genético disponible en la actualidad. Se excluye del sistema de producción el uso de semillas híbridas artificiales o manipuladas genéticamente, y por lo tanto se trata de respetar las especies, sus razas y variedades existentes, tanto en el ámbito de producción agrlcola, como forestal y aculcola. ■ Evitar la contaminación del ambiente, principalmente del suelo y el agua. Esta contaminación puede darse tanto en el proceso de producción agrícola, forestal ganadero o aculcola, como en la industrialización de la materia prima obtenida previo durante o después de su procesamiento. Se trata ele evitar la eliminación de residuos sólidos quúnicos u orgánicos, que contaminen dichos recursos, para lo cual estos deben ser reciclados. Tal proceso permitirá la eliminación de residuos innocuos y en lo posible la reutilización de los mismos. ■ Preservar los recursos de suelo y agua utilizados en la producción Esto significa evitar la erosión y la degradación del suelo, y evitar la pérdida innecesaria del recurso agua, a objeto de mantener sus caracteristicas de recursos naturales renovables. En principio. en el caso del suelo se podría recuperar en parte su fcrtiliclacl pero a W1 alto costo, a corto, mediano o largo plazo, dependiendo del nivel de degradación que este presente. En la práctica existen muchos ejemplos de suelos y aguas que han sido abandonados como recursos, y que no se utilizan en la producción agrícola debido a su degradación y pérdida de fertilidad, y a la pérdida de sus características beneficiosas para los seres vivos, respectivamente, que hace antieconómica su uso. ■ Crear en lo posible W1 sistema de producción interactivo entre la producción animal y vegetal, en que ambos sistemas se complementen y se potencien. Se trata del intercambio y uso de los subproductos en1re sistemas de producción. ■ Entre estos está por ejemplo el uso del guano animal en la producción vegetal y el uso de los forrajes en la producción animal. Esto se enmarca también en el concepto de rotación de cultivos, en que W1 cultivo beneficia al siguiente y el uso de abonos verdes que beneficia a mejora la fertilidad del recurso suelo. ■ Reutilizar y reciclar todos los mareriales y subproductos obtenidos del proceso de producción. Esto pi:,rmite ahorrar recursos y evitar el consW110 dispendioso de recursos naturales renovables, lo que muchas veces atentan contra la biodiversidad al erradicar especies nativas adaptadas al hábitat respectivo y sustituido por plantaciones artificiales de mayor rentabilidad. ■ Contribuye al ahorro de energía, preservación de la calidad de aire y del escudo protector de la atmósfera que impide el ingreso desmedido de los rayos ultravioletas que afectan gravemente la salud humana. La producción orgánica es por naturaleza amigable con el medio ambiente ya que prescinde del uso productos quJn¡.icos obtenidos industrialmente, cuyo proceso de producción conlleva un _considerable consumo de recursos energéticos tanto renovables como no renovables y que en la mayor parte de los casos significa la eliminación de enormes cantidades de residuos contaminantes a la atmósfera. ■ Socialmente el sistema de producción orgánica es por defmición, solidario con la salud de las personas por los productos que se obtienen para el consumo, as! como por el _respeto al medio ambiente, que ayuda directa e indirectamente a· evitar la contaminación del aire que se respira. También permite que peque/los y medianos productores mejoren su nivel de ingreso al ocupar y reutilizar sus escasos recursos, sin incurrir en gastos o inversiones mayores. Asinúsmo 'promueve la asociación entre ellos a objeto de obtener volúmenes suficientes de un producto con valor agregado, exportable a distintos mercados, y adecuados a la demanda existente, y que individualmente no pueden ser alcanzados. El aporte colectivo y la ayuda institucional ha pennitido en muchos casos hacer reahdad este objetivo al contar con asistencia técnica y medios de procesamiento que individualmente cada productor no podrla financiar. ·oceso 7. Procesamiento del Grano Recursos:Grano Clasificado, Maquina Escarificadora, Molino, Muto de Obra, Envases, Bod•ga Grano Clasrficado según tamaño y destino fina!. Escanficac16n del grano c!asrficado según tamal'lo. 1 ¡Grano_para Hanna 1 ¡Grano para exportac1on 1 1 Molino Empaque conforme a los requerimientos del mercado ~ Almacenaje del producto terminado y envasado Despacho 'fin Proceso 7 " 1 (Puntos Crtticos Ries¡;os de presencia de impurezas no desab!es , y que no han sido eliminados ~n la tnlla R1esgo de contaminac16n en el proceso de escanfrcac1ón deb1do a e! procesamiento de productos de terceros no organ1cos. Riesgos de contammaciOn del producto terminado durante el período de almacenaje [Medidas de Control Regulación de la máquina tnlladora y eventualme,,,e selección en la planta del grano clas1ficado, previo a la escanficación 1..Jmp1e1 a de 1a máquina escarrficadora y del moltno después de procesar granos cuya producción no esté debidamente certificada y antes de 1n1c1ar el procesamiento de grano orgánico, Utlhzación de bodegas seguras, herméticas, que permrtan la ventJlación, l1mp1as. exclusrvas para el almacenaje de quínoa procesada, y revisión permanente ae las partJdas almacenadas ,¡ .e u • .. o u <O o .. ~ B .. li ! , a. • ~ • E .!! a. • .¡¡ o 1! ~ • e >- a. ~ ~ • .f • ~ • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Proceso 5. Control de Plagas y Enfermedades Recur5os: Mano de Obra. Asistencia Ticnica,lnsumos Detecc16n e 1dentrf1cación de plagas y enfemiedades Establecer la 1ntens1dad del daño causado Defimc1ón del Control Apllcación del control F 1n oel proceso 5 [Puntos Críticos Riesgo de aumento de intensidad de ataque de plaga s eXJstentes o aparición de nuevas plagas Falta de ex;ienenc1a en control orgánico de plagas [Medidas de Control Momtoreo anual de tas plagas y de los daflos ocasionados Asistencia recn1c2 identificar las plagas y su e1clo 01ológico As1stenc1a para detinir el eventual control en caso de ataques de plagas que ocasionen daños de moderado a severos en el cultivo El obJetrvo del control es reducir y llevar los eventuales pe1Ju1c10s ocasionados por la plaga a un nrvel de daño ltgero •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• roceso 4. Control de Malezas y Raleo ¡Recursos: Mano de Obra, Implementos. Fecha de Inicio de las labores Decisión Número y fecha de realización de las labores de control de malezas y raleo. Fin Proceso 4 Proceso 5 [ Puntos Críticos Riesgos en siembra al voleo por la dificultad de hacer las labores en forma eficiente y oportuna 1 Medidas de Control Efectuar siembra en surcos o hileras separadas 40-60 cm entre hileras •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• R•cursos: Bemlllu, Equipos, Implementos y Mano de Obra Elección de Semilla Semilla Semllla Selecclonada Sin Selecclonar Al voleo Rastra de ramas Sistema de siembra Por Surco DeclslOn Siembra Tapado de la Semilla Sembradora con Rodillo Decisión Fin Proceso 3 Proceso 4 Equipo o Labranza Proceso 3 Siembra Riesgo de uso de semilla de bajo poder germlnatlvo y de variedades entremezcladas no Riesgo de lltMas en siembra temprana y de competencia malezas en siembra tardía, En siembra al voleo, riesgo ele siembra con emergencia dispareja y que crea dlflcu!lades en el control de la maleza v raleo. Riesgo de uso excesivo o reducido de semUla Puede reducir el rendimiento y dltlcultar la limpieza y el raleo y aumentar Riesgo que la semilla quede muy superrlclal o muy profunda Riesgo que la seml!la no quede en estrecha contacto con el suelo, y se pierda semilla o que la emergencia sea dispareja por no contar con ta humedad ,_. ---- ~- 1M•dld11 de Control Uso de semutas del afio, selecclonadas. ele procedencia conoc1da, de la cooperativa o del productor, en lo posible homogéneas No controlable Sin embargo se puede atenuar el efecto erectuando siembras escalonadas distanciadas 10 a 15 días una de otra Adopción del sistema de siembra por surcos o hileras, en forma manual o mecanizada Erectuar ensayos controlados de dosis y distancia de siembra para los culUvares de la zona Siembras por surcos o hileras atenuan este probtema, El uso de máquinas en terrenos planos también puede colaborar a mejorar la unlrormldad de la profundidad de siembra Uso de Implementos como el roctmo que compactan en mejor forma el suelo y dejan a la semma en estrecho contacto con la humeelad del mismo ;eso 1. Preparación del Suelo ¡=.,.. StJelo,Tríicaóñ, Equipo Mw de Obra, >nvo oe Ofsco o de Verteoera Proceso 2. Fert111Zac1ón Rastr.i de Rama Elecc1on del Terreno Aradura Arado Cincel o Chrzel cruza o r Rutraie Empare¡am,ento del Suelo Fin Proceso 1 i Proceso J EQUIPO Cero Labranza Equipo O Labranza ¡Puntos CrfUt:08 Riesgo de degradar el suelo e de tener b1110 ren01m1errto Exteso de Humedad oei suelo o falta de humedad en labor tardía R1es110 de degradar el suelo Enctrarcam1ento oel suelo por presencia de bach~s 1-.. ""'""" Emar uso de suelos con excesr,o¡ pendiente y que esten Oegradados, o usar eour,::,o y prilcbtas qup 1r.,pidan su degradación 'flo ayuoen a recuperar el Rastrittlón no tOnlrolable El nivel de humedad del suelo delerm1na le poslbllldad de hater una labor temprana que tiene 1mportan1es venta¡as. Dependiendo de-1 tipo suelo se 01t.a1á, dentro de lo pos1ble, por el arado cmtel o O labra rea o t>n su defecto el arado Oe disco a ObJeto de, en lo posible, no alettar la estructura del suelo y Pfl!SBrYilr en el bempo su fert,bdad Empleo de implementos que aseguren la e11mmac1on o reducción de baches. Pruebe de Tablón u otro equipo d1st1nto a !a rastra de ramas •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• Proceso 2. F ertlllzaclón Recursos: Abono y enmiendas orginlcu, Mano de Obra, lmpl•m•ntos. Guano RoJo Directa con la preparacrón oel suelo Proceso 1. Preparacrón del Suelo Elección oe FemHzante Orgánico Guano vacuno Abono Verde Dects1ón 1ncorporac1ón con Labores de preparación del suelo Fin de proceso 2 Como compost con la preparación de !suelo [Puntos Crftloos lnsUflciente uso de abonos orgánicos , partJcularmente enmiendas. Escasez de anonas orgánicos locales . costo oe los mismos y pequeño tamaño de las predios de los cooperados MedldH de Corrb'"ol Proveer a! suelo, en forma progresiva, Js cantidad necesana de abonos orgárncos para mantener la tert111aaa , meJorar el rend1mrento Oel cultJVO y preservar et recurso suelo Adqu1s1c1ón de guano Cle vacuno o gallinaza por !a cooperativa y d1stnbuc1ón a los productores Falta de expenenc1a en el uso y Contratac1on ae as1stenc1a técnica para preparación del del comoost los cooperaoos en 10 referente a --------------- referente a la e1aoorac1ón y uso del compost y su uso •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• Universidad de Chile Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas Departamento de Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química Laboratorio de Procesos de Alimentos Fundación para la Innovación Agraria PATROCINANTE Prof. Eduardo Castro Montero Depto. Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química Universidad de Chile DIRECTORES Prof. Lilia Masson S. Depto. Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química Universidad de Chile Prof. Reinaldo López P. Universidad Pérez Rosales "EXTRACCIÓN DE ACEITE DE QUINOA Y SU CARACTERIZACION" Memoria para optar al título de Ingeniero en Alimentos YOLANDA PAOLA RUBIO ZAMORANO Santiago, Chile 2005 1.- INTRODUCCIÓN La protohistoria muestra que la quínoa es uno de los cultivos más antiguos de los viejos pueblos americanos. Su desarroll9 posterior se equipara con el del maíz y la papa. Sin embargo, su cultivo no ha progresado porque la cultura española que penetró lastierras americanas, impuso principalmente el trigo y la cebada en el grupo de los cereales. Más tarde, estos y otros productos introducidos ocuparon la atención de las poblaciones nativas que entonces empezaron a usarlos. De este modo, el conocimiento y el mejoramiento de los cultivos andinos fue relegado a un segundo plano (Gandarillas, 1979). El redescubrimiento de este tipo de alimentos olvidados podría contribuir a paliar el hambre en las zonas más desfavorecidas del planeta y eliminar la dependencia excesiva de la humanidad de unos pocos cultivos, que amenaza la seguridad alimentaria y debilita nuestros organismos precisamente en una época en que la contaminación ambiental nos hace menos resistentes a las enfermedades (http://www.holistica2000.com.ar/Quinoa.html). La quínoa (Chenopodium quinoa Willd) no es propiamente un cereal aunque forme granos o semillas, es una planta anual de hojas anchas perteneciente a la familia de las quenopodiáceas, a la que también pertenece la remolacha, las espinacas y las acelgas; y es susceptible a muchos de los mismos insectos y problemas de enfermedades de esos cultivos. Además de las semillas, también se aprovechan las hojas cocinadas como verdura fresca (Oelke et al, 1992). La quínoa, un cultivo de semillas de la región de los Andes de Sudamérica, es también considerado como un cultivo de alto valor nutricional, debido particularmente al excepcional.balance de aminoácidos de las proteínas de la semilla y a la cantidad de lípidos nutricionalmente favorables, los que se encuentran localizados principalmente en el endospermo y en el embrión o . germen de la semilla (Prego et al, 1998). El contenido de aceite de la semilla de quinoa varía desde un 1,8 a Lin 9,5%, con una media global calculada de 5,8% (Koziol, 1993). En la composición de los lípidos dominan los ácidos grasos insaturados, destacando su alto contenído de ácido linoléico ( 50,2-56, 1%) y oleico (22,0-24,5%), y moderado de linolénico (5,4-7%) (Herencia et al, 1999). La alta concentración de ácido grasos linoléico y linolénico, normalmente hacen a los aceites susceptibles a la rancidez oxidativa, esto no ocurriría en el aceite debido a la presencia de altas concentraciones de antioxidantes naturales llamados tocoferoles (Koziol, 1993). 2.- ANTECEDENTES GENERALES 2.1.- Lípidos Las materias grasas en general cumplen una serie de roles en nuestra dieta, además de ser la principal fuente de energía. Son constituyentes normales de la estructura celular y funciones de membrana. Son fuente de ácidos grasos esenciales para el organismo animal, donde cabe destacar su papel en la síntesis de las prostaglandinas. Regulan el nivel de lípidos sanguíneos. Son vehículo de vitaminas liposolubles y aportan otros componentes importantes como pigmentos carotenoides, esteroles, etc (Masson y Mella, 1985). Los ácidos grasos son los principales constituyentes de los lipidos neutros (triglicéridos) y lipidos polares (fosfolípidos, esfingolípidos, etc.) ya que se encuentran esterificando un alcohol el cual se puede considerar como un soporte (Masson y Mella, 1985). Los ácidos grasos se dividen en dos grandes grupos: • Los Saturados • Los lnsaturados 2.1.1.- Ácidos grasos saturados Generalmente son de cadena recta, principalmente con número par de átomos de carbono, aunque también impares se han detectado en materias • grasas comestibles de origen animal y marino y algunos ramificados, en general en proporciones pequeñas, del orden del 1 %. El largo de cadena se encuentra entre cuatro y veinticuatro átomos de carbono para las materias grasas de consumo habitual (Masson y Mella, 1985). 2.1.2.- Ácidos grasos insaturados Se caracterizan porque en la cadena hidrocarbonada aparece una doble unión C=C, lo cual, fuera de introducir una rigidez en la molécula, automáticamente complica la química de los ácidos grasos al aparecer dos tipos de isomerismo: de posición y geométrico cis, trans que confieren a su vez propiedades diferentes a los ácidos grasos. La presencia del doble enlace y su configuración en el espacio tiene un efecto notable en el punto de fusión de los ácidos grasos. La mayoría en forma natural presenta la configuración cis y lo hace ser líquidos a temperatura ambiente (Masson y Mella, 1985). Los ácidos grasos insaturados pueden ser monoinsaturados, es decir, tener únicamente una sola doble ligadura en la molécula, o poliinsaturados con dos o más dobles enlaces. Los largos de cadena para los ácidos grasos insaturados habituales en las materias grasas comestibles son más restringidos. Los monoinsaturados se encuentran entre 1 O y 22 átomos de carbono y los poliinsaturados entre 16 y 22 átomos de carbono (Masson y Mella, 1985). 2.2.- Extracción de aceites Históricamente, se han usado muchos procesos para extraer el aceite de semillas, pero los tres procedimientos más comunes son los de prensa hidráulica, prensa de expulsión y extracción con solventes (Erickson et al., 1980). En operaciones a gran escala, la extracción con solventes es un medio más económico de obtención de aceite que la extracción por presión, y su aplicación va aumentando rápidamente, especialmente para la obtención de aceite de soja. El aceite de· la semilla difunde y es extraído a través del solvente, mientras que la proteína permanece en la torta residual con fibra e hidratos de carbono. Como solventes, en los métodos comerciales de extracción se recurre a compuestos hidrocarbonados volátiles purificados, especialmente las distintas clases de bencinas de petróleo, conocidas comúnmente como éter de petróleo, hexano o heptano. El hexano es el más utilizado tradicionalmente. En el caso de que la materia a extraer contenga gran cantidad de aceite, más del 20%, es común someterla a un prensado previo a su extracción, en prensa de tornillo. De esta forma se elimina una parte importante de aceite, porque si no se formarían emulsiones con el solvente, y hay ruptura de estructuras celulares, facilitando la posterior extracción con solventes. (falta la bibliografía). 2.3.- Antecedentes de la semilla de quínoa La quinoa no es propiamente un cereal aunque forme granos o semillas, es una planta anual de hojas anchas perteneciente a la familia de las quenopodiáceas, a la que también pertenece la remolacha, las espinacas y las acelgas (Oelke et al, 1992). La quinoa o quinua, de nombre botánico "Chenopodium quinoa Wtl/d', se cultiva desde hace más de 5000 mil años, según testimonian los granos encontrados junto a las momias enterradas en toda la región andina que se extiende desde la sabana de Bogotá hasta el norte de Chile y Argentina, en zonas semiáridas, a más de 3000 metros de altura sobre el nivel del mar, en la región del altiplano andino de América del Sur desde tiempos ancestrales. Los antiguos incas. lo llamaron el Grano Madre y la veneraron como planta sagrada (Erdos, 1999). 2.3.1.- Morfología de la semilla de quínoa La quínoa es una planta de desarrollo anual, de hojas anchas, dicotiledónea y usualmente alcanza una altura de 1 a 2 metros. El tallo central comprende hojas lobuladas y quebradizas. La raíz principal normalmente mide de 20 a 25 cms. de longitud, formando una densa trama de· radículas, lasa cuales penetran en la tierra y tan profundamente como la altura de la planta. El fruto es seco y mide aproximadamente 2 mm. de diámetro, la semilla es usualmente lisa y de color blanco, rosado, naranja, rojo, marrón y negro. El peso del embrión constituye el 60% del peso de la semilla, formando una especie de anillo alrededor del endospermo que se desprende cuando la semilla es cocida ( Ministerio Agricultura del Perú, 2005) 2.3.2.- Valor nutricional de la semilla de quínoa El principal componente de los granos de quínoa es el almidón, que constituye el 60% del peso fresco del grano (Herencia et al., 1999).La característica nutricional más importante es el contenido de proteína, que es de alrededor de 16% base materia seca y su balance rico en aminoácidos esenciales tales como: histidina, isoleucina, leucina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, valina y especialmente lisina (Berti et al.,2000). Puede destacarse el contenido en hierro de alta biodisponibilidad, calcio, potasio, fósforo, magnesio, cobre, manganeso, azufre y otros minerales fácilmente disponibles (Herencia et al., 1999). Además la quínoa es buena fuente de vitamina E, tiamina y niacina (Schlick and Bubenheim, 1996). Tabla 2.3.2.1.: Contenido nutricional por 100 g de porción comestible de la semilla de quinoa. Componente Calorías Humedad Proteínas Lípidos Carbohidratos Fibra cruda Cenizas g/1009 parte comestible 331 9,8 13,0 7,4 64,1 2,7 3,0 Fuente: Tabla de composición química de los alimentos chilenos. 2.3.3.- Factores antinutricionales de la semilla de quínoa La semilla de quínoa contiene varias sustancias antinutritivas que pueden afectar la biodisponibilidad de ciertos nutrientes esenciales como, como proteínas y minerales; estos son saponinas, ácido fílico, inhibidores de tripsina y taninos (lmprota y Kellems, 2001 ). La saponina, un componente del pericarpio de la semilla de quínoa, es un conocido tóxico (triterpenoide) glicosídico. La saponina puede ser encontrada en el pericarpio de varias especies tales como quinoa, alfalfa y soya, es fácilmente identificada por la producción de espuma jabonosa en contacto con el agua, estas saponinas son solubles en agua, soluble en alcohol puro (metílico y etílico) e insoluble en solventes orgánicos (Johnson and Ward, 1993). Los rangos de saponina normalmente se encuentran en un rango de 0,3% a 2,0%, otorgándole un sabor amargo a la semilla. Sin embargo, son de fácil remoción por medio de lavado con agua. De acuerdo a la concentración de estos compuestos, se han separado las variedades de quinoa en "dulces", que contienen menos de un O, 11 % y variedades "amargas" con un contenido de saponinas mayor a éste (Berti et al. ,2000). 2.3.4.- Características fisicoquímicas del aceite de quínoa En la composición de los lípidos dominan los ácidos grasos insaturados, destacando su alto contenido de ácido linoléico (50,2-56, 1 %) y oleico (22,0-24,5%), y moderado de linolénico (5,4-7%) (Herencia et al, 1999). Tabla 2.3.4.: Composición en ácidos grasos(% ésteres metílicos) de la semilla de quínoa. Acidos grasos Semilla de quinoa (% ésteres metílicos) C14:0 Ac. Mirística 2,4 C16:0 Ac. Palmitico 11,1 C 18:0 Ac. Esteárico 1, 1 C22:0 Ac. Docosanoico 0,3 C14: 1 Ac. Miristoleico 1,0 C16:1 Ac. Palmitoleico 1,2 C18:1 Ac. Oleico 22,8 C18:2 n-6 Ac. Linoleico 50,5 C18:3 n-3 Ac. Linolénico 7,8 Fuente: Masson y Mella, 1985. 3.- OBJETIVOS 3.1.- Objetivo General Obtener aceite de quínoa mediante un proceso de extracción con solventes y la caracterización del aceite obtenido mediante realización de análisis físicos, químicos y perfil de ácidos grasos por cromatografía. 3.2.- Objetivos Específicos 1. Determinar pre-tratamientos de la semilla de quínoa. 2. Obtener aceite de quínoa. 3. Caracterización de aceite de quínoa. 4. Estudio de vida útil de aceite de quínoa, a través de envejecimiento ambientales. 4.- MATERIALES Y MÉTODOS 4.1.- Materiales 4.1.1.- Materia Príma acelerado con distintas características Para realizar las experiencias se utilizó quínoa (Chenopodium quinoa Willcf¡, cosecha 2004, proveniente de la zona de Paredones y Mata Redonda, Región VI, Chile. 4.1.2.- Reactivos Químicos • Acido acético glacial p.a. • Acido clorhídrico p.a. • Acido sulfúrico p.a. • Alcohol etílico p.a. y técnico • Almidón como indicador • Cloroformo p.a. • Cloruro de sodio • Eter de petróleo p.a. • Fenolftaleína como indicador • Hexano p.a. y técnico • Hidróxido de potasio p.a. • Hidróxido de sodio p.a. • lsooctano p.a. • Metano! p.a. • Metilato de sodio • p-anisídina • Reactivo de Wijs • Tiosulfato de sodio O, 1 N (Tritrisol, Merck) • Yoduro de potasio p.a. 4.1.3.- Materiales y equipos 4.1.3.1.- Material de vidrio y otros • Balones • Bureta • Cápsulas de porcelana y metálicas • Embudos de decantación • Matraces aforados • Matraces Erlenmeyer • Microbureta • Picnómetro • Pipetas graduadas y volumétricas • Probetas • Refrigerantes • Rejillas de secado de acero galvanizado 44*25 cm • Soxhlet • Tamices ASTM, Arthur Thomas Company, Philadelphia, P.A., U.S.A. • Termómetros • Vasos precipitados 4.1.3.2.- Equipos • Agitador multifuncional ERWEKA modelo AR 400, Germany • Balanza analítica manual modelo Mettler H33AR • Balanza analítica modelo 125 A, Oerlikon AG, Precisa, Zurich, Suiza. • Balanza analítica JK-180, Chyo Balance Corp, Japan • Balanza granataria modelo 1620D,Oerlikon AG, Precisa, Zurich, Suiza. • Baño termorregulado Haake, modelo FE, Saddle Brook, Karlsruhe, Germany. • Cromatógrafo de gases HP 5890, Integrador HP 3395, Hewlett Packard Corp., U.S.A. • Equipo Soxhlet • Estufa modelo KB 600, W.C. Heraeus GMBH Hanau, Germany. • Estufa modelo TU60/60, W.C. Heraeus GMBH Hanau, Germany. • Estufa modelo UT 6200, W.C. Heraeus GMBH Hanau, Germany. • Lámpara de sodio Carl Zeiss, Germany • Molino de cuchillas Ritter Gold modelo K65 • Plato calefactor IKA - COMBITHERM, HCH Staufen, Breisgau. • Refractómetro Carl Zeiss, Germany • Rancimat 679, Metrohm, Herisau,Switzerland. • Rotavapor Heidolph W 2000, Germany. • Rotavapor R-205 Buchi, VWR Scientific, lnc, Atlanta, GA 4.2.- Métodos 4.2.1.- Determinación del contenido de humedad de la semilla de quinoa. De acuerdo a lo descrito por el método oficial A.O.C.S. Ab 2-49 (1993), se determinó el contenido de humedad presente en la semilla de quinoa. El secado de la semilla de quinoa molida se realizó en estufa a 105ºC, hasta que la muestra presentara peso constante. 4.2.2.- Determinación del contenido de grasa. De acuerdo a lo descrito por el método oficial A.O.C.S. Aa 4-38 (1993) se determinó mediante el método Soxhlet, la cantidad de materia grasa contenida en la semilla de quinoa, por la extracción de ésta con un disolvente, evaporación de éste y la estimación gravimétrica del residuo. 4.2.3.- Procedimiento de extracción de aceite de quínoa mediante extracción con solvente. El proceso de extracción de aceite de quinoa está descrito por el siguiente procedimiento: 1. Recepción de la semilla de quínoa: La quinoa fue recibida en sacos de papel Kraft doble de 25 kg, los que fueron almacenados a temperatura ambiente y en un lugar seco. 2. Limpieza: Se realizó una limpiezajmanual para eliminar las impurezas presentes, tales como, piedrecillas, s~millas defectuosas y otras semillas. 3. Lavado: Se efectuó un lavado con agua fría para eliminar la totalidad de la saponina, ésta produce una detergencia la que se ve reflejada por la formación de espuma. 4. Secado: El secado se realizó en estufa de aire forzado a BOºC por 3 horas hasta llegar a una humedad de alrededor del 8%. 5. Molienda: Esta operación se efectuó en molino de cuchillas, el cual reduce el tamaño de las partículas de las semillas de quínoa, permitiendo la ruptura de las células y lo que facilita la liberación del aceite de éstas, el tamaño promedio de partícula es de 240 um. 6. Extraccíón con solvente: La extracción de aceite se realizó en un extractor Soxhlet, para ello se preparan unos cambuchos de papel filtro en donde está contenida la semilla molida, luego se pone en contacto con el solvente con el cual se realiza la extracción, el proceso continúa hasta que no se observan restos de aceite en el cambucho de papel filtro. 7. Eva poracíón del solvente: El solvente mezclado con el aceite extraído es evaporado en un rotavapor, en donde se realiza la separación del solventey el aceite. 8. Almacenamiento: El aceite extraído se almacenó en botellas de vidrio ámbar y protegidas de la luz. El diagrama de bloques correspondiente a este proceso se presenta en la Fig. 4.2.3.1 ' 1 ''.! . ' 'f/:,),'t ';' r11n¡ 1•r,....,1,:~¡l· i1 ~uú.V:t- L¼:.'!it~lt•1 Eliminación de materiales extraños Agua fría y fricción 80ºC por 3 horas hasta 8% de humedad Molino de cuchillas 240 um. Fig. 4.2.3.1.- Diagrama de bloques del proceso de extracción de aceite de quinoa. 4.2.4.- Métodos analíticos efectuados al aceite de quínoa extraído mediante extracción con solventes. Los análisis químicos y físicos realizados tanto a la semilla de quínoa como al aceite, se encuentran descritos por los métodos oficiales de "American Oil Chemistry Society" (AOCS, 1993). 4.2.4.1 :- Métodos químicos efectuados al aceite de quínoa extraído 4.2.4.1.1.- Acidos grasos libres De acuerdo al método oficial A.O.C.S Ca 5a-40 se determinó los ácidos gr'asos libres existentes en la muestra, que pueden ser expresados como ácido oleico, palmítico o !áurico, según corresponda la naturaleza del cuerpo graso. 4.2.4.1.2.- Estabilidad termooxidativa (Prueba Rancimat) De acuerdo al método oficial A.O.C.S. Cd_ 12b-92, se determinó el tiempo (en horas) correspondiente al punto de inflexión de la curva, llamado tiempo de inducción. La estabilidad teromooxidativa se determinó utilizando un Rancimat ( modelo 679, Metrohm Ltda., Herisau, Switzerland) a una temperatura de 110ºC y un flujo de aire de 18 L/min. 4.2.4.1.3.- Indice de peróxidos De acuerdo a lo descrito por el método oficial A.O.C.S. Cd 8-53 (1993), se determinaron todas las sustancias en términos de meq de peróxido. por 1000 g de muestra, que oxidan el yoduro de potasio (KI) bajo las condiciones de operación del test. Estas sustancias son generalmente asumidas como peróxidos u otros productos similares de la oxidación de las grasas. 4.2.4.1.4.- Indice de saponificación De acuerdo a lo descrito por el método oficial A.O.C.S. Cd 3-25 (1993), se determinó la cantidad de álcali necesario para saponificar una cantidad definida de muestra. Este índice se expresa como los mg de hidróxido de potasio (KOH) requeridos para saponificar 1 g de muestra. 4.2.4.1.5.- Indice de iodo De acuerdo a lo descrito por el método oficial A.O.C.S. Cd 1-25 (1993), se determinó la medida de la insaturación de grasas y aceites; y está expresada en términos de yodo absorbido por gramo de muestra (% de yodo absorbido). 4.2.4.1.6.- Materia insaponíficable De acuerdo a lo descrito por el método oficial A.O.C.S Ca 6b-53 (1993), se determinó todas las sustancias que frecuentemente se encuentran disueltas en grasas y aceites y que no pueden ser saponificadas por tratamientos cáusticos usuales, pero son solubles en solventes comunes de grasas y aceites. Dentro de este grupo de compuestos están los alcoholes alifáticos superiores, esteroles, pigmentos e hidrocarburos. Este índice se expresa en 100 g de materia grasa. 4.2.4.1.7.- Valor de Anisidina De acuerdo a lo descrito por el método oficial A.O.C.S Cd 18-90 (1993), se determinó la cantidad de aldehídos presentes en el aceite, mediante reacción en una solución de ácido acético, de los componentes aldehídicos del aceite y la p-anisidina, y luego la medición de la absorbancia a 350 nm. El valor de anisidina es definido por convención como 100 veces la medición de la densidad óptica a 350 nm, en una cubeta de 1cm, de una solución que contiene 1,0 g de aceite en 100 mi de una mezcla de solvente y reactivo. 4.2.4.1.8.- Tocoferoles De acuerdo a lo descrito por el método oficial A.O.C.S. Ce 8 -89 (1993), se determinó el contenido de vitamina E presente en el aceite de quínoa. El aceite es disuelto en hexano y sometido a separación mediante HPLC. Los tocoferoles presentes en el aceite son expresados ppm de aceite. 4.2.4.2.- Métodos físicos efectuados al aceite de quinoa extraído 4.2.4.2.1.- Indice de refracción De acuerdo a lo descrito por el método oficial A.O.C.S. Ce 7-25 (1993), se determinó el índice de refracción, el cual es la velocidad de un rayo de luz en el vacío a la velocidad de la luz en la sustancia. El indice de refracción para aceites es característico dentro de ciertos límites para cada tipo de aceite. Está relacionado con el grado de saturación, pero está afectado por otros factores como el contenido de ácidos grasos libres, oxidación y calentamiento térmico. El indice de refracción de una sustancia varía con la temperatura y la longitud de onda del rayo de luz refractado, generalmente está referido a la longitud de onda correspondiente a la linea D 589,3 de la luz de sodio a 40ºC. 4.2.4.2.2.- Peso específico De acuerdo a lo descrito por el método oficial A.O.C.S. Ce 10 a-25 (1993), se determinó la razón entre el peso de una unidad de volumen de muestra a 25ºC y el peso de una unidad de volumen de agua a 25ºC. 4.2.4.2.3.- Cromatografía gas-líquido De acuerdo a lo descrito por el método oficial A.O.C.S. Ce 1-62 (1993). Este método es aplicable a ésteres metilicos de ácidos grasos que contienen 8 a 24 átomos de carbono, en muestras grasas animales, aceites vegetales y ácidos grasos después de su conversión a ésteres metílicos. La muestra fue metilada para formar ésteres metílicos de acuerdo a la norma UNE 55-037 - 737311. La separación de los ésteres metílicos se realizó en un cromatógrafo Hewlett Packard modelo 5860, con detector de ionización de flama, usando H2 como gas portador. (Condiciones del cromatógrafo) 4.3.4.3.- Determinación de la Vida Útil del aceite de quínoa proveniente de la zona de Paredones. Para determinar el tiempo de vida útil del aceite de quínoa se realizará un estudio de la cinética del deterioro térmico del aceite, por un método acelerado de predicción de durabilidad, a través de análisis de índice de peróxido y acidez del aceite. El aceite se almacenará a tres temperaturas distintas 20ºC, 30ºC y ·40°c. Estas mediciones se efectuarán a. distintos tiempos dependiendo de la temperatura de almacenamiento, a los 20ºC las mediciones se realizarán cada 8 semanas, para los 30°C cada 4 semanas y a 40ºC cada 2 semanas. El deterioro oxidativo del aceite se determinará mediante el índice de peróxido de acuerdo al método oficial de la A.O.C.S Cd 8-53 (1993) y el deterioro lipolítico se determinará mediante el análisis de ácidos grasos libres de acuerdo al método oficial de la A.O.C.S Ca 5a-40. 5.- RESULTADOS 5.1.- Determinación del contenido de humedad de las semillas de quinoa provenientes de la zona de Paredones y Mata Redonda. La humedad de las semillas de quinoa fue realizada inmediatamente después de recepcionados cada uno de los ecotipos. Tabla 5.1.1.: Contenido de humedad inicial de los distintos ecotipos de quínoa, Paredones no pulida, Mata Re.donda pulida y Mata Redonda no pulida. Muestra 1 2 3 Promedio" Paredones No Pulida 10,4 10,6 10,9 10,6ª ± 0,6 Mata Redonda Mata Redonda No Pulida Pulida 11, 1 11,0 11,5 11,0 11,4 10,9 11,Jb ± 0,4 11,0ª ± 0,2 ¡ ' 1EI promedio de las muestras con el intervalo de confianza del 95%. (ª Y b) denotan diferencias significativas estadísticamente (p<0,05) De la tabla 5.1.1. se puede observar que la muestra proveniente de Paredones es la que tiene un menor porcentaje de humedad, además la muestra de Mata Redonda pulida es la que tiene el valor más alto, esto puede deberse a que el grano de quínoa está más expuesto al medio ambiente, por lo tanto, absorbe más humedad. 5.2.- Determinación del contenido de materia grasa de las semillas de quínoa provenientes de la zona de Paredones y Mata Redonda. Tabla 5.2.1.: Contenido de materia grasa (% base seca) de los distintos ecotipos de quínoa, Paredones no pulida, Mata Redonda pulida y Mata Redonda no pulida. Muestra Paredones No Mata Redonda Mata Redonda No PulidaPulida Pulida 1 6,2 6,6 6,7 2 5,9 6,5 6,6 3 6, 1 6,3 6,4 Promedio' 6, 1ª ± 0,3 6,4b ± 0,3 6,5~ ± 0,4 ¡ ' 1EI promedio de las muestras con el intervalo de confianza del 95%. (ª Y b) denotan diferencias significativas estadísticamente (p<0,05) De las muestras analizadas se puede observar que la quinoa proveniente de la zona de Paredones tiene un contenido graso levemente menor comparado con el ecotipo proveniente de Mata Redonda. 5.3.- Caracterización de aceite de quínoa proveniente de la zona de Paredones y Mata Redonda. 5.3.1.- Análisis Químicos realizados al aceite de quínoa de Paredones. Los resultados corresponden a los análisis químicos efectuados al aceite de quinoa de Paredones para su caracterización, estos resultados están expresados como el promedio de tres muestras y con un intervalo de confianza del 95%. Tabla 5.3.1.1.: Caracterización química del aceite de quínoa no pulida proveniente de Paredones. Análisis Acidez libre (% ácido oleico) Grasa neutra(%) Estabilidad termooxidativa (h) Indice de éster Indice de peróxidos (meq 0 2/ kg aceite) Índice de saponificación (mg KOH/ kg aceite) Índice de yodo (g b/100 g aceite) Materia insaponificable (%) Valor de anisidina (densidad óptica/ g aceite) Valor Promedio 4,1 ± 0,14 97,8±0,14 < 30 min ( 187,5 ± 5,19 ·, 14,9 ± 0,50 191,6 ± 5,25 140,5 ± 2,36 6,5 ± 0,43 31,9±1,90 5.3.2.- Análisis Químicos realizados al aceite de quínoa pulida de Mata Redonda. Los resultados corresponden a los análisis químicos efectuados al aceite de quinoa pulida de Mata Redonda para su caracterización, estos resultados están expresados como el promedio de tres muestras y con un intervalo de confianza del 95%. Tabla 5.3.2.1: Caracterización química del aceite de quínoa pulida proveniente de Mata Redonda. Análisis Acidez libre(% ácido oleico) Grasa neutra (%) Estabilidad termooxidativa (h) Indice de éster Indice de peróxidos (meq 0 2/ kg aceite) Indice de saponificación (mg KOH/ kg aceite) Índice de yodo (g '2/100 g aceite) Materia insaponificable (%) Valor de anisidina (densidad óptica/ g aceite) Valor Promedio 2,5 ± 0,14 98,7±0,14 6,38 189,9 ± 5,29 4,6 ± 0,38 192,4 ± 5,26 142,3 ± 2,45 7,3 ± 0,89 24,2 ± 0,63 5.3.3.- Análisis Químicos realizados al aceite de quínoa no pulida de Mata Redonda. Los resultados corresponden a los análisis químicos efectuados al aceite de quínoa no pulida de Mata Redonda' para su caracterización, estos resultados están expresados como el promedio de tres muestras y con un intervalo de confianza del 95%. ' ... ¡ ,' ~-: '. ,. -~· Tabla 5.3.3.1.: Caracterización química del aceite de quínoa no pulida proveniente de Mata Redonda. Análisis Acidez libre (% ácido oleico) Grasa neutra (%) Estabilidad termooxidativa (h) Indice de éster Indice de peróxidos (meq 02/ kg aceite) Indice de saponificación (mg KOH/ kg aceite) Indice de yodo (g 12/100 g aceite) Materia insaponificable (%) Valor de anisidina (densidad óptica/ g aceite) Valor Promedio 1,0 ± 0,38 99,5 ± 0,14 8,02 190,2 ± 4,47 10,5 ± 1,15 191,2±4,10 140,3 ± 2,23 7,4 ± 0,38 25,8 ± O 5.3.4.- Análisis Físicos realizados al aceite de quínoa de Paredones. Los resultados corresponden a los análisis físicos efectuados al aceite de quínoa de Paredones para su caracterización, estos resu_ltados están expresados como el promedio de·tres muestras y con un intervalo de confianza del 95%. Tabla 6.3.4.1.: Caracterización física del aceite de quinoa de Paredones. Análisis Indice de refracción Peso específico Valor Promedio 1,4726 ± O 0,9239 ± O 5.3.5.- Análisis Físicos realizados al aceite de quínoa de Mata Redonda Pulida. Los resultados corresponden a los análisis físicos efectuados al aceite de quinoa pulida de Mata Redonda para su caracterización, estos resultados están expresados como el promedio de tres muestras y con un intervalo de confianza del 95%. Tabla 5.3.5.1.: Caracterización física del aceite de quínoa de Mata Redonda Pulida. Análisis Indice de refracción Peso específico Valor Promedio 1,4669 ± 0,0038 0,9236 ± 0,0019 5.3.6.- Análisis Físicos realizados al aceite de quínoa de Mata Redonda No Pulida. Los resultados corresponden a los análisis físicos efectuados al aceite de quínoa no pulida de Mata Redonda para su caracterización, estos resultados están expresados como el promedio de tres muestras y con un intervalo de confianza del 95%. Tabla 5.3.6.1.: Caracterización física del aceite de quínoa de Mata Redonda No pulida. Análisis Indice de refracción Peso específico Valor Promedio 1,4653 ± 0,0014 0,9231 ± 0,0025 5.4.- Determinación de la Vida Útil del aceite de quínoa proveniente de la zona de Paredones. Para determinar el tiempo de vida útil del aceite de quínoa se realizó un estudio del deterioro oxidativo y deterioro lipolítico del aceite, almacenado a tres temperaturas distintas 20ºC, 30ºC y 40ºC. Estas mediciones se efectuaron a distintos tiempos dependiendo de la temperatura de almacenamiento, cada 8 semanas para la temperatura de 20ºC, cada 4 semanas para los 30ºC y cada 2. semanas para 40ºC. 5.4.1.- Deterioro lipolítico del aceite de quínoa de Paredones a las 3 temperaturas de almacenamiento. 4.9 4,8 • • acidez 40ºC • acidez 30ºC 4,7 • " acidez 20ºC o 4,6 CJ ·¡¡; o 4,5 • • • o "O ·¡; •• < ~ o 4,3 4.2 • 4,1 4 o 5 10 15 20 25 Tiempo (semanas) Fig. 5.4.1.1.- Evolución del porcentaje de ácido oleico de las muestras para las distintas temperaturas de almacenamiento, 20ºC, 30ºC y 40ºC. La fig. 5.4.1.1 muestra la evolución del porcentaje de ácido oleico a través del tiempo para las tres lemperatur?s de almacenamiento. Cabe destacar que el contenido inicial de acidez es alto, debido a que durante el proceso de extracción se inició el deterioro lipolítico del aceite. Se puede ' observar un aumento del porcentaje de ácido oleico en todas las temperaturas de almacenamiento, siendo este aumento mayor para 40°C y menor para 20°C. Tabla 5.4.1.1.: Predicción de las ecuaciones para la evolución del porcentaje de ácido oleico a través del tiempo a distintas temperaturas de almacenamiento. Temperaturas de almacenamiento N Q) 1J ·¡; < 4.9 • 4.8 • 4.7. 4,6 • 4.5 4,21 4, 1 1 4 1 o 20 Á 30 El 40 ♦ '5 Ecuación Y = 4 1872xo.oon ' Y = 4 3923x0•0038 ' Y= 0,0232x + 4,2318 • ----------- 10 15 20 Tiempo (semanas) 25 Coeficiente de correlación 0,9982 0,9153 0,8283 ♦ acidez 40°C ■ acidez 30°C A acidez 20°C 30 Fig. 5.4.1.2.: Determinación del valor de k considerando una cinética de orden O. ' '· Con los datos de acidez obtenidos a través del tiempo a las distintas temperaturas de almacenamiento se obtuvo una cinética de orden O para el deterioro lipolítico del aceite. Se calcularon las curvas de regresión lineal de las tres temperaturas de almacenamiento fig 5.4.1.2 con la finalidad de obtener el valor de la constante k, para posteriormente obtener el valor de la energía de activación y el tiempo de vida útil del aceite. Tabla 5.4.1.2.: Predicción de la constante k del aceite de quínoa en función del porcentaje de ácido oleico a las distintas temperaturas de almacenamiento. Temperaturas de almacenamiento 20 30 40 Ecuación Y= 0,0232x + 4,2318 Y= 0,0125x + 4,2357 Y= 0,0038x + 4,13 Arrhenius acidez Coeficiente k (semanas)' de correlación 0,8283 0,6447 0,6000 0,0232 0,0125 0,0038 o ------- -·- ,-- ··-·-----¡----------1·--- -----'.--~- ?P 315 -2 -" e: -3 . ...J -4 -5 . -6 - 0,0032 0,00325 0,0033 0,00335 • 1ff (1l°K) 0,0034 0,00345 y ; -9045,5x + 25,277 R2 ; 0,9677 Fig. 5.4.1.3.: Determinación de la energía· de activación para el deterioro lipolitico del aceite de quínoa de Paredones. ·' En la figura 5.4.1.3 se observa el
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