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 1
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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
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
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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.
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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
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(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
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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