Investigacion Descriptiva: "EXTRACCION DE SAPONINA DEL ESCARIFICADO DE QUINOA"

CASO DE PONENCIA

Debido a que la Produccion de la Quinua es un tema amplio en la investigacion como grupo nos pareció factible realizar una ampliacion de la Extraccion de la Saponina en el proceso de Lavado de la Quinua, tomandolo como nuestro caso de ponencia  y asi poder obtener resultados de varias fuentes de información para este tema en particular.

INTRODUCCIÓN.

Tanto en Bolivia como en otros países existen el proceso de la quinua, en esta investigación resaltaremos el proceso de lavado de la quinua. En Bolivia existe la empresa AVSA que hace un par de años se realizó la PML que es la Producción más limpia, esta empresa que está ubicada en la calle 1, N° 301 de Jupanina, zona de Mallasa en La Paz, Bolivia.

OBJETIVOS.
  • Conocer la operacion de la extraccion de la saponina del estratificador.  
  • Saber cuáles son las ventajas y desventajas de esta operacion.
  • Determinar si una optimización del proceso de lavado es un beneficio para la empresa, en cuanto a la utilizacion de la saponina.

RECUPERACION DE LA SAPONINA

Fue posible la recuperación de las saponinas en el afrecho de Quinua Real, de Bolivia, que se obtiene como subproducto de la desaponificación por via seca o abstracción.
A lo largo de esta investigación se realizaron una serie de experimentos para determinar el proceso óptimo de extracción de las saponina presente en la cáscara de la quinua, en todos los procesos se utilizó agua destilada como solvente porque se quiere obtener un producto no contaminado con otro tipo de solventes.
Se determinó que el mejor sistema de extracción es el de batch clásico con agitación, porque tiene la ventaja de recuperar el 30,4% de los sólidos, si bien tiene la desventaja de presentar mayor dificultad en la etapa de filtración. El método propuesto de extracción batch tipo baño maria solo recupera el 7,5% de los sólidos por lo que no es recomendable.
Se comprobó que el efecto de la temperatura es despreciable porque un aumento de la temperatura de extracción no genera un extracto más rico en saponinas, esto se aplica por la alta solubilidad de las saponinas.
Para estracciones a nivel de laboratorio se recomienda usar un porcentaje de afrecho de quinua en agua de 20%, porque a mayor concentración la muestra es muy espesa dificultando la filtración lo que se traduce en menor cantidad de extracto final.
Para un máximo aprovechamiento de la materia prima se recomienda el lavado de la torta filtrante de sólidos descartados en la etapa de filtración, si bien con dos lavados posteriores a la extracción se logra el 50,4% de recuperación de sólidos, el segundo lavado no siempre se justifica porque requiere invertir tiempo y recursos para obtener un 6,9% de recuperación adicional, por esto se recomienda un lavado posterior a la extracción lo que significa recuperar el 43,5% de los sólidos.
De la cinética de extracción se concluye que los 20 min de extracción ya se disolvieron todos los sólidos solubles en el solvente, por lo que se recomienda que cada extracción sea de 1/2 hr de mezcla con agitación constante.
Las saponinas de la quinua se aglomeran formando micelas a una concentración micelar crítica de aproximadamente 275 ppm. Las micelas formadas a partir de un extracto no purificado tienen un area de 132,16 Å al 2, lo que permite la purificación del extracto utilizando ultrafiltración.
este valor es bastante mayor que lo esperado según datos de la saponina del quillay. Para futuras investigaciones se recomienda realizar nuevamente el análisis de tensión superficial versus concentración de saponinas para productos purificados.
El proceso de ultrafiltración y diafiltración propuesto que consiste en dos ultrafiltraciones de concentración y tres etapas de diafiltración tiene como resultado un producto más puro y concentrado en saponinas que puede servir para ser comercializado.
El producto final presenta un color naranja-rojo transparente, que no es posible disminuir con los productos decolorantes utilizados en esta investigación.
La concentración del producto purificado y no purificado hasta 30 ° Brix (aproximadamente 268 g/L) tiene como resultado un líquido espeso de color café-rojizo con alto contenido de saponinas que hace factible su posible comercialización.
Las saponinas de quinua generan considerablemente menos espuma que las saponinas de quillay, además desaparece más rápido.
Con respecto a la Yuca, inicialmente la espuma producida por las saponinas de quinua y de yuca es similar, pero la quinua es menos estable y desaparece con mayor rapidez. Esto se puede deber a la cantidad o al tipo de saponinas presente en cada especie analizada.
En resumen, con el proceso de extracción de saponinas de la quinua desarrollado a lo largo de esta investigación se concluye que con 1 K de cascara de quinua se puede obtener 7,262 L de producto No Purificado (PNP) que contiene 435 g de sólido a 6° Brix, al realizar una extracción con un lavado.
Si estos 7 L de PNP se purifican por medio de diafiltración por medio de diafiltración se consiguen 2,069 L de concentrado o Producto Purificado (PP) que contiene 159,9 g de sólido a 8° Brix. El esquema de los resultados del proceso completo se muestra a continuación.

DIAGRAMA RESULTADOS PROCESO COMPLETO


1 K cáscara de quinua
50 L de agua


I
Extracción sólido líquido con un lavado
PNP
7,262 L extracto a 6°Brix
435 g sólido


I
Ultrafiltración y Diafiltración
PP
2,069 L concentrado a 8° Brix
159,8 g sólido


Esto quiere decir que de los sólidos iniciales se pueden recuperar el 43,5% como producto no purificado o el 16% como producto purificado, es decir saponinas muy puras.
Morfología
 
C. quinoa es una especie arbustiva, con raíces pivotantes y fasciculadas, bien adaptadas al clima frío y la escasez de humedad (puesto que las raíces pivotantes aprovechan el agua a mayor profundidad y las raíces fasciculadas el agua superficial).
 
El tallo es redondo cerca al cuello y cuadrangular a la altura de las ramificaciones, y puede tener una altura de 60cm hasta 2m. El nivel de ramificación puede variar de acuerdo a cuatro categorías, pero la forma usada en cultivo corresponde a la primera categoría, que es la de mayor ramificación (y por ende, mayor producción). De acuerdo a la posición en los tallos, se presentan tres tipos de hojas (romboidales, triangulares y lanceoladas).
 
La flor típica es una inflorescencia amarantiforme (o glomerulada), y el fruto es un grano seco y pequeño (de 0,8 a 2mm de diámetro, promedio).
 
Rendimiento agrícola
 
El rendimiento de la quinua es característicamente bajo por el tamaño de los granos, así como por la dificultad de recolección y procesamiento. Muchas veces es necesario realizar hasta 15 siembras consecutivas para lograr un cultivo aceptable, puesto que las condiciones de germinación de las semillas son muy especiales.
 
El rendimiento promedio en los cultivos tradicionales suele ser de 500 Kg/Ha, y en casos extremos el valor más bajo registrado para Bolivia ha sido de 50 Kg/Ha. Estos valores no son económicamente rentables, si se considera que el valor mínimo de rentabilidad �considerando costos de semillas, insumos, mano de obra, tiempo de espera, etc. es de 800 Kg/Ha. En estaciones experimentales, con la implementación de variedades mejoradas, se han logrado obtener rendimientos de 2000 hasta 4000 Kg/Ha.
 
En la mayoría de los casos, la producción individual de cada campesino no es suficiente para cubrir las demandas del mercado internacional, y a veces ni siquiera del mercado interno. Es por ello, que se ha creado ANAPQUI (Asociación Nacional de Productores de Quinua), entidad que se encarga del acopio de la producción nacional de este grano, para su comercialización.
 
Bromatología del grano
 
Si bien toda la planta de quinua tiene diferentes usos, el producto primario es el grano. 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.

 CONLUSIONES
  • Esta operacion es una ayuda en cuanto al proceso efectivo del lavado de la quinua ya que al utilizar una maquinaria nueva y de ultima tecnologia como es el caso del Estratificador se llega a la produccion limpia y sin restos de contaminantes o particulas diminutas que afecten en el consumo del producto final de la Quinua.
  • Se pudo obsevar una de las  desventajas que tiene la quinua es en el sentido del sabor amargo del grano  que tiene esto debido a la saponina