NUEVOS MÉTODOS EXTRACTIVOS DE SAPONINAS EN SEMILLAS DE QUINOA PARA SU CUANTIFICACIÓN

NUEVOS MÉTODOS EXTRACTIVOS
  DE SAPONINAS EN SEMILLAS DE
QUINOA PARA SU CUANTIFICACIÓN

GIANNA Vicente, CALANDRI Edgardo, GUZMÁN Carlos
  Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos.
   Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.
Universidad Nacional de Córdoba. Córdoba. Argentina.
                vgianna@efn.uncor.edu

Antecedentes: la quinoa es un pseudocereal de un buen valor alimenticio
por la composición aminoacídica de sus proteínas y el contenido en
micronutrientes, pero en el pericarpio contiene antinutrientes, las
denominadas saponinas. El contenido máximo permitido por la FAO es de
0,11%, las variedades amargas de quinoa pueden contener más del 3%,
por eso la importancia de un método rápido y confiable para extraerlas y
luego cuantificarlas, por el método analítico que se considere mas
conveniente (por espectrofotometría visible, cromatografía GC o HPLC)

Objetivos: en esta investigación fueron: a) determinar las condiciones
óptimas de extracción de saponinas de semillas de quinoa por métodos
no clásicos, para luego cuantificar las mismas por el método analítico que
se considere más conveniente; b) diseñar y desarrollar, a escala de
laboratorio, un reactor para extracción con microondas de las saponinas y
c) diseñar y desarrollar a escala de laboratorio un reactor para extracción,
bajo presión, de las saponinas.

Introducción: uno de los aspectos mas importantes de la Ingeniería
Química la constituyen los procesos extractivos.

Materiales y métodos: para la extracción se utilizaron dos métodos: 1)
Extracción con microondas y 2) Extracción bajo presión. En ambos casos
como solvente extractante se usaron mezclas hidroalcohólicas. En 1) se
investigó la extracción asistida por microondas (EAM); el procedimiento
experimental empleado y la optimización del proceso extractivo
mencionado utilizando un diseño experimental de Taguchi.
 Las variables estudiadas fueron: i) temperatura, ii) tiempo, iii) relación
volumen de solvente/gramo de frutos y iv) porcentaje de alcohol (se
utilizaron mezclas etanol-agua e isopropanol-agua).
En 2) se estudió la extracción con presiones bajas de un gas inerte
(nitrógeno). Las variables controladas fueron: i) presión manométrica
inicial, ii) tiempo, iii) temperatura y porcentajes de alcohol en las mezclas
hidroalcohólicas
El diseño experimental utilizado también fue el de Taguchi.

Extracción asistida con microondas (EAM)
Dispositivo experimental

Diseño experimental
Optimización de las condiciones de extracción
En la optimización de las condiciones de extracción, los parámetros a
tener en cuenta fueron: composición y volumen del disolvente,
temperatura, tiempo de extracción y porcentaje de alcohol en agua.

Con el fin de encontrar las mejores condiciones de extracción, se
analizaron cuatro variables independientes o factores, cada una con
cuatro niveles.

RESULTADOS:

CONDICIONES ÓPTIMAS DE EXTRACCIÓN

Volumen de solvente/gramo de frutos: 20 mL/g
Tiempo de extracción: 20 minutos.
Temperatura de extracción: 90ºC.
Porcentaje de alcohol: 20%.

Los resultados muestran que:

1. El mejor extractante fue una mezcla de isopropanol-agua al 20%.
2. El aumento de temperatura favorece la difusión del soluto que está
en el sólido hacia el solvente.

Conclusión sobre la extracción con microondas

Esta investigación mostró que el método Taguchi es útil para determinar
las condiciones óptimas de extracción de saponinas con MO.
El rendimiento de la extracción por microondas fue significativamente
mayor que el correspondiente a la extracción con Soxhlet, en un tiempo
mucho menor y el uso de alcohol como disolvente facilita la disolución de
las saponinas.
El método de cuantificación empleado fue el espectrofotométrico,
midiendo a 528 nm la absorbancia del compuesto coloreado que forman
las saponinas con el reactivo de Lieberman-Burchard.

Extracción bajo presión (PLE)
Para la extracción por éste método se diseño y se construyó un
dispositivo que permite la admisión de un gas (se utilizó nitrógeno) y
después de realizada la extracción la evacuación del mismo. La relación
volumen de solvente/g de frutos fue de 20:1.

Dispositivo experimental

Diseño experimental
Optimización de las condiciones de extracción
En la optimización de las condiciones de extracción, los parámetros a
tener en cuenta fueron: presión manométrica inicial, temperatura,
tiempo de extracción y porcentaje de alcohol en agua.

RESULTADOS:
CONDICIONES ÓPTIMAS DE EXTRACCIÓN
Presión manométrica inicial: 2 bar.
Tiempo de extracción: 20 minutos.
Temperatura de extracción: 90ºC.
Porcentaje de alcohol: 20%.
El rendimientos de extracción fue de 2.88 % (el 99,31 % del total) para
isopropanol acuoso. La presión manométrica máxima alcanzada en esta
investigación fue de 5 bar, pues en los ensayos se pudo comprobar que
a mayores presiones se producía el reventado de los granos de quinoa
liberando almidón que luego interfiere en la cuantificación
espectrofotométrica de las saponinas, y por esa razón la presión
manométrica inicial no podía superar los 3 bar, ya que al aumentar la
temperatura, la presión también aumenta.
Conclusión
Se verificó que una presión mayor a la atmosférica aumentó el
rendimiento de la extracción, posibilitando la extracción casi total en
solo 20 minutos de tiempo. Todo esto parece ser consecuencia de una
mayor difusión del extractante en el pericarpio.

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