Tésis de PreGrado 2017-01
Yessica Estefany Rosas Quina; Fernando Carlos Mejia Nova
Objetivo
Eliminar los principales alcaloides de la semilla de Tarwi (Lupinus mutabilis Sweet) por fluidos supercríticos (CO2) con co-solventes.
Resumen:
El tarwi, grano ancestral, es rico en proteínas y grasas, su contenido proteico es incluso superior al de la soya, ya que supera en algunos casos el 50%; mientras que su contenido graso es muy similar a esta. Pese a su alto valor nutritivo, el tarwi no ha podido competir con otras leguminosas con menores cualidades nutricionales. La desventaja no se debe a su rendimiento, el principal obstáculo para utilizar el tarwi como fuente proteínica ha sido su alto contenido de sustancias amargas, conocidas como alcaloides; estos en dosis tóxicas pueden causar daños en el sistema nervioso y el exceso puede producir una serie de efectos que incluyen depresión respiratoria y fallo cardiaco. En nuestro país, el proceso de desamargado del tarwi viene dándose de la forma tradicional; si bien el proceso se ha tratado de industrializar, no se puede negar el gran requerimiento de agua necesario (requieren 43 kilos de agua por cada 0.8 kilos de semilla de tarwi crudo), el alto grado de contaminación ambiental por la liberación de los alcaloides, largos tiempos de proceso; así como la disminución de la calidad nutricional. La necesidad de métodos efectivos para la eliminación de los alcaloides del tarwi es necesaria; es así que la extracción por fluidos supercríticos surge como alternativa para el desamargado del tarwi; esta técnica trae consigo una serie de ventajas tales como reducción en costos, tiempo, aceptación ambiental (no produce efluentes industriales que contaminan las aguas), obteniendo mayores rendimientos de extracción frente a métodos tradicionales. La obtención de granos de tarwi desamargados bajo esta tecnología dará inicio a la mayor producción, industrialización y uso de una semilla andina de gran valor nutritivo, asegurando su consumo directo. Asimismo, ayudará al poblador andino a reemplazar sus métodos tradicionales de desamargado por uno más eficiente y sostenible que le permita ofrecer productos de mejor calidad, elevando su competitividad y consecuentemente su calidad de vida. El desamargado del tarwi bajo esta tecnología es el inicio a la industrialización del tarwi, siendo una puerta a la exportación.
Palabras clave
Tarwi, Lupinus mutabilis Sweet, alcaloides, fluidos supercríticos, co-solventes, UNSA, Arequipa
Problema central
El principal obstáculo para utilizar el tarwi a escala industrial es y ha sido su alto contenido de sustancias amargas, conocidas como alcaloides. Sus posibilidades de volverse en un cultivo agroindustrial de gran demanda se ven imposibilitadas debido a la presencia de estas sustancias. En nuestro país actualmente el proceso de desamargado del tarwi viene dándose de la forma tradicional, la cual incluye en su mayoría una etapa de hidratación del grano, seguida de cocción, desamargado propiamente dicho y una etapa final de lavado. Básicamente se deja el grano en remojo de 18 a 24 horas, y luego se cocina durante 1 o 2 horas para lavarlos luego en agua corriente de río o vertiente por 4 a 6 días, este método es utilizado para eliminar los alcaloides presentes en el grano (Lara, 1999). El problema del uso de este método tradicional es que los procesadores lavan, remojan, hidratan y desamargan el grano en agua proveniente de acequias, ríos o en agua que llega a las viviendas a través de tuberías, pero sin tratamiento alguno de potabilización (Villacrés y otros 2000). Si bien el proceso se ha tratado de industrializar, no se puede negar el gran requerimiento de agua necesario para el proceso de desamargado del tarwi (requieren 43 kilos de agua por cada 0.8 kilos de semilla de tarwi crudo, lo que equivale a una relación en peso 54:1, agua: semilla de tarwi crudo), largos tiempos de proceso; así como la calidad nutricional en el caso de los carbohidratos y ciertos minerales se ve disminuida por este proceso. En base a lo mencionado, (Cerrate y otros 1981) asevera que la producción de tarwi en masa a nivel industrial, presenta varias dificultades como el alto grado de contaminación ambiental por la liberación de los alcaloides, la demora del proceso que encarece el producto y la pérdida de materiales del grano. Las investigaciones sobre el desamargado del tarwi se han ocupado en eliminar dichas sustancias, esencialmente con un enfoque agronómico y en segundo plano con enfoque industrial. Peñaherrera, 2011 evaluó el efecto de diferentes condiciones de hidratación, hervido y lavado sobre el consumo de agua y tiempo de procesamiento del tarwi, si bien la agitación durante el lavado disminuye el tiempo de proceso y la cantidad de agua empleada, en su condición más óptima solo logra reducir el tiempo de desamargado a 5.1 días y reduce la cantidad de agua utilizada en un 18.9%. La búsqueda de una nueva tecnología de extracción que aborde este problema es necesaria.
Hipótesis planteada
El uso de co-solventes y la tecnología de extracción por fluidos supercríticos (CO2) en la eliminación de los alcaloides del tarwi (Lupinus Mutabillis sweet) permitirán obtener un grano seguro para el consumo directo y de mayor eficacia comparado con métodos tradicionales de eliminación de alcaloides.
Resultados esperados
Se espera obtener un alto rendimiento de extracción de los alcaloides de la semilla de tarwi a través de la extracción por fluidos supercríticos con co-solventes, con la consecuente obtención de un grano seguro para su consumo directo.
Impactos esperados
El uso de la tecnología de fluidos supercríticos para la extracción de los alcaloides del tarwi resultaría como alternativa al método tradicional de extracción, el cual usa grandes volúmenes de agua, tiempo de extracción muy largos, produciendo efluentes tóxicos y semillas desamargadas de baja calidad sanitaria.
La obtención de granos de tarwi desamargados bajo esta tecnología dará inicio a la mayor producción, industrialización y uso de una semilla andina de gran valor nutritivo. Su gran valor para la agroindustria, radica en la obtención de concentrados proteicos a partir de esta semilla, obtención de aceite comestible, fuente rica de fibra comparable y superior a la soya.
El uso de esta nueva tecnología de extracción ayudará al poblador andino a reemplazar sus métodos tradicionales de desamargado por uno más eficiente que le permita ofrecer productos de mejor calidad, elevando su competitividad y consecuentemente su calidad de vida.
El surgimiento de este grano cada vez más olvidado en nuestros andes, es la puerta a la mejora de la calidad de vida y nutricional de nuestro poblador andino y del Perú en general. El desamargado del tarwi bajo esta tecnología es el inicio a la industrialización del tarwi siendo una puerta a la exportación.