Optimizacion del proceso de lavado de quinua (chenopodium quinoa wild) amarilla

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(1)Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO. PE CU AR IA S. FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE. RO. INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL. AG. TESIS. OPTIMIZACION DEL PROCESO DE LAVADO DE QUINUA (Chenopodium quinoa Wild) AMARILLA. Br. Anghelo Olivier Espinoza López. TE. AUTOR:. CA. DE. OPTIMIZATION OF THE WASHING PROCESS QUINOA (Chenopodium quinoa Wild) YELLOW. Ing. Jesús Alexander Sánchez González. BI BL. IO. ASESOR:. TRUJILLO – PERÚ 2016. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(2) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO. PE CU AR IA S. FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL. OPTIMIZACION DEL PROCESO DE LAVADO DE QUINUA (Chenopodium quinoa Wild) AMARILLA. RO. OPTIMIZATION OF THE WASHING PROCESS QUINOA (Chenopodium quinoa Wild) YELLOW INFORME DE TESIS PARA OBTENER EL TÍTULO DE:. AG. INGENIERO AGROINDUSTRIAL. DE. PRESENTADO POR EL BACHILLER:. CA. ANGHELO OLIVIER ESPINOZA LOPEZ. TE. SUSTENTADO Y APROBADO ANTE EL HONORABLE JURADO:. IO. PRESIDENTE. BI BL. SECRETARIO. MIEMBRO. (ASESOR). :. Dr.. Raul B. Siche Jara. :. M.Sc. Hubert L. Arteaga Miñano. :. M.Sc. Jesús A. Sánchez González. ii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(3) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. PE CU AR IA S. DEDICATORIA. A Dios porque sin él nada de esto hubiera sido posible, por darme la oportunidad maravilloso. de. estar. mundo,. en. este. porque. cada. mañana me das la fuerza necesaria para salir adelante.. RO. A mis padres, Elizabeth y Segundo, nunca dejaron de ayudarme, hasta en. preocupados por mi carrera y que la pudiera culminar con éxito.. CA. DE. AG. las cosas más mínimas estuvieron. A mis hermanos, Leandro, Alan y Cynthia por estar conmigo en. los. TE. momentos difíciles, por apoyarme y. IO. alentarme a alcanzar mis sueños.. BI BL. A mi tío el Dr. Mario López Carranza por apoyarme en los momentos más difíciles y alentarme a alcanzar mis sueños. A mi mamá Angelita por apoyarme y por la confianza depositada en mí, desde el cielo me ilumina para lograr mis objetivos trazados iii. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(4) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. PE CU AR IA S. AGRADECIMIENTO. Me complace agradecer a través de este trabajo a la Universidad Nacional de Trujillo por haberme acogido durante todo el tiempo de nuestra. formación académico profesional, y un grato reconocimiento a todos y cada. uno de los docentes de la Escuela Académica Profesional de Ingeniería Agroindustrial, de quienes hemos recibido las experiencias y elevados conocimientos para alcanzar los objetivos propuestos y hacer posible la realización del presente trabajo, nuestro reconocimiento por la labor que. RO. vienen realizando en la formación de jóvenes talentos que son el futuro de nuestro país.. AG. Asimismo agradecemos de manera especial al asesor Msc. Ing. Jesús Alexander Sánchez Gonzáles, de nuestra casa de estudios, quien no. DE. escatimando su tiempo, tuvo paciencia de revisar y aportar sus conocimientos a este trabajo.. CA. A la Dr. Marilú Roxana Soto Vásquez, docente de la faculta de Farmacia y. TE. Bioquímica, departamento de Farmacología, por su tiempo y su conocimiento brindado a este trabajo de investigación.. IO. A Dios, por habernos acompañado y guiado a lo largo de nuestra carrera. BI BL. profesional, por ser nuestra fortaleza en los momentos de debilidad y por brindarnos una vida llena de aprendizajes, experiencia y sobre todo felicidad. iv Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(5) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. PE CU AR IA S. INDICE. RESUMEN ...................................................................................................................................vi. ABSTRACT ................................................................................................................................vii 1.. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 1. 2.. MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................................................ 3 Muestras de Quinua................................................................................................. 3. 2.2.. Equipos e Instrumentos ......................................................................................... 4. 2.3.. Reactivos .................................................................................................................... 4. 2.4.. Descripción del proceso para la optimización del proceso de lavado de. RO. 2.1.. quinua (Chenopodium quinoa wild) amarilla. ............................................................... 5 2.5.. Diseño experimental para la optimización del proceso de la quinua. 2.6.. AG. (Chenopodium quinoa wild) amarilla. ............................................................................. 6 Metodología para la determinación de saponinas de la quinua. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ...................................................................................... 11 3.1.. Primera parte screening ....................................................................................... 11. 3.2.. Segunda Parte - Optimización ............................................................................ 13. CA. 3.. DE. (Chenopodium quinoa Wild) amarilla. ............................................................................ 9. CONCLUSIONES............................................................................................................. 26. 5.. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ............................................................................. 27. TE. 4.. BI BL. IO. ANEXOS. ................................................................................................................................... 32. v Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(6) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. RESUMEN El objetivo del presente trabajo fue optimizar el proceso de lavado de. PE CU AR IA S. quinua (Chenopodium quinoa Wild) amarilla, reduciendo la cantidad de. saponina presente en el grano de quinua a niveles de aceptación para el. consumo de las personas. Para la optimización del lavado de quinua se consideraron diferentes variables, temperatura del agua (ºC), dureza del agua. (ppm), pH del agua, Proporción (quinua: solución), Tiempo de Ultrasonido (min), Nivel de ultrasonido (Hz), Tiempo de Remojo (min), Nivel de Agitación. (rpm) y tiempo de Agitación (min), siguiendo un diseño de dos etapas:. RO. screening Plackett-Burman (PB-12). Las variables significativas (p<0.05) fueron la temperatura y la dureza del agua. Luego se utilizó un Diseño Central. AG. Compuesto Rotacional (DCCR) para la segunda etapa de optimización. El modelo obtenido para la extracción final fue validado a través del Análisis de. DE. Regresión y ANOVA (significativo en ambos casos). Se determinó los valores de mayor extracción entre (45°C – 53°C); que minimizan el contenido de. CA. saponina final. Finalmente a condiciones óptimas fueron obtenidos los valores. TE. de extracción de la saponina de 71.2 % del grano de quinua.. IO. Palabras claves: Ultrasonido, Optimización, Saponina, Screening, Diseño. BI BL. Compuesto Central (DCCR).. vi Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(7) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. ABSTRACT. PE CU AR IA S. The aim of this study was to optimize the washing process of yellow quinoa. (Chenopodium quinoa wild), reducing the amount of saponin present in the quinoa grain to acceptance levels for personal consumption. For optimization. washing quinoa are considered different variables, water temperature (), water. hardness (ppm), water pH, proportion (quinoa solution), ultrasound time (min), ultrasound level (Hz) soaking time (min) level of agitation (rpm) and stirring. time (min), following a two-stage design: Plackett-Burman screening (PB-12).. RO. Significant variables (p <0.05) were temperature and water hardness. A rotational Central Composite Design (DCCR) for the second optimization step. AG. is then used. The model obtained for the final extraction was validated through regression analysis and ANOVA (significant in both cases). Values greater extraction is determined between of (45 ° C - 53 ° C) was determined;. DE. minimizing end saponin content. Finally to optimum values they were obtained. CA. extraction saponin 71.2% of quinoa grain. TE. Keywords: Ultrasound, Optimization, Saponin, Screening, Rotatable Central. BI BL. IO. Composite Design (DCCR).. vii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(8) BI BL. IO. TE. CA. DE. AG. RO. PE CU AR IA S. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. viii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(9) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 1. INTRODUCCIÓN La quinua es un producto originario de los países andinos, principalmente. PE CU AR IA S. de la región del Lago del Titicaca. (Gandarillas, 2002).. La calidad nutricional de un producto depende tanto de la cantidad como. de la calidad de sus nutrientes. La quinua (Chenopodium quinoa Willd) es un pseudocereal con propiedades nutricionales importantes. Su valor proteico elevado, y la calidad de sus proteínas de la quinua, son superiores a las de otros cereales, fluctuando entre 12,5 a 16,7%. El 37% de las proteínas que. RO. posee la quinua está formado por aminoácidos esenciales. (Carrasco, 2009).. Las estimaciones del contenido de saponinas en los granos en diferentes. AG. cultivares de quinua van desde valores próximos a 0 a 12,0 mg/g (0 a 1,2%) según (Wahli, 2000; Koziol, 2000).. DE. Las saponinas se caracterizan, además de su sabor amargo, por la formación de espuma en soluciones acuosas. Tienen aplicaciones industriales. CA. en bebidas, como la cerveza, en la formulación de shampoo, jabones, en la industria cosmética, en extinguidores de espuma para incendios, en fotografía,. TE. etc. Además las saponinas se han usado en la industria farmacéutica y la. IO. agricultura (San Martín y Briones, 1999).. BI BL. Desaponificación de quinua (Chenopodium quinoa) Uno de los primeros esfuerzos por industrializar el proceso de. desamargado de la quinua fue realizado en 1945 por Posnansky en Bolivia (citado por Tapia et al., 1999). Años más tarde (1972), en la Universidad Nacional Agraria de La Molina, Perú, y después de hacer un análisis de los. 1 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(10) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. métodos que eran utilizados por las pequeñas industrias de Lima y Cusco para el desamargado de la quinua, se desarrolló un equipo de extracción de. PE CU AR IA S. saponina contenida en la quinua, sometiéndola a un proceso de lavado continuo con agua turbulenta.. En algunos países como Bolivia, Perú, Brasil se investigaron las. condiciones óptimas de extracción de las saponinas, como tiempo de remojo,. turbulencia del extractante (agua), temperatura del extractante, etc. (Tapia, 2000).. Otras investigaciones desarrollaron el proceso de extracción con agua a. RO. entre 40 y 70ºC, se comprobó que a mayor temperatura era más eficiente la. AG. extracción (Scarpati, 2002).. Sánchez. J, (2012), en su trabajo de investigación evaluó la aplicación de la dureza del agua durante la rehidratación de frijol caballero (Phaseolus. DE. vulgarias), utilizando carbonato de calcio (CaCO3), preparando soluciones con. CA. CaCO3 para dar diferentes medidas de dureza en agua, (80 – 600 ppm). De acuerdo a estudios realizados en el proceso de desamargado de. TE. Tarwi, Mori et al., (2008), desarrollaron otro método de desamargado mediante la extracción sólido- líquido utilizando agua a diversos pH (4,5 y 7,5, siendo. IO. adecuado un pH de 4,5).. BI BL. Patero. T, (2014), utilizo el método de ultrasonido para obtener una mejor. hidratación de sorgo, y para la eliminación de algunas impurezas presentes en el sorgo utilizando una frecuencia de 40 Hz. Torres. D, (2013), en su investigación sobre la optimización de las condiciones de deshidratación osmótica de espárrago (Asparragus officinalis), 2. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(11) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. realizó un Screening utilizando un diseño factorial fraccionado, Luego utilizó un Diseño Central Compuesto Rotacional (DCCR) para la segunda etapa de. PE CU AR IA S. optimización.. Carrillo. et al, (2014), en su investigación sobre optimización de un método de inyección de flujo espectrofotométrica de Fenol Determinación de. Toque y agua embotellada Usando 4-Aminoantipirina, para dicha optimización utilizó un diseño factorial de Plackett-Burman (PB 12) y un diseño fraccionado.. Diaz, et al, (2005) en su investigación sobre la optimización de la producción masiva de la levadura Pichia onychis. Inicialmente realizó. RO. un screening aplicando el diseño estadístico Plackett-Burman para evaluar tres fuentes de carbono y ocho fuentes de nitrógeno (tanto orgánicas como. AG. inorgánicas) con el fin de seleccionar los factores nutricionales más influyentes. DE. sobre el crecimiento de la levadura. 2. MATERIALES Y MÉTODOS Muestras de Quinua. CA. 2.1.. Para el presente trabajo se utilizó granos de quinua (Chenopodium. TE. quinoa) amarilla de la variedad Marangani, grano grande de color anaranjado, tiene un diámetro de 2.5 mm y un espesor de 1.3 mm con alto contenido de. IO. saponina, procedente de la provincia de Cajabamba departamento de. BI BL. Cajamarca – Perú.. 3 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(12) PE CU AR IA S. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Figura 1. Grano de quinua amarilla variedas Marangani. 2.3.. Equipos e Instrumentos. Balanza analítica modelo SARTORIUS AG GERMANY CPA224S. . Probeta de 100 ml. . Tubo de ensayo. . Vaso de Precipitación 250 ml. . Termómetro de mercurio. . Cronómetro Airis. . Cocina eléctrica modelo Geovana. . Espectrofotómetro uv – vis modelo Unico. . Ultrasonido modelo Branson. CA. DE. AG. RO. . TE. 2.2.. Reactivos. Anhidrido Acético concentrado. IO. . Ácido sulfúrico concentrado. BI BL.  . Alcohol 96°. 4 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(13) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 2.4.. Descripción del proceso para la optimización del proceso de lavado de quinua (Chenopodium quinoa Wild) amarilla.. PE CU AR IA S. Recepción. Se empleó quinua (Chenopodium quinoa) amarilla de la variedad marangani, procedente de la provincia de Cajabamba (figura 1).. Pesado. En esta operación las muestras fueron pesadas de manera homogénea, utilizando balanza analítica. Lavado. El lavado se ejecuta con un agitador tipo turbina, el cual es. accionado por un motor eléctrico (150 rpm y 50v). Los granos de quinua son sometidos a un proceso de fricción húmeda, con los diferentes tratamientos,. RO. (temperatura (℃), pH, dureza de agua (ppm), solución (quinua:agua), tiempo en. AG. el ultrasonido (min) y frecuencia de ultrasonido (Hz)).. Pesado Lavado. CA. DE. Materia Prima. Figura 2. Flujograma para el lavado de Quinua (Chenopodium quinua) amarilla.. TE. Luego se pesó 2.5 g de quinua húmeda y se disolvió en 25 ml de etanol al. IO. 50% V/V, esta preparación se dejó en contacto durante 30 min. Pasado el. BI BL. tiempo se filtró al vacío. La solución obtenida se aforó a 25 ml con el mismo etanol.. La relación muestra-reactivo de color es de 1:3.5 es decir al 22.22 %. La. muestra fue leída a una longitud de onda de 528 nm y un tiempo entre 30 y 50. 5 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(14) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. minutos después de la adición del reactivo de color, ya que en este tiempo el. PE CU AR IA S. color es estable y permanente.. Quinua. Pesado. Ext: Etanol/H20 en 50% Filtrado al vacío. RO. Solución de saponinas. Dilución. AG. Reactivo de color. DE. Lectura. Figura 3. Flujograma para la extracción de saponinas de Quinua. 2.5.. CA. (Chenopodium quinoa) amarilla. Diseño experimental para la optimización del proceso de la quinua. TE. (Chenopodium quinoa Wild) amarilla.. IO. Se trabajó con un Diseño Experimental para seis (6) factores. BI BL. independientes en dos (2) etapas (figura 4). 6 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(15) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. % Saponina 3.1 Grano de Quinua Amarilla. Temperatura del agua °C pH del agua Dureza del agua ppm CaCO3 Solución quinua:agua Tiempo de Ultrasonido min Nivel de ultrasonido Hz (40-50). Factores independientes evaluados. RO.      . PE CU AR IA S. % Humedad 12.65. % Saponina 3.1. AG. Grano de Quinua Amarilla. Variables Significativas. DE. DCCR (Lavado). % Humedad 12.65. TE. CA. Extracción de saponinas. IO. Figura 4. Diseño experimental para la optimización del proceso de lavado de quinua (Chenopodium quinoa) amarilla. BI BL. Primera Etapa (Screening). En esta etapa se utilizó un diseño factorial Plackett-Burman, donde se realizó 12 ensayos (tabla1)., (Matsuura et al, 2004), teniendo como factores: Temperatura del agua (°C), Dureza del agua (ppm), pH, Proporción. (quinua: agua), Tiempo de Ultrasonido (min), Nivel de. ultrasonido (Hz), Tiempo de Remojo (min), Nivel de Agitación (rpm) y tiempo de 7 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(16) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Agitación (min) y como variable de respuesta el contenido de saponinas (%) presente en el grano de quinua.. PE CU AR IA S. Tabla 1. Nivel y código de las variables elegida para el estudio. Código. Símbolo. Temperatura del agua (°C). X1. Dureza del agua (ppm). X2. pH. X3. Proporción(quinua: agua). X4. Tiempo de Ultrasonido(min). X5. Nivel de ultrasonido (Hz). X6. -1. 1. 27. 50. 80. 600. 7.5. 10. 1:2. 1:4. 5. 10. 40. 50. RO. Variable. AG. Las respuestas obtenidas del diseño factorial del screening de PlackettBurmen fueron analizadas mediante el programa STATISTICA 7.0 para ver los efectos de cada variable en las respuestas, se analizó el valor-p mediante el. efecto. significativo. DE. ANOVA. Resultado de este análisis se eliminaron las variables que no tuvieron en. los experimentos,. quedando. 2. variables más. CA. significativas (Kuehl, 2001).. TE. Segunda Etapa (Optimización). Las variables más significativas de la primera etapa fueron 2 (temperatura del agua y la dureza cálcica del agua). Se. IO. determinaron los valores axiales (-1.41 y +1.41) para las 2 variables que. BI BL. resultaron significativas (tabla 2).. 8 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(17) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Tabla 2. Determinación de valores para el DCCR -1.41 20. -1 24.8. 0 36.5. 80. 359.1. 1 48.2. 1.41 53. PE CU AR IA S. Variables Temperatura del agua (°C) Dureza del agua. 1040.0. (ppm CaCO3). 1720.9. 2000. Luego se construyó el DCCR (Diseño Central Compuesto Rotacional) 2 2 +. 2*2 + 4 puntos centrales, haciendo un total de 12 ensayos. (Dreyer, et al, 2000).. Se realizaron los cálculos de los Coeficientes de Regresión, utilizando el. RO. software estadística 7.0, luego se realizó el Análisis de Varianza para las. AG. variables investigadas, extracción de saponinas (%).. Analizados los resultados se procedió a generar las Superficies de Respuesta con las curvas de Contorno para de esta manera visualizar los valores óptimos,. Metodología para la determinación de saponinas de la quinua. CA. 2.6.. DE. superponiendo las gráficas (Myers, 1995).. (Chenopodium quinoa Wild) amarilla.. TE. En esta investigación se utilizó el método de espectrofotometría para determinar la cantidad de saponinas presente en la quinua (Monje et al., 2006).. IO. Para la cuantificación de las saponinas en el extracto se derivatizarón. BI BL. mediante la reacción de Libermann-Burchard, (Monje et al., 2006): Para dar coloración a la solución de saponina total extraída se utilizó el reactivo de color que es una mezcla de anhídrido acético y ácido sulfúrico en una proporción de1:5 (16.7 %). La proporción de la muestra con el reactivo de color fue 1:3.5 (22.23%). 9. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(18) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. . Curva de calibración Se construyó utilizando saponina patrón (“Saponin from Quillaja bark. PE CU AR IA S. (Sigma Aldrich)"). Y luego se preparó las siguientes diluciones.. Tabla 3. Elaboración de la curva de calibración Concentración mg/ml. Absorbancia. 0.05 0.1 0.2 0.3 0.4. 0.170 0.328 0.635 0.909. RO. 1.252. 1.000 0.900. 0.700 0.600 0.500. Series1. 0.400. Lineal (Series1). DE. Absorbancia. y = 2.9597x + 0.0293 R² = 0.999. AG. 0.800. 0.300 0.200 0.100. CA. 0.000. 0. 0.1. 0.2. 0.3. 0.4. Figura 5. Curva de calibración. BI BL. IO. TE. Concentracion de Saponinas mg/ml. 10 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(19) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. 3.1.. Primera parte screening. PE CU AR IA S. En la tabla 4 se muestran los valores de los doce (12) ensayos realizados en la primera etapa, realizado mediante un diseño factorial Plackett-Burman (PB-12). Tabla 4. Diseño factorial Plackett-Burman con 6 factores de estudio. X1. X2. X3. X4. X5. X6. % Ext sap.. 1. 50. 7.5. 600. 1/2. 5. 40. 57.44. 2. 50. 10. 80. 1/4. 5. 40. 54.90. 3. 27. 10. 600. 1/2. 10. 40. 50.17. 4. 50. 7.5. 600. 1/4. 5. 50. 53.44. 5. 50. 10. 80. 1/4. 10. 40. 56.71. 6. 50. 10. 600. 1/2. 10. 50. 58.53. 7. 27. 10. 600. 1/4. 5. 50. 51.26. 8. 27. 7.5. 9. 27. 7.5. 10. 50. 7.5. 11. 27. 12. 27. 600. 1/4. 10. 40. 55.62. 80. 1/4. 10. 50. 44.36. 80. 1/4. 10. 50. 46.54. DE. AG. RO. N Trat.. 80. 1/4. 5. 50. 47.27. 7.5. 80. 1/4. 5. 40. 46.90. CA. 10. Dónde: X1: Temperatura del agua (℃), X2: Dureza del agua (ppm), X3: pH,. TE. X4: Proporción (solución: quinua), X5: Tiempo de Ultrasonido (min), X6: Nivel de. IO. ultrasonido, y la variable respuesta es el contenido de saponinas que presenta. BI BL. el grano de quinua La mayor extracción de la saponina presenta su mayor valor en el ensayo. 06 (tabla 4), con un valor de 58.52% (1.2% contenido de saponina presente en el grano).. 11 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(20) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. El aumento de temperatura aumenta el desprendimiento de la saponina presente en la pared de diferentes leguminosas, debido a la mayor movilidad. PE CU AR IA S. de las moléculas, (Koziol, 2000).. En la tabla 5 se muestra el Análisis de los Efectos para la extracción de saponinas. Para la respuesta extracción de saponinas todos los factores evaluados (Temperatura y dureza del agua) son estadísticamente significativas. (p<0.05) a excepción de los factores pH del agua, relación Quinua/Agua,. tiempo de ultrasonido y nivel de ultrasonido. Por otro lado, Briceño (2005), manifestó que la temperatura del agua es una variable bastante importante ya. RO. que de ello depende la mayor extracción posible de la saponina.. Factor. AG. Tabla 5. Análisis de los Efectos para la extracción de las saponinas. Efecto. valor-p. 51.92667. 0.000092. 5.32667. 0.033282. (2)pH del agua. 2.42000. 0.135919. (3)Dureza del agua. 4.96333. 0.038048. (4)Solución Quinua: agua. 1.57333. 0.255230. (5)Tiempo de US. 0.12000. 0.915183. (6)Nivel de US. -3.39000. 0.076654. Mean/Interc.. BI BL. IO. TE. CA. DE. (1)Temperatura. 12 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(21) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 3.2.. Segunda Parte - Optimización Con las variables que resultaron significativas, se generó el Diseño. PE CU AR IA S. Central Compuesto Rotacional (DCCR), en la tabla 6 se presenta el DCCR. El. valor más alto en la extracción de saponina (%) se presentó en el ensayo 6, con temperatura en 53°C y Dureza del agua de 1040 ppm de CaCO3. Tabla 6. Diseño y resultados. Temperatura del agua T (°C). 1. 24.8. Dureza del agua (ppm) 359.15. 2. 48.2. 359.15. 0.01859423. 60.0%. 3. 24.8. 1720.9. 0.01589125. 51.3%. 4. 48.2. 1720.9. 0.01960784. 63.3%. 5. 20. 1040. 0.01532813. 49.4%. 6. 53. 1040. 0.02208557. 71.2%. 7. 36.5. 80. 0.01645437. 53.1%. 36.5. 2000. 0.01735536. 56.0%. 36.5. 1040. 0.01645437. 53.1%. 36.5. 1040. 0.01645437. 53.1%. 36.5. 1040. 0.01667962. 53.8%. 36.5. 1040. 0.01656699. 53.4%. 11. % Extr. De Saponinas 51.6%. TE. 12. CA. 9 10. AG. DE. 8. Conc de Saponinas extraida 0.01600387. RO. Tratamientos. IO. En la tabla 7 se presentan los Coeficientes de Regresión para la. BI BL. extracción final de saponinas del grano (%).. 13 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(22) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Tabla 7. Coeficientes de Regresión para la extracción de saponinas (%). Coeficientes de Error Regresión. estándar. T. P. PE CU AR IA S. Variables Intercepto. 0.021430. 0.002367. 9.05364. 0.000102. (1) Temperatura (L). -0.000409. 0.000114. -3.59692. 0.011409. (2)Temperatura (Q). 0.000007. 0.000001. 5.03229. 0.002375. (3) Dureza de agua (L). -0.000001. 0.000002. -0.92469. 0.390800. (4) Dureza del agua (Q). 0.000000. 0.000000. 0.54928. 0.602641. 1Lx2L. 0.000000. 0.000000. 1.10556. 0.311265. Para la extracción final de la saponina del grano de quinua el efecto lineal. RO. (L) y el efecto cuadrático (Q) de la temperatura son valores significativos en el. modelo de superficie de respuesta (p<0.05), sin embargo no hay interacción. AG. entre las variables dureza y temperatura del agua (p>0.05). Se verificó además que el modelo para la extracción final es significativo (p<0,05), (Ec. 1).. DE. Este coeficiente de determinación corresponde a la porción de la variación total de la variable dependiente que es explicada por el modelo de regresión;. CA. siempre tiene un valor entre 0-1 (Montgomey, 2006) A través de los resultados obtenidos se determinó los coeficientes de la. TE. ecuación para la concentración de saponinas presente en el grano de quinua. IO. definida por el modelo propuesto, los cuales fueron fijados, considerando todos los términos de los coeficientes presentados en la tabla 7.. BI BL. 𝑌 = 0.021430 − 0.000409 ∗ 𝑇 + 0.000007 ∗ 𝑇 2 − 0.000001 ∗ 𝐷 + 0.0000000 ∗ 𝐷2 + 0.000000 (𝐷 ∗ 𝑇) … … … 𝐸𝑐. 1. 14 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(23) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Dónde: Y = concentración de Saponinas [mg/g]. D = Dureza del agua (CaCO3) [ppm]. PE CU AR IA S. T = Temperatura del agua de lavado [ºC]. En el Análisis de Varianza (Tabla 8 Anexos), se consideran solamente los términos estadísticamente significativos. El modelo es correcto por el valor F. indicado y por los estadísticos como el valor del coeficiente de determinación, y el coeficiente de determinación ajustado o corregido. Las superficies de respuesta y contorno (Figura 6 y 7) fueron generadas a. partir de las variables temperatura y dureza de agua, pudiéndose observar que. RO. la extracción del contenido de saponina del grano de quinua, aumenta conforme aumenta la temperatura. Talleria (2005), trabajando en la influencia. AG. de extracción de saponina por tratamiento térmico observa la misma influencia. BI BL. IO. TE. CA. DE. de la temperatura del agua en el aumento de la extracción de saponina.. Figura 6. Superficie de respuesta de la concentración de saponinas extraídas del grano de quinua.. 15 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(24) RO. PE CU AR IA S. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. AG. (b). Figura 7. Gráfica de contorno para la concentración de saponinas extraídas del. DE. grano de quinua.. La figura 7, muestra que elevadas temperaturas y una dureza de agua. CA. van a favorecer de manera relevante en la extracción de la saponina del grano de quinua. Mazza, (2007) trabajando en la reducción del contenido de. TE. saponinas de diferentes granos de quinua, mencionan que cuando la temperatura es menor a 50 °C, el contenido de extracción de saponina es muy. IO. baja en comparación cuando se trabaja con temperaturas de lavado mayor que. BI BL. 50°C y menor que 60°C, se logra extraer hasta un 70% de la saponina de los granos de quinua.. 16 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(25) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Tratamientos Temperatura del agua (°C) 48 1. PE CU AR IA S. Tabla 8. Valores óptimos para la extracción de saponinas. Dureza del agua (ppm) 1700. Conc. sap ext.. Variación. 0.01893. Conc de sap. ext modelo 0.020109974. 4.4%. 2. 50. 1800. 0.02040. 0.020989176. 2.1%. 3. 53. 2000. 0.02197. 0.022526467. 1.8%. Briceño, 2005 en su investigación sobre la evaluación de la composición. RO. química (composición nutricional) de algunas entradas de quinua, determino que. % o 33 mg/g de muestra.. AG. el contenido de saponinas presente en la variedad de quinua amarilla es de 3.3. En el presente trabajo de investigación, se utilizó quinua amarilla de la. DE. variedad marangani, el contenido de saponinas presente en el grano es de 3.1% y de acuerdo a los establecido por los autores la quinua con la que se. CA. trabajo es una quinua amarga ya que el contenido de saponina es mayor a 0.11%.. TE. Tellería, 2000 en su investigación sobre la influencia de la extracción de las. IO. saponinas por tratamiento térmico comparó tres temperaturas de extracción (50, 70 y 87℃) y encontró que el contenido de saponina del grano de quinua puede. BI BL. ser reducido hasta un 80% de su nivel inicial con un lavado a 50 °C. Briceño, 2005. Encontró en trabajos de laboratorio que el tiempo óptimo. de remojo era de 10 minutos, y que era aconsejable un primer lavado de 15 minutos y un segundo lavado de 5 a 10 minutos para obtener una mejor. 17 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(26) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. extracción de saponina. También halló que al incrementar la temperatura del agua de lavado de 40℃ a 70℃ aumentaba progresivamente la extracción de. PE CU AR IA S. saponina y mejoraba hasta un 67,3% en relación al lavado hecho a temperatura ambiente.. En el presente trabajo se tomaron diferentes temperaturas de agua de lavado, en donde se puede observar (tabla 6) que a una temperatura superior. (53°C) a la temperatura del ambiente (20°C), se logró extraer un 71.2% de saponinas en comparación a una temperatura de 20°C cuya extracción solo fue de un 49.4% de saponinas. Estos valores se encuentran dentro de lo. RO. establecido por dicho autor, ya que el tiempo de remojo y el tiempo de lavado fueron los mismos propuestos por dicho autor.. AG. Según Scarpati et al, 2002. En su investigación sobre Aislamiento y caracterización de almidón de quinoa (Chenopodium quinoa) y canihua. DE. (Chenopodium pallidicaule). Nos dice que la temperatura de lavado debería tener como límite máximo 45 a 53℃, ya que a estos valores se logran obtener. CA. una mayor extracción y pasado de 53°C se comienza a gelificar el almidón presente en el grano de quinua. TE. Esto se pudo corroborar por dicho autor, ya que a una temperatura de. IO. agua de lavado de 53°C, se logró una extracción de un 71.2 % de saponinas.. BI BL. Uno de los principales problemas a los que se enfrentan los productores. de quinua es la presencia de saponinas; estas son las causantes del sabor amargo del grano, por lo que requieren ser extraídas previamente a su consumo, en las cuales los productores artesanales utilizaban el agua de los ríos para el lavado de la quinua, en la que el agua extraída de los ríos se. 18 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(27) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. acondicionaba a una temperatura de 40-50°C y se realizaba el lavado de dicho grano, en la que lograron disminuir el contenido de saponinas a niveles de. PE CU AR IA S. aceptabilidad (0 - 12 mg/g de saponina), (Zegarra, 2010).. De acuerdo a lo establecido por dicho autor, en el. trabajo de. investigación se utilizó diferentes aguas de lavado a diferentes temperaturas, siendo el tratamiento 4 y 6 los tratamientos que presentaron una mejor extracción de saponinas de 63.3 % y 71.2%, lo que se concluye que el grano. de quinua en dichos tratamientos presenta un contenido de 0.01139 y 0.00891 mg/g de saponina.. RO. Dini, 2001 en sus estudios sobre Aislamiento y caracterización de nuevos triterpenos de saponina en diferentes semillas de quinua, encontró que. AG. aumentando la temperatura de lavado de diferentes granos de quinua desde una temperatura ambiente, hasta los 60 °C se logra extraer o aislar una mayor. DE. cantidad de saponinas que presenta la quinua, por otro lado nos dice que la dureza del agua de lavado no causa efecto alguno en la eliminación del. CA. contenido de saponina del grano.. Esto se pudo corroborar por dicho autor, ya que aumentando la. TE. temperatura hasta 53°C se logró reducir una mayor cantidad de saponinas del. IO. grano de quinua 2.208%, con respecto a la dureza del agua de lavado, como se observa en la (tabla 6), no tiene efecto en la extraccion del contenido de. BI BL. saponina.. Bacigalupo, 2000, en su publicación sobre tecnología para la preparación. de alimentos. En cultivos andinos subexplotados y su aporte a la alimentación especifica que el nivel máximo aceptable de saponina en la quinua para consumo humano oscila entre 0.06 y 0.12% (0.6 – 1.2 mg/g de saponina). 19. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(28) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Sin embargo Szakiel et al., 2011, en su investigación sobre Ia influencia de los factores ambientales abióticos sobre el contenido de saponinas en las. PE CU AR IA S. plantas consideran que el contenido de saponinas oscilan entre 0,1 y 5%. Las. diferencias en el contenido de saponinas que se encuentran en la bibliografía se deben a factores ambientales y/o genéticos.. Esto concuerda con los resultados obtenidos en el presente trabajo de. investigación, valores q van desde 1.532% hasta 2.208% de saponina, dichos valores se encuentran dentro de los parámetros establecidos por dichos autores.. RO. En el presente trabajo se evaluó el efecto del ultrasonido como una variable de estudio en la extraccion del contenido de saponina, donde el efecto. AG. del ultrasonido como variable de estudio no presento efecto significativo para dicha extraccion. Patero. T, (2014), encontró un efecto en el método de. DE. ultrasonido para obtener una mejor hidratación de sorgo, y para la eliminación de algunas impurezas presentes en el sorgo utilizando una frecuencia de 40. CA. Hz.. Lock, 2001 en su Investigación fotoquímica, en el estudio de métodos de. TE. Productos Naturales reportó reacción positiva al reactivo de Lieberman-. IO. Burchad, en la extracción de saponina en diferentes granos de quinua.. BI BL. En el presente trabajo de investigación, las muestras analizadas con el. reactivo de Lieberman-Burchad, reportaron reacciones positivas al momento de la extracción de las saponinas del grano de quinua amarilla. Wang, 2006 en su publicación sobre los recientes avances en la extracción. de nutracéuticos de las plantas, pudo demostrar que la extracción de saponinas. 20 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(29) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. por agitación es más efectivo en comparación a la extracción por ultrasonido, donde logro determinar que la extracción por agitación es de un 63% en. PE CU AR IA S. comparación a lo extraído por ultrasonido que fue de un 22%.. Esto se puedo corroborar por dicho autor, ya que se utilizó el método del ultrasonido como una variable de estudio, en donde no se logró un valor significante en esta investigación.. Vicente, 2013 En su investigación doctoral sobre extracción, cuantificación. y purificación de saponinas de semillas de Chenopodium quinoa Willd, para cuantificar la concentración de saponinas utilizó el método espectrofotómetro,. utilizó como solvente alcohol etílico.. RO. en donde logro extraer un 1.65 % de la concentración de las saponinas, donde. AG. En el presente trabajo de investigación para cuantificar la concentración de saponina se utilizó el método espectrofotómetro, donde se utilizó como. DE. solvente el agua y se logró extraer hasta un 2.208% de concentración de saponina.. CA. Según Barrientos, 2006 en su investigación sobre la determinación de. TE. saponina total en quinua (Chenopodium quinua Wild), utilizando el método espectrofotómetro, y siguiendo el método descrito por Monje et al. (2006). Para. IO. la cuantificación de las saponinas en el extracto se derivatizarón mediante la. BI BL. reacción de Libermann-Burchard, para dar coloración a la solución de saponina total extraída donde logró determinar que la máxima longitud de onda para la absorbancia de la muestra y el reactivo de color se presentó a 528 nm. Donde logró determinar por dicho método el contenido de saponinas de diferentes muestras de quinua.. 21 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(30) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. En el presente trabajo de investigación como se describe en la metodología para la determinacion del contenido de saponina, se utilizó el. PE CU AR IA S. método espectrofotómetro y siguiendo el método descrito por Monje y. utilizando el reactivo de Libermann-Burchard se logró cuantificar y extraer el. contenido de saponinas presente en el grano de quinua y se comprobó que a la longitud de onda de 528 nm, se logró una mejor lectura en el espectrofotómetro.. Según Vicente, 2013. En su investigación doctoral sobre extracción, cuantificación y purificación de saponinas de semillas de Chenopodium quínoa. RO. Willd provenientes del noroeste de Argentina”. Logro una mejor extracción del contenido de saponinas utilizando una agitación constante en la cual el material. AG. sólido y el solvente extractante son agitados de forma permanente. Esto permite que la película del solvente alrededor de las partículas del sólido se. DE. renueve permanentemente lo cual produce un aumento en la velocidad de extracción.. CA. Vicente, 2013 en su investigación doctoral sobre extracción, cuantificación y purificación de saponinas de semillas de Chenopodium quínoa Willd. TE. provenientes del noroeste de Argentina”, para la elaboración de la curva de calibración utilizó como patrón saponinas de quinua purificadas dos veces por. IO. recristalización y secadas con vacío a 60ºC.. BI BL. Para la elaboración de la curva de calibración se utilizó un estándar. “Saponin from Quillaja bark (Sigma Aldrich)", y se realizó el mismo procedimiento descrito por dicho autor. Según Briones, 2002 en su estudio sobre Los usos industriales y el. suministro sostenible de Quillaja saponaria (Rosaceae), las saponinas se 22 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(31) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. caracterizan, además de su sabor amargo, por la formación de espuma en soluciones acuosas.. PE CU AR IA S. Como se puede observar en la figura 15 (Anexos), durante el proceso de optimización de la quinua, se observa la formación de espuma durante el lavado, esto queda corroborado por dicho autor.. Zavaleta, 2002 en su investigación sobre el Estudio de tecnología de desamargado de quinua y análisis de saponinas. El lavado debe realizarse a. régimen completamente turbulento y con tiempos de contacto reducidos, Tiempos prolongados de extracción de saponinas de quinua con agua, no. RO. mejoran sustancialmente el rendimiento de extracción y eventualmente pueden bajarlo.. AG. De acuerdo a lo establecido por dicho autor, en el presente trabajo de investigación el lavado se realizó bajo turbulencia la cual fue generada por una. DE. agitación constante y a tiempos cortos (10-15min), en donde se logró extraer un 57 % de saponinas del grano de quinua, a una temperatura ambiente. Según Mazza, 2007 en su estudio sobre la extracción de saponinas y. CA. ciclo péptidos de semilla de cizaña con agua a baja presión, el aumento de la. TE. temperatura aumenta la capacidad de extracción de saponinas, el aumento de la temperatura debe estar entre 30-53 °C. Ya que a temperaturas elevadas se. IO. pierde algunas propiedades nutricionales de la quinua.. BI BL. Se utilizó ultrasonido como una variable de estudios para ver si tiene. efecto significativo sobre la extracción de saponinas de la quinua, por ende esta variable no resulto ser ligeramente significativa. Camel, 2001 en su publicación sobre las técnicas de extracción de. analitos en materiales sólidos, utilizó el método de extracción por ultrasonido,. 23 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(32) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. donde encontró una variedad de inconvenientes, siendo los más significativos largos tiempos de extracción y rendimientos de extracción pobres.. PE CU AR IA S. .. Tellería, 2000 en su investigación sobre la influencia de la extracción de las saponinas por tratamiento térmico, demostró que las variedades de quinua amarilla (2.3%) y colorada (2.8%). Estos valores se obtuvieron después de. lavar la quinua a temperatura 50ºC, donde se removió un 65 a 85 % de la saponina.. Esto se pudo corroborar por dicho autor, ya que a una temperatura de 53. RO. °C se logró extraer un 71.2% de las saponina presente de la quinua.. Carrasco, 2009 para la extracción de las saponinas, de acuerdo a. AG. reportes bibliográficos en los que se evaluaron dos solventes en distintas proporciones y se determinó el rendimiento de extracción en medio alcohólico y. DE. acuoso, ambos rendimientos fueron similares, por lo que para el presente estudio se prefirió el medio acuoso debido a que el etanol inhibe el índice de espuma y es capaz de extraer otras moléculas que presenten absorbancia a la. CA. longitud de onda de 528 nm interfiriendo de esta manera con las lecturas para. TE. las pruebas cuantitativas. (Yarko, 2006). Para la optimización del método de extracción se utilizaron las muestras. IO. de granos de quinua, empleando como solvente agua destilada y como método. BI BL. de extracción la agitación continua de las muestras a diferentes temperaturas, además se tomó en cuenta que el consumo de este grano implica simplemente el lavado con agua, por parte de los consumidores, para remover los compuestos amargos o saponinas conocidos como “ajara” o amargos, (Guzmán, 2013).. 24 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(33) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. En el presente trabajo de investigación para la optimización del proceso de lavado de quinua amarilla, se utilizó el método de la extracción con agitación. PE CU AR IA S. constante con diferentes temperaturas de agua de lavado.. Chauhan, 2002 en su investigación sobre el Efecto de la extracción de saponina en la calidad nutricional de la quinua, demostró que para eliminar la saponina del grano de quinua, se debe utilizar agua temperada a 45 °C durante 15 minutos, donde logro extraer un 70% de la saponina del grano de quinua.. En el presente trabajo de investigación se utilizó diferentes tipos de. temperatura de lavado, donde a una temperatura de lavado de 53 °C se logró. RO. extraer un 71.2 % de la saponina presente en el grano de quinua. Koziol, 1998 en su estudio sobre la concentración del contenido de saponina en el grano de. AG. quinua, nos dice que la temperatura tiene un efecto creciente en la eliminación o extracción de saponina ya que al aumentar la temperatura esto permite que el. DE. pericarpio donde se encuentra la saponina se vuelva blanda y permita ser removido la saponina mediante una agitación constante y a un tiempo prolongado. CA. de 15 minutos.. Esto se pudo corroborar por dicho autor, en el presente trabajo de. TE. investigación el incremento de la temperatura del agua, nos permitió aumentar la extracción de saponina de la quinua, esto se debió que también se aplicó una. IO. agitación constante durante 15 minutos.. BI BL. Corzo, 2009 en su investigación sobre el análisis y selección de diferentes. métodos para eliminar las saponinas, nos dice que la dureza de agua no tiene mucho efecto en la extracción del contenido de saponina, para eliminar dicha saponina de los granos de quinua se debe utilizar aguas temperadas, ya que al aumentar la temperatura del agua se logra extraer hasta un 70 % de la saponina. 25. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(34) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. De acuerdo a lo establecido por el autor como se observa en la tabla 6 la dureza del agua no tiene casi efecto en la extracción en el contenido de saponina,. PE CU AR IA S. comparación de la temperatura del agua, conforme aumenta la temperatura la extracción de saponina es mayor. 4. CONCLUSIONES.. Se optimizó el proceso de lavado de quinua (Chenopodium quinoa Wild) amarilla variedad Marangani utilizando la metodología de superficie de respuesta.. Un modelo cuadrático ajustó significativamente los datos experimentales,. con un coeficiente de determinación R2 = 96.159%; R2 ajustado de 92.959% para. RO. la concentración de saponinas extraídas del grano de quinua.. AG. El análisis por superficie de respuesta permitió determinar las condiciones que optimizan (minimizan) el contenido de saponinas del proceso de lavado de quinua amarilla, las condiciones de mayor extracción del proceso se dio a una. CA. saponinas del grano.. DE. temperatura del agua de lavado de 45-53 °C, donde se logró extraer un 71.2% de. Se utilizó el método de Screening de Plackett & Burman, para la. TE. identificación de las variables significativas, donde las variables significativas para el proceso de lavado de quinua fueron la temperatura del agua de lavado (°C) y la. BI BL. IO. dureza del agua (CaCO3).. 26 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(35) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 5. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Bacigalupo, A; Tapia, M. E. 2000. Tecnología para la preparación de alimentos. Chile, Cap. 5: de Agroindustria. PE CU AR IA S. Cultivos andinos subexplotados y su aporte a la alimentación. FAO. Santiago de. Barrientos, E., 2006. Memoria IV Congreso Nacional de la Asociación Boliviana. de Protección Vegetal. Oruro, 5 al 7 de abril de 2006. C.E.A.C. – Dpto. FitotecniaFCAPV-UTO. ABPV. Oruro, Bolivia. 217p. Briceño, O. 2005. Evaluación de la composición química (composición nutricional) de algunas entradas de quinua (Chenopodium quinoa Willd) del banco de. germoplasma de la Universidad Nacional Técnica del Altiplano (Perú). Anales. RO. Científicos 18: 125-134.. Briones, R. 2002. Industrial uses and sustainable supply of Quillaja saponaria. AG. (Rosaceae) saponins. Economic Botany, 53, 302-311.. Camel, V. 2001. Recent extraction techniques for solid matrices supercritical fluid extraction, pressurized fluid extraction and microwaveassisted extraction: their. DE. potential and pitfalls. Analyst, 126, 1182–1193 Carrasco, R., Espinoza, C; Jacobsen, S. 2003. Nutritional Value and Use of the. CA. Andean Crops Quinoa (Chenopodium quinoa) and Kañiwa (Chenopodium pallidicaule). Food Reviews International. Volume 19, Issue 1 y 2. pp 179-189. TE. Chauhan, G., Eskin, N., y Mills, P. 2000. Effect of saponin extraction on the nutritional quality of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) proteins. J. Food Sci.. IO. Technol. 2, 123–126. BI BL. Chenopodium quinoa seeds: Isolation and characterization of new triterpene Corzo, D. 2009, Análisis y selección de diferentes métodos para eliminar las saponinas en dos variedades de Chenopodium quinoa Willd. Jardín Botánico José Celestino Mutis Colombia – Bogota. Dini, I.; Schettino, O.; Simioli, T.; Dini, A. Studies on the constituents of 27 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

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(37) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Miranda, R. 2010. Quinua. Caracterización Agromorfológica de 685 Accesiones de. (Chenopodium. quinoa Willdenow). Pertenecientes al Banco. de. Germoplasma de Granos Altoandinos del CIBREF – UTO en el CEAC. Tesis de. PE CU AR IA S. Grado, Universidad Técnica de Oruro, Bolivia, 2010.. Monje C.; A, Raffaillac J. 2006. Determinación de saponina total en quinoa (Chenopodium quinoa Willd) Memoria IV Congreso Nacional de la Asociación. Boliviana de Protección Vegetal. 5 al 7 de abril de 2006. C.E.A.C. – Dpto. Fitotecnia-FCAPV-UTO. ABPV. Oruro, Bolivia.. Montgomery D., Runger G. 2006. Probabilidad estadística aplicada a la Ingeniería, 2da Edición. Editorial Limusa. S.A. México.. Mori, N. 2008. Eliminación de alcaloides en el tarwi (Lupinus mutabilis) mediante. RO. lavado con agua a diferentes pH. Universidad Católica de Santa María. ArequipaPerú.. AG. Mujica, A.; Ortiz, R.; Bonifacio, A.; Saravia, R.; Corredor, G.; Romero, A.; Jacobsen, S. 2006. Agroindustria de la quinua en los países andinos. Puno,. DE. Perú. Altiplano E.I.R.L. Pág. 26-28. Myers, R.; Montgomery, D. 1995. Response surface methodology: Process and. CA. product optimization using designed experiments. New York: John Willey & Sons INC.. TE. Paredes. E, Quiroz. M, Quispe. K, Reyes. B, Velásquez. L, Zavaleta. N, Sánchez. J, 2012 Aplicación del modelo de Peleg para estudiar el efecto de la temperatura. IO. y dureza del agua durante la rehidratación de frijol caballero (Phaseolus. BI BL. vulgarias). Agroindustrial Science. Universidad Nacional de Trujillo Patero, D. 2014, Departamento de Industria Agroalimentaria, de Alimentación y Nutrición (LAN), Luiz de Queiroz College of Agriculture (ESALQ), Universidad de São Paulo (USP), Piracicaba, SP, Brasil Plackett R. L. ; Burman J. P. 2000 The design of optimum multi factorial experiments. Biométrica; 33: 305–325. 29 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

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(40) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. ANEXOS. Tabla 9. Diseño factorial de Plackett-Burman matriz de diseño experimental de. X2 -1 1 1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 1 -1. X3 1 -1 1 1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 -1. X4 -1 1 -1 1 1 -1 1 1 1 -1 -1 -1. X5 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 1 1 -1 -1. X6 -1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 1 1 -1. X7 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 1 -1. X8 1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1. RO. X1 1 1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1. X9 1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1. X10 -1 1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 -1. X11 1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 -1. % Ext. Sap. AG. N Tratamientos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12. PE CU AR IA S. nueve factores.. Dónde: X1: Temperatura del agua (℃), X2: Dureza del agua (ppm), X3: pH, X4: Proporción (solución: quinua), X5: Tiempo de Ultrasonido (min), X6: Nivel de. DE. ultrasonido, X7: Tiempo de Remojo, X8: Nivel de Agitación y X9: tiempo de Agitación, X10: Tiempo de maceración, X11: Número de papel filtro y la variable. CA. respuesta es el contenido de saponinas que presenta el grano de quinua. TE. Tabla 10. Análisis de varianza para la extracción de saponina. IO. Variables. Suma de. Grados. Medios. cuadrados libertad cuadrados. F. P. 0.000031. 1. 0.000031. 121.1892. 0.000033. (2) Temperatura (Q). 0.000007. 1. 0.000007. 25.3239. 0.002375. (3) Dureza del agua (L). 0.000001. 1. 0.000001. 2.2787. 0.181899. (4) Dureza del agua (Q). 0.000000. 1. 0.000000. 0.3017. 0.602641. 1Lx2L. 0.000000. 1. 0.000000. 1.2223. 0.311265. Error. 0.000002. 6. 0.000000. Total SS. 0.000041. 11. 0.000041. BI BL. (1) Temperatura (L). 32 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(41) PE CU AR IA S. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Figura 8. Equipo de Ultrasonido. DE. AG. RO. Figura 7. Equipo Espectrofotómetro. Figura 9. Equipo filtración al vacío. BI BL. IO. TE. CA. Figura 10. Equipo de lavado con agitación constante. Figura 11. Muestras de quinua antes del proceso de lavado con agitación. 33 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(42) Figura 13. Lavado del grano de quinua a temperatura de 53°C. CA. DE. AG. RO. Figura 12. Muestras de quinua en el equipo de ultrasonido. PE CU AR IA S. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Figura 15. Muestra de quinua después del lavado con agitación. BI BL. IO. TE. Figura 14. Lavado del grano de quinua a temperatura ambiente. 34 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(43) PE CU AR IA S. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. DE. AG. RO. Figura 16. Muestras de quinua después del lavado con agitación. BI BL. IO. TE. CA. Figura 17. Muestras de grano de quinua después de cada tratamiento de lavado. Figura 18. Concentración de saponinas para la elaboración de la curva de calibración. Figura 19. Grano de quinua en solución de alcohol 50 v/v. 35 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(44) PE CU AR IA S. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Figura 21. Muestra del reactivo L-B con la solución filtrado del grano de quinua. CA. DE. AG. RO. Figura 20. Solución filtrada del grano de quinua con alcohol de 50 v/v. Figura 23. Muestras leidas en el espectofotometro. BI BL. IO. TE. Figura 22. Cubetas con la solucion del reactibo L-B y la muestra. 36 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

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