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• Luz Tania Paredes

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INTRODUCCION En los Andes, gracias a la acción de la naturaleza y del hombre, nacieron un conjunto de plantas cultivadas que se constituyeron en la base de antiguas civilizaciones andinas. Algunas de estas plantas, por tener una extraordinaria capacidad productiva, fueron trasladadas a casi todos los países del planeta donde han contribuido a diversificar la alimentación y acelerar el desarrollo socioeconómico. Otras, como la quinua, la qañiwa, el tarwi, los tubérculos andinos y varios frutales aún permanecen en el medio andino sin haber alcanzado altos niveles de explotación comercial e industrial. Algunas de ellas son ampliamente conocidas por sus óptimas propiedades nutricionales y sin embargo aún son poco producidas y consumidas. No se podría entender esta aparente contradicción sin tomar en cuenta que por lo general estos alimentos subexplotados tienen un elevado precio en el mercado debido, entre otras razones, a bajos niveles de producción agrícola, una deficiente agroindustrialización, bajos ingresos de los agricultores, excesiva intermediación en el comercio y calidad muy heterogénea. Si se profundiza un poco más el diagnóstico de la situación arriba descrita se tendría que considerar dos causas primarias subyacentes: � los sabores amargos y quizás también sabores típicos de cada uno de los alimentos mencionados y, � los cambios de hábitos alimentarios motivados tanto por la presencia de otros eficientes cultivos nacionales, como por la importación de alimentos subsidiados y alimentos donados que favorecen la adquisición y consumo de alimentos foráneos. Una agricultura pobre engendra una agroindustria pobre, lo cual impide el mantenimiento de una buena calidad de productos y dificulta la comercialización. Es decir, se tiene que reconocer que dichos cultivos están inmersos en un ambiente donde se conjugan la subproducción y el subdesarrollo. Las perspectivas que se plantean a partir de dicha realidad actual son: o permanecer atados a la órbita del subdesarrollo, o proyectarse hacia el desarrollo donde coexistan condiciones mejoradas de insumos, producción, procesamiento, comercialización, consumo y recursos a fin de producir un mayor progreso y bienestar de la población. En las próximas páginas se enfocará el potencial agroindustrial de los cultivos andinos subexplotados tomando en consideración que se encuentra íntimamente vinculado al potencial agrícola. Es decir, que el desarrollo agroindustrial está vinculado a los volúmenes de producción, costos de los productos agrícolas no procesados, influencia de la genética de las plantas sobre la composición química y características de los alimentos agroindustrializados, muy especialmente: los nutrientes, propiedades reológicas y sustancias indeseables las que �por su toxicidad o por el mal sabor o apariencia� pueden afectar la calidad y aceptabilidad de los alimentos producidos. Se hará referencia, principalmente, al uso alimenticio de algunos de los granos, tubérculos y raíces como la quinua, el amaranto, el tarwi, la arracacha, el olluco y la papa amarga. Se tendrá en mente que el objetivo final es desarrollar alimentos que por sí solos, o en conjunción con otros, puedan dar una mayor y mejor nutrición a la población nacional, al

mismo tiempo que se crean fuentes de ocupación mejor rentadas y se asegura una mayor seguridad alimentaría. A continuación se presenta una revisión de los más importantes avances logrados en procesos agrícola-industriales, muchos de los cuales parten de antiguas tradiciones originadas en civilizaciones andinas. Alrededor de estas revisiones se harán comentarios con el fin de postular nuevas proyecciones agroindustriales apropiadas para estos alimentos.

AGROINDUSTRIA DE LA QUINUA Factor saponina En términos generales se puede afirmar que los granos de quinua, tal como salen de la trilladora, no deben ser utilizados directamente en la elaboración de alimentos por las impurezas asociadas (pajas, piedras, tierra, etc.) y por tener generalmente un sabor amargo notorio. De allí que estos granos tienen que pasar por un proceso de limpieza y desamargado, es decir de eliminación de compuestos químicos en los que predominan las saponinas. Pero también se debe señalar la posibilidad de que otros compuestos puedan acentuar sabores indeseables en el grano de la quinua. Dentro de ellos, se pueden considerar la fracción insaponificable de la grasa (sustancias precursoras de saponinas tales como esteroides, escualeno, terpenoides), los ácidos grasos oxidados, sales minerales de magnesio, oxalatos, etc. La composición química de la quinua da una idea de algunas de estas posibilidades cuando se la compara con la de trigo. No cabe duda, por ello, que es totalmente necesario que el grano de quinua que va a servir para la producción de alimentos humanos tenga un contenido muy bajo de saponinas, ojalá muy inferior al nivel que puede ser detectado por la lengua humana. Dentro de los compuestos amargos destacan las saponinas, moléculas orgánicas pertenecientes ya sea al grupo de los esteroides o de los triterpenoides y que tienen alta solubilidad en agua, soluciones de CINa, NaOH o etanol. Al tratar de definir los procedimientos para eliminar la saponina se ha estudiado su localización en el grano y se ha encontrado que se sitúa en las coberturas externas. De las cuatro capas que recubren el grano y componen en conjunto el episperma (Villacorta y Talavera, 1972; ver descripción botánica del grano) la primera capa externa se presenta bajo el microscopio como una membrana rugosa, formada por células sin núcleos, quebradiza, seca y fácilmente desprendible de las otras. Estas rugosidades, que asemejan las celdas de un panal, albergan una sustancia blanca, opaca y amarga que se asume sea la saponina. Este capa se puede extraer con agua fría o caliente. Sus paredes contienen además una serie de inclusiones en forma de cristales. Una buena proporción de los granos de quinua que se comercializan tienen algún grado de amargor. Por ello, no sería de extrañar que este sabor amargo haya sido por sí solo el factor más importante que ha frenado el desarrollo agroindustrial y consumo de la quinua. Hay dos caminos que pueden conducir a la disminución del contenido de saponinas en el grano de quinua para consumo humano:

� El genético (por mejoramiento genético tradicional o por ingeniería genética). La variedad Sajama de quinua es un ejemplo de lo que se puede lograr en cuanto a producción de quinuas de muy bajo contenido de saponinas. � El procesamiento agroindustrial. La opción agroindustrial debe ser priorizada por las siguientes razones: a) las saponinas parecen ser factores protectores de las plantas y del grano de quinua; b) normalmente es difícil evitar el cruzamiento entre quinuas y por ende mantener la total pureza de las variaciones de quinua de bajo contenido de saponina; e) son mayores los daños que causan los pájaros al momento de la cosecha, al preferir alimentarse con los granos de quinua de menor contenido de saponinas; d) en todo cultivo es cada vez más conveniente reducir al máximo la utilización de plaguicidas artificiales, por motivos sanitarios. Por ello parecería pertinente trasladar gran parte del problema de la eliminación de la saponina al sector agroindustrial, en donde puede ser relativamente sencillo extraerla o transformarla. Experiencias acumuladas sobre el mejoramiento de otras plantas cultivadas como el algodón, donde se han compulsado las ventajas y desventajas que tiene la eliminación por vía genética de sustancias protectoras de la planta �como es el gosipol que es tóxico para ciertos insectos y animales� han llevado a planteamientos similares a los señalados más arriba. Por todas estas razones resulta evidente que mediante la agroindustria se deben eliminar económicamente las saponinas y mejorar la aceptabilidad del grano, sin alterar su excelente valor nutritivo. A continuación se revisan los procedimientos y resultados de métodos tradicionales e industrializados de desamargado. Procesos tradicionales de desamargado Los campesinos y las amas de casa utilizan tradicionalmente los procesos húmedos. Consisten en sucesivos lavados del grano en agua, haciendo fricción con las manos o una piedra para facilitar la eliminación de las primeras capas (Tapia et al., 1979). Ello es demasiado laborioso cuando se trata de grandes cantidades de quinua, por lo que no constituye una alternativa práctica. Otro proceso tradicional es el que se emplea en algunas comunidades de la región de los salares en el altiplano sureño de Bolivia; concretamente en la población de Llica se pudo observar la utilización de una piedra horadada de unos 50 cm de diámetro. En ella se coloca la quinua mezclada con arena gruesa, que en la región se denomina pokera. La mezcla quinua-arena se expone al sol durante unas horas hasta que se caliente. Con esto se consigue que el pericarpio se dilate y facilite su desprendimiento al frotarse el grano manualmente o con los pies (Tapia et al.,1979). Los principios de estos sistemas tradicionales son los que en buena parte han guiado el desarrollo de alternativas agroindustriales para el desamargado del grano de la quinua. Procesos de desamargado Básicamente se han estudiado hasta el momento cuatro tipos de procesos de desamargado: el seco a temperatura ambiente; el seco en caliente; el húmedo; y el combinado que usa la vía seca y la vía húmeda. Procesos secos a temperatura ambiente Desde antes de 1950 se tienen noticias del esfuerzo realizado por pequeños molineros de Cusco para desamargar el grano de quinua mediante la utilización de equipos de molienda

de trigo. Usaron gran ingeniosidad para ajustar los equipos disponibles al grano de quinua. Producían quinua perlada y harina de quinua, y obtenían un afrecho con saponina que entre varios usos se utilizaba para la alimentación animal, el lavado de la ropa, o la elaboración de cerveza. En Bolivia, a raíz del Decreto Supremo N� 121187 del 17 de enero de 1975, la Empresa Ferrari Ghezzi y Cía. Ltda. de Oruro tomó la decisión de desarrollar industrialmente la producción de harina de quinua probando las vías seca, húmeda y combinada. El proceso de cepillado realizado con los equipos de Ferrari Ghezzi y Cía. dio como resultado que las pérdidas fueran del orden del 8,74% y que el contenido de saponinas después de la cuarta pasada llegaba a 0,74%, cifra que está muy por encima del valor de 0,06 a 0,12% considerado como mínimo por Zavaleta, según el método de análisis utilizado por él. La empresa descartó posteriormente la producción de cualquier tipo de harina de quinua en vista de que la falta de reglamentación del Decreto permitió que se continuara importando harina de trigo en forma indiscriminada y a precios subsidiados. En el Perú, con el apoyo del Instituto de Investigaciones Agroindustriales del Ministerio de Agricultura, el Instituto Interamericano de Ciencias Agrícolas (IICA) y el Fondo Simón Bolívar, se realizó un importante esfuerzo para diseñar una máquina escarificadora de quinua que pueda producir rendimientos elevados de separación de saponinas, a bajos costos. Dicho sistema utiliza medios mecánicos abrasivos y la acción combinada de paletas giratorias que golpean el grano contra tamices estacionarios y que permiten un raspado eficiente de los granos de quinua (Torres y Minaya, 1980). El polvillo desprendido pasa a través de la malla y se separa el episperma del grano; este es transportado al interior del tamiz para pasar a una tolva que desemboca en sacos de polipropileno. En la Figura 38 se muestra el modelo de máquina escarificadora de quinua de tres cilindros dispuestos paralelamente y al tresbolillo, de tal manera que los granos en proceso pasan de un cilindro a otro por gravedad. Cada cilindro está provisto de 9 paletas escarificadoras hechas de una lona similar a la de las correas planas de transmisión y de 12 paletas transportadoras que tienen un ángulo de inclinación de 120 respecto al eje. Las paletas son regulables pudiendo modificarse la distancia a la pared interior del cilindro así como la velocidad de giro. Las mallas permiten el paso del afrechillo pero no del grano escarificado. El grano escarificado que sale del cilindro recibe una corriente de aire que arrastra el polvillo y afrechillo, los cuales son recuperados en una cámara de expansión que actúa como cámara separadora de partículas. Figura 38 Máquina escarificadora de quinua

Fuente: Torres y Minaya, 1980 Según Torres y Minaya (1980) la eficiencia y capacidad de procesamiento de la máquina escarificadora fue de 94,6% y el contenido de saponina de diferentes variedades de quinua sometidas a escarificación en Juliaca, Perú, se muestra en el Cuadro 63. Cuadro 63 Contenido de saponina en diferentes variedades de quinua en porcentaje Muestra

Sajama

Testigo

0,08

0,13

0,017

0,39

�

�

0,04

0,05

0,04

0,25

Escarificada

Blanca Kancolla Witulla Comercia de Juli (colorada) lIIACSA

Fuente: J. Alvarez, 1980, Universidad Cayetano Heredia; Marín y Minaya, 1978 Los rendimientos de un equipo similar, pero procesando quinua Real, son mostrados en el Cuadro 64. Cuadro 64 Tratamiento por escarificación de quinua real con 2,62% de saponina. Planta piloto de Juliaca, Perú Pasada Alimentación Producto Merma Merma o N kg kg kg %

Saponina en quinua procesada %

1

45,5

42,4

3,0

6,61

0,60

2

38,0

37,1

0,9

2,37

0,48

3,9

8,98

Total

Fuente: Zavaleta, 1982 Zavaleta (1982), en base a la revisión de resultados obtenidos con equipos escarificadores destaca la buena eficacia del equipo montado en Juliaca. Además, bajo algunas condiciones de tratamiento se producía un excesivo desprendimiento de germen del grano de quinua de la variedad Sajama, disminuyendo la calidad proteica de la quinua perlada. Sin embargo, no se dio este caso en la quinua Real boliviana tratada experimentalmente. Lamentablemente, ninguno de los equipos diseñados para escarificación de quinua permitió obtener niveles de separación de saponinas lo suficientemente elevados como para posibilitar el consumo humano directo sin ulterior tratamiento. En el Cuadro 65 se muestran los análisis químicos proximales del polvillo obtenido de la escarificación del grano de quinua para la elaboración industrial de quinua perlada en Cusco. Llama la atención el elevado contenido de proteínas totales y de grasa en el polvillo, debido a que el 70% del nitrógeno de la semilla de quinua y la mayoría de la grasa se encuentran en el embrión. Cuadro 65 Composición química (base seca %) del polvillo resultante del escarificado para la producción de quinua perlada Proteína total (Nx6,25)

7,75

Grasa

3,41

Ceniza

15,31

Nifex

64,06

Fibra cruda

9,47

Fuente: Departamento de Nutrición, UNALM, Lima, Perú Procesos con uso de calor seco Las primeras empresas que intentaron producir harina de quinua desamargada también usaron métodos de tostado con el fin de eliminar las cáscaras que contenían las saponinas. En Breña, Lima, en el año 1954, se producía harina de quinua procesada por tostado en una bola de hierro, donde la quinua era sometida a una alta temperatura mediante la llama de un calentador aplicada externamente mientras rotaba la bola. Una vez tostada la quinua, era pasada por un cernidor que separaba las cáscaras tostadas y molida en un molino de piedra. El producto se vendía en Lima, pero la empresa desapareció a los pocos años. En 1978 en Bolivia, Luis Carlos Lázaro experimentó la desaponificación tostando y posteriormente recurriendo al uso de la fricción simple, la fricción con CINa o los dos tipos de fricción combinados. Los resultados mostraron la mayor efectividad del tostado con fricción combinada. Es bastante difícil obtener un tostado uniforme sin quemar una parte de los granos y adicionalmente se producen apreciables pérdidas de nutrientes, especialmente de aminoácidos como lisina, con el uso del calor seco. Procesos húmedos

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., 1979). Años más tarde (1972), en la Universidad Nacional Agraria de La Molina, Perú, y después de hacer un análisis de los 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 saponina contenida en la quinua, sometiéndola a un proceso de lavado continuo con agua turbulenta. En el año 1973, Junge en Chile realizó investigaciones que le llevaron a utilizar una celda de flotación que facilitaba la extracción de saponina. En primer lugar, la semilla es sometida a maceración en agua para ablandar la capa que contiene la saponina. La acción de la turbina produce una violenta turbulencia y una succión de aire a través del eje hueco, lo que se traduce en la formación de abundante espuma que sale por la parte superior, quedando la quinua lavada en la parte inferior de la celda de flotación, a pesar de la gran turbulencia. La capa exterior o pericario es separada del endosperma por la acción de frotamiento de las aletas de la turbina que impulsan los granos contra las aletas fijas. Esta extracción es ayudada por una temperatura de agua adecuada (Junge et al., 1975). Otros investigadores han utilizado aguas alcalinas para la extracción con resultados aparentemente satisfactorios. Durante el período 1979-81, con el apoyo de la FAO, se estableció en Huarina, Bolivia, un centro experimental para el procesamiento industrial de la quinua. En él, Reggiardo y Rodríguez desarrollaron un proceso por vía húmeda para desamargar la quinua, con el cual se elaboraron tres productos: quinua perlada, hojuela y harina de quinua. Los equipos utilizados fueron diseñados y construidos en Perú y Bolivia. El diagrama de flujo (Figura 39) ilustra el procesamiento básico. La experiencia acumulada en el tratamiento de las diversas variedades de quinua ha permitido determinar los parámetros de procesamiento por vía húmeda que son más apropiados para cada una de las variedades (Cuadro 66), así como calcular los costos de instalación y procesamiento. Los productos elaborados son de alta calidad habiéndose alcanzado niveles de saponina entre 0,70 y 0,85% expresados como extracto acuoso. Los productos de quinua han sido colocados en el mercado boliviano desde el mismo comienzo de operación de la planta piloto, lo que ha permitido recoger informaciones de mercado que son fundamentales respecto a las características necesarias para el éxito de una planta agroindustrial de quinua. Se han tomado en cuenta los aspectos de acopio, procesamiento, financiación, administración, comercialización y se ha elaborado un manual de laboratorio para el control de calidad. Cuadro 66 Tiempos requeridos para la extracción de saponina utilizando agua Remojo (min)

Agitado (min)

Sajama

5

5

5

15

4-5

Real

8

15

7

15

4-5

Criolla

7

15

8

15

4-5

Variedades

Enjuage Vaciado (min) (min)

Secado (horas)

Fuente: Reggiardo y Rodríguez, 1983 En la misma planta piloto de Huarina y en varias instituciones de Brasil, Perú, Guatemala y Bolivia se han realizado investigaciones dirigidas a mejorar la eficiencia de la extracción húmeda, tomando en consideración los tiempos de remojo previo y de contacto de la

quinua con agua turbulenta, volumen de agua utilizado, temperatura del agua, escurrimiento, etc. Así por ejemplo, Tellería en 1977 comparó tres temperaturas de extracción (50, 70 y 87�C) y encontró que el contenido de saponina del grano de quinua puede ser reducido hasta un 20-25% de su nivel inicial con un lavado a 50�C seguido de un paso de filtración en malla de nailon. Después de un lavado similar a 70�C u 87�C la saponina ya no era detectable mediante el análisis afrosimétrico. Pero los máximos valores de PER en ratas fueron encontrados para quinuas lavadas a 87�C. Figura 39 Diagrama de flujo y de rendimiento para la obtención de quinua perlada, hojuela y harina

Fuente: Reggiardo A. y W. Rodríguez, 1983 Un equipo de profesores de la Universidad Agraria de La Molina realizó diferentes estudios en el Perú sobre los tiempos óptimos de remojo y lavado de algunas variedades de quinua, así como las temperaturas más deseables. 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 extracción de saponina. También halló que al incrementar la temperatura del agua de lavado de 40�C a

70�C aumentaba progresivamente la extracción de saponina y mejoraba hasta un 67,3% en relación al lavado hecho a temperatura ambiente (Briceño, 1975). Sin embargo, se concluyó que no sería recomendable la utilización de temperaturas de 70�C en vista de que los granos de quinua lavados a esa temperatura cambiaron su aspecto y perdieron en gran proporción su embrión o germen. Este comportamiento se explica por la gelatinización del almidón de quinua que se inicia a 56,9�C y termina con la gelatinización de todos los gránulos a 70�C (Scarpati y Briceño, 1982). De allí que la temperatura de lavado debería tener como límite máximo 50 a 53�C. Finalmente, en base a estos datos aconsejó que para incrementar el rendimiento de la planta piloto de Huarina se efectúe un enjuage posterior al lavado dejando escurrir las bandejas con la quinua que sale de la lavadora antes del ingreso al secado, con lo que la eficiencia de extracción se incrementa hasta 35,14%. Zavaleta en 1982 llevó a cabo un detallado estudio sobre determinación de alternativas de desaponificación de quinua. En primer lugar revisó aquellos parámetros que puedan tener mayor incidencia en la extracción de saponinas, usando ya sea la vía seca o la vía húmeda. A continuación, realizó una serie de ensayos experimentales en el laboratorio y planta piloto con la finalidad de efectivizar el método de extracción húmeda en vista de sus cualidades inherentes, ya sea que este se use independientemente o como complemento de la vía seca. Alrededor de la naturaleza fenomenológica de la extracción de saponina de quinua mediante agua destacó los siguientes factores: la facilidad de extracción de la saponina externa; la necesidad del uso de un proceso de difusión en la segunda capa del episperma que implica la solución de saponinas localizadas por debajo; generación de un flujo de soluto hacia el exterior y formación de un gradiente de concentración; el paso del soluto a través de las membranas de las células apoyado por un proceso de ósmosis que puede inhibir el arrastre de materiales indeseables. De esta manera, el sentido del flujo de solvente y soluto resulta inverso. El solvente tiende a penetrar al interior del grano, favoreciendo el aumento de la humedad de la quinua mientras que las saponinas toman un camino contrario. La operación de extracción estaría controlada principalmente por la resistencia a la transferencia de masa ofrecida por la película estacionaria de solución establecida alrededor del grano. De allí que al crearse agitación en el medio de extracción, es decir elevando el número de Reynolds, tendría que acelerarse el proceso de extracción. Sobre esas bases, Zavaleta plantea un modelo de extracción que correlaciona la forma geométrica del grano (media másica de diámetros equivalentes); la turbulencia; la película estacionaria alrededor de los granos donde se hace la transferencia de masa; la uniforme distribución de las saponinas que tendrían propiedades físico-químicas similares; el diámetro equivalente del grano que permanece constante durante la extracción; el espesor de la película de saponina que es mucho menor que el diámetro equivalente del grano; la velocidad más alta de disolución de las saponinas que la difusión del soluto en la capa estacionaria alrededor del grano; las velocidades de transferencia de masa suficientemente bajas para no afectar el espesor de la capa formada alrededor de la esfera; y la inexistencia de reacción química entre el soluto y el solvente. Con el apoyo de un equipo extractor de laboratorio realizó un conjunto de ensayos sobre la eficiencia de extracción de la saponina por la vía húmeda, que fueron evaluados tomando una serie de parámetros entre ellos el de balance de materiales, porcentajes de extracción de saponinas y tres índices que son: el número de Reynolds, el número de Fourier y el número de Sherwood. El primero interrelaciona la velocidad angular de rotación y diámetro de la hélice del agitador, la densidad y viscosidad dinámica del fluido. El número de Fourier mide la difusividad de las saponinas en solución acuosa en función del tiempo y el diámetro másico medio. Y el número de Sherwood considera el coeficiente de transferencia de masa del diámetro másico y la difusividad.

Después de una interesante serie de pruebas Zavaleta llegó a las siguientes conclusiones: - La mayor parte de la desaponificación se debe a un efecto mecánico abrasivo del

solvente desplazado a alta velocidad sobre la superficie de la quinua y por lo tanto no a un proceso de difusión solamente. Consecuentemente, esta parte de la operación podría ser realizada más eficientemente utilizando la vía seca. - El lavado debe realizarse a régimen completamente turbulento y por tiempo de contacto reducido. Sin embargo, no debe excederse el número de Reynolds crítico (130.000), por encima del cual se aprecia destrucción del grano de quinua. - El número de Reynolds debería quedar confinado alrededor de 50.000 con el consiguiente ahorro en la potencia destinada a la agitación, con lo que se evita el desplazamiento del grano de quinua respecto al solvente; la creación de zonas de baja presión en la parte posterior de la superficie del grano de quinua; la reducción del área efectiva de transferencia de masa y la aparición de burbujas pequeñísimas que eliminan la unicidad del solvente, creando zonas inactivas para la transferencia de masa. - Tiempos prolongados de extracción de saponinas de quinua con agua no mejoran sustancialmente el rendimiento de extracción y eventualmente pueden bajarlo, acarreando además la desventaja de producir niveles muy elevados de hidratación ligada del grano de quinua, lo que implica mayores gastos para el secado. - Independientemente de las condiciones que se utilicen al aplicar exclusivamente

la vía húmeda, una sola pasada no sería suficiente para rebajar el contenido de saponinas de quinua Real a un nivel aceptable para el consumidor. - El contenido porcentual de humedad de la quinua inmediatamente posterior a su tratamiento puede llegar al 27%. A estos niveles de hidratación, los secadores solares o inclusive la exposición directa al ambiente pueden resultar suficientes como medios de secado, sin peligro de germinación precoz del grano de quinua. Proceso combinado: vía seca-vía húmeda Una combinación de los procesos de escarificación y húmedo parecen dar mejores resultados que los métodos seco o húmedo utilizados separadamente, tanto para la eliminación de saponinas, como por demandar menor cantidad de agua. Con un proceso combinado se pueden lograr tiempos de contacto breves (2 minutos) con bajas relaciones solvente/alimentación (2:1 o aun algo menores; Zavaleta, 1982). Trabajando a la menor temperatura (10�C) es posible con una sola pasada obtener quinua con contenidos de saponinas dentro de un rango aceptable para posibilitar el consumo humano directo sin ulterior tratamiento. Esta circunstancia resulta económica en términos de consumo energético ya que supone bajos niveles de hidratación además de no requerirse calefacción en ninguna de sus etapas. Bajo esas circunstancias se tienen todas las condiciones para diseñar un equipo continuo de alta productividad para el lavado de quinua. El proceso combinado ha sido perfeccionado exitosamente en Ecuador por Arias y Nieto, y en Oruro, Bolivia, por Elizabeth Derpic (1988). Esta última utiliza en primera instancia la vía seca mediante escarificación de la capa que contiene la saponina; ésta se efectúa en un cilindro provisto de ocho paletas y permite eliminar aproximadamente 65% de la saponina. Una vez que salen del cilindro escarificador, los granos pasan por un sistema de clasificado vibratorio con fuerte ventilación para separar la mayor parte del polvillo.

El lavado se realiza en un equipo que presenta la forma de una cámara en plancha, con recubrimiento interno. Interiormente existe un sistema de correa transportadora que lleva la quinua en un recorrido dentro del reactor durante el cual es sometida a un sistema de extracción sólido-líquido en forma de riego continuo de agua a presión y temperatura ambiente, sobre el lecho móvil. Se puede optimizar esta operación y trabajar con ciertos parámetros como tiempo de permanencia en el reactor, presión del agua, velocidad de la correa, etc. Una vez lavada la quinua se somete a escurrimiento en el mismo equipo. La espuma es separada del agua de lavado mediante un filtro en la parte intermedia entre la cinta transportadora y el depósito de agua al fondo, donde se acumula el agua escurrida. El agua no se considera contaminada por las bajas concentraciones de saponina remanentes. Debido a este sistema de lavado, el grano no llega a tener "humedad ligada" como sucede con el método húmedo. La quinua sale con aproximadamente 27 a 30% de humedad, cifra que facilita la operación de secado. El secado se efectúa en un secador con energía combinada solar-eléctrica. La toma de aire se conecta a un colector de 2x1 m. El aire es calentado hasta alcanzar aproximadamente 65�C y pasa a través de un cilindro rotatorio de malla fina hasta la salida por mecanismo helicoidal y fenómeno de gravedad. La velocidad máxima de rotación es 600 rpm. El producto final tiene una humedad alrededor de 11%. La instalación se complementa además por un equipo separador de piedras, de características hidráulicas y un equipo de centrifugación para facilitar y agilizar el presecado. Algunas empresas, tales como la Central de Cooperativas Agropecuarias, Operación Tierra Ltda. de Mañica y Nor Lipez, en el departamento de Potosí, Bolivia, han adicionado equipos de lavado con agua para lograr una mayor extracción de saponina y mejor comercialización. Determinación del contenido de saponina Un aspecto que tiene mucho significado para acelerar el desarrollo de la quinua es contar con un método oficial de análisis de saponina que permita obtener resultados comparables. Actualmente, los resultados sobre contenidos de saponinas luego del desamargado tienen diferencias demasiado amplias cuando se comparan similares procesos de desamargado y similares variedades de quinua (Cuadro 67). El problema es determinar qué niveles de saponina pueden ser aceptados en los alimentos sin que su sabor amargo interfiera. En algunos alimentos se aceptan niveles de saponina hasta 5% (garbanzo), pero no es válido suponer el mismo caso para la quinua, debido a que las saponinas con sus estructuras diferentes pueden producir sensaciones diferentes de amargor y toxicidad. El sabor amargo es muy difícil de cuantificar debido a las diferentes sensibilidades de las personas. En las mezclas de harinas de quinua dulces con amargas se encontró que una mezcla que contenía sólo 0,6% de harina amarga fue considerada amarga por los catadores (equivalente a 0,13% de saponinas), (Koziol, 1990). Por ello es indispensable contar con un método de análisis de quinua de referencia ampliamente conocido entre los investigadores; y por otro lado se requiere crear un comité técnico a nivel internacional para seleccionar y revisar periódicamente los métodos analíticos de referencia que sean más apropiados para las determinaciones de saponinas. No sólo la quinua posee saponina; una gran cantidad de alimentos contienen estos compuestos como los garbanzos, lentejas, maní, espinaca, etc., en diversas concentraciones y composiciones. Para su determinación se han desarrollado diversos métodos (Risi, 1986):

- Producción de espuma en agua. - Métodos gravimétricos mediante extracción y cristalización. - Cromatografía sobre gel de sílica. - Hemólisis, usando glóbulos rojos humanos o de animales (conejos). - Inhibición de crecimiento del hongo Trichoderma viride.

De estos métodos, el utilizado con mayor frecuencia es el de producción de espuma por su facilidad de manejo y buena correlación. Cuadro 67 Remanente de saponinas según diversos metodos y autores Hemólisis Las saponinas, además de su sabor amargo, se caracterizan por producir espuma y causar hemólisis en la sangre de los animales inferiores. Andrade (1988) consideró conveniente hacer una investigación para determinar si la saponina es igualmente tóxica para el hombre. Empleó 500 muestras de sangre humana (1000 �g cada una) que mezcló con concentraciones entre 10 y 1000 �g de saponina, de una pureza de 75%. En todas las concentraciones observó una hemólisis masiva de los glóbulos rojos, 3% de los glóbulos blancos se afectaron y no se detectaron cambios en las plaquetas. A esto hay que agregar sin embargo, que de acuerdo a estudios efectuados, la saponina no sería absorbida a través de las paredes intestinales y por lo tanto no llegaría al torrente sanguíneo. Método de la espuma En los laboratorios de Latinreco, ubicados en Ecuador, se ha desarrollado y estandarizado un método físico para determinar las saponinas de la quinua, basado en su propiedad tensoactiva. Cuando se disvuelven en agua y se agitan, las saponinas dan una espuma estable, cuya altura está correlacionada con el contenido de saponinas en los granos. Las investigaciones han consistido en la elaboración de un estándar y la estimación del contenido mediante un método normal y otro rápido (Koziol, 1990). Estos procedimientos parecen aptos para ser usados en controles de calidad de la quinua, por lo que se detallan a continuación. Extracción de saponina de la quinua para uso como estándares Se extrajeron bajo reflujo las saponinas de quinua desengrasada, usando metanol al 80%. Debido también a que se extrajeron algunos pigmentos por la solución metanólica, el extracto seco se disolvió en una mínima cantidad de butanol:etanol:agua (1:1:1 por volumen) para ponerlo en una columna de cromatografía con óxido de aluminio. Las saponinas fueron eluidas desde la columna por 250 ml de butanol:etanol:agua (1:1:1 por volumen), luego se evaporó el solvente para obtener las saponinas. La preparación de las saponinas fue secada en un desecador. Un análisis sobre esta preparación mostró un contenido de cenizas del 3,8% y de proteínas de 15,0% (Kjeldahl Nx6,25). Por comparación, la preparación de saponinas vendida por Merck mostró un contenido de

proteínas de 1,6%. Se tomó en cuenta la pureza de la preparación de saponinas en la elaboración de la curva de calibración. Curva de calibración. La Figura 40 muestra la curva de calibración para la altura de espuma por concentración de saponinas en solución. Para elaborar esta curva se siguió el método dado a continuación, usando soluciones de las saponinas extraídas en lugar de hacerlo con granos de quinua. Se obtiene una correlación lineal sólo en concentraciones de saponinas menores a 2,0 mg/5 ml, lo que limita la aplicación del método. Estimación del contenido de saponina Materiales � Tubos de ensayo con tapones de rosca, 160 mm de longitud y 16 mm de diámetro � Probeta de 10 ml � Cronómetro o reloj � Balanza sensible al 0,01 g � Regla sensible al 0,1 cm � Agua destilada � Portatubos Figura 40 Curva de calibración

Cada punto representa el promedio de 4 ensayos � los límites de 95% de confiabilidad. Ecuación de regresión desde 0 hasta 2 mg de saponinas/5ml: y=1,582 x + 0,179 (r=0,993) Fuente: Koziol. En: Latinreco, 1990 Método normal

� Pesar 0,50 � 0,02 g de granos enteros de quinua y colocarlos en un tubo de ensayo. � Añadir 5,0 ml de agua destilada y tapar el tubo. Poner en marcha el cronómetro (o leer el reloj) y sacudir vigorosamente el tubo durante 30 segundos. � Dejar el tubo en reposo durante 30 minutos, luego sacudir otra vez durante 20 segundos. � Dejar en reposo durante 30 minutos más, luego sacudir otra vez durante 30 segundos. Dar al tubo una última sacudida fuerte, igual a las sacudidas que se usan con termómetros orales. � Dejar el tubo en reposo 5 minutos, luego medir la altura de la espuma al 0,1 cm más cercano. Cálculos mg saponinas/g peso fresco

=

% saponinas

=

0,646 x (altura de espuma en cm) -0,104 (1) (peso de muestra en g)

0,646 x (altura de espuma en cm) -0,104 (2) (peso de muestra en g) x (10)

Por ejemplo, si una muestra de quinua de 0,51 g dio una altura de espuma de 1,5 cm, los cálculos son: mg saponinas/g peso fresco

=

% saponinas

=

(0,646 x 1,5) � 0,014 = 1,70 0,51

0,646 x (1,5) - 0,104 = 0,17 (0,51) x (10)

Por lo tanto, la muestra de quinua contiene 1,70 mg de saponinas por grano de peso fresco, o 0,17% de saponinas por peso. Duración del análisis: 73 minutos. Método rápido Para hacer determinaciones más rápidas puede tomarse la lectura de la altura de espuma después de una agitación de 30 segundos, esperando unos 10 segundos más para que se estabilice la espuma. La ecuación de correlación entre lecturas de alturas de espuma tomadas después de 30 segundos de agitación y las tomadas normalmente al fin de 73 minutos es: (altura final) = 0,683 x (altura de espuma después de 30 s) + 0,163 (3) La sustitución de la ecuación (3) en las ecuaciones (1) y (2) da: mg saponinas/g peso fresco

=

0,441 x (altura de espuma después 30 seg en cm) + 0,001 (peso de muestra en g)

(4)

% saponinas

=

0,441 x (altura de espuma después 30 seg en cm) + 0,001 (peso de muestra en g)

(5)

x (10)

Con este método rápido se relaciona una quinua dulce con una altura de espuma de 1,2 cm o menos. Discusión y conclusiones Como el 99% de la variación de humedad encontrada en los granos de quinua se incluye dentro de los límites de tolerancia de � 0,02 g en el peso de las muestras analizadas, pueden hacerse directamente análisis rápidos del contenido de saponinas en granos de quinua sin medir los porcentajes de humedad. El Cuadro 68 muestra los resultados del análisis en ocho muestras de quinua por el método de espuma desarrollado por Latinreco. Se hicieron también evaluaciones organolépticas para averiguar el sabor de los granos. Aunque pueden distinguirse diferencias en el contenido de saponinas entre las variedades de quinua amarga en base a la altura de la espuma, no pueden calcularse los valores a una altura de espuma mayor de 3,0 cm. Cuadro 68 Determinación del contenido de saponinas en granos de quinua por el método de espuma Muestra

Altura de espuma cm

Saponinas

% saponinas

x

DE

mg/g peso fresco

por peso

0,1(a)

0,1

BLD (b)

BLD

Sajama 1

0,4

0

0,31

0,03

Sajama 2

0,6

0,1

0,57

0,06

Sajama 3

0,2

0,1

0,05

0,005

1,4

0,4

1,60

0,16

Porotoc

5,6 (c)

0,6

SLD

SLD

LR-013

5,8

0,4

SLD

SLD

San Juan INIAP

7,9

0,2

SLD

SLD

Quinua dulce

Perulac pulida

Quinua amarga Perulac entera

Los valores son los promedios de 4 ensayos con excepción de (a) n=6 y (c) n=21 x =promedio, DE=desviación estándar (b) Por debajo de los límites de detección de este método. Según las ecuaciones dadas, no se puede estimar contenidos de saponinas cuando la altura es menor a 0,2 cm (e) Nivel de espuma supera a los límites de detección de este método porque sale de la correlación lineal entre la altura de espuma y la concentración de saponinas en solución Fuente: Latinreco, 1990

Sin embargo, este método de espuma tiene validez como un método semicuantitativo para distinguir entre la quinua dulce y amarga. Por ejemplo, las muestras de quinua que mostraban una altura de espuma de 0,6 cm o menos se clasificaron por degustación como dulces, mientras que aquellas que mostraban una altura de espuma de 1,4 cm o más se clasificaron como amargas. En un ensayo de degustación con diferentes proporciones de harinas de Sajama (dulce) y harina de quinua amarga, pudo clasificarse como amarga sólo la mezcla de harinas que contenía 0,13% de saponinas. Los sabores de las mezclas de harinas que contenían 0,10 y 0,11% eran casi iguales. Por lo tanto puede considerarse como dulce la quinua que contiene 0,11% saponinas o menos y como amarga la que contiene saponinas por encima de 0,11%. Este contenido de saponinas se relaciona a una altura de espuma de 1 cm o menos para la quinua dulce y alturas superiores a 1 cm para la quinua amarga (en el método normal). Percepción de sabores Al hacer estas investigaciones, sin embargo, no debería olvidarse que se ha simplificado mucho al enfocar el problema del amargor exclusivamente en las saponinas, dejando de lado la contribución que podrían hacer otros compuestos presentes en el grano de quinua (ver factor saponinas). Al respecto son pertinentes las observaciones que hace Heath (1981) en su libro Source Book of Flavours, al indicar que "hay una gran diversidad de compuestos que están asociados al sabor. Es casi imposible correlacionar la estructura química con la intensidad o calidad de la sensación gustativa. Aparte de grandes generalizaciones no se ha hecho una clasificación de sustancias amargas". En el caso de la quinua se cuenta con una amplia gama de compuestos orgánicos e inorgánicos que podrían contribuir a conferir, modificar o reducir el llamado sabor amargo de alimentos elaborados a base de quinua. En algunos casos podría venir acompañado con sabores descritos como metálicos, astringentes, jabonosos, picantes o rancios que se pueden presentar al momento de la degustación o minutos después. Por otro lado no se puede olvidar que con los actuales métodos de desaponificación, cada vez que se extraen las saponinas de la quinua, también se están extrayendo compuestos químicos que a menudo contribuyen a dar sabores y olores atractivos al alimento y que le confieren la personalidad e identidad que la hace diferenciable respecto a otros alimentos. Los procesos de desamargado descritos tampoco fueron diseñados para extraer la totalidad de las saponinas y sapogeninas. Después de todo será deseable que la óptima tecnología de desamargado encuentre un balance apropiado y no se asuma siempre que todos los sabores amargos son rechazados por los seres humanos (por ejemplo en las bebidas como cerveza, amargo de angostura y Campari). Comentarios sobre el desamargado Las experiencias revisadas dan una idea del buen avance realizado en materia de desamargado de la quinua, tanto por la vía seca como por la húmeda. Ambas posibilidades tienen ventajas y desventajas que quedan resumidas en el Cuadro 69. También se cuenta con buenas técnicas de desamargado, como lo ratifican los estudios económicos, tecnológicos y nutricionales, que favorecen el uso de los métodos húmedos o combinados. Cuadro 69 Comparación de la desaponificación por la vía húmeda y la vía seca

Ventajas

Desventajas

Vía húmeda Buena calidad proteica Poca cantidad de granos dañados

Elevada cantidad de agua requerida Operación dificultada por enorme cantidad de espuma Elevada humedad del grano (50%) Costo muy elevado del secado Costo adicional por calefacción del aguade tratamiento

Vía seca (escarificación) Ningún requerimiento de agua Facilidad de manipulación

Producto con porcentaje demasiado alto de saponinas Significativas pérdidas en cuanto a valor nutritivo (proteínas y lípidos)

Sistema combinado secohúmedo Consumo de agua razonable Grano con buena calidad proteica Cantidad aceptable de saponina Secado con energía solar Minimización del costo por energía Recuperación posible de saponinas

Mayor requerimiento de equipos

Fuente: Derpic, 1988 La diferencia de los costos de procesamiento entre el método seco y el húmedo no son muy grandes (US$ 0,50 vs. 0,53/kg). Tal fue la conclusión de Reggiardo y Rodríguez, obtenida en un estudio realizado en la Planta Piloto de Huarina, donde se dispone de ambos tipos de equipos. Queda abierta la posibilidad de disminuir los costos de desamargado y mantener a la vez un alto valor nutricional mediante el método combinado. El método combinado y el húmedo permiten mantener el alto valor nutritivo de la quinua, lo cual tiene gran importancia ya que éste constituye la máxima distinción y atractivo de la quinua entre los alimentos vegetales conocidos, debido a su excelente balance de aminoácidos y buen contenido de ácidos grasos esenciales, vitaminas y minerales. Desde ese enfoque, ningún sistema de desamargado, por muy eficiente que sea, puede ser considerado apropiado si rebaja apreciablemente el valor nutricional de la quinua. Sin embargo, no es fácil desamargar la quinua mecánicamente debido a su peculiar forma, la ubicación tan expuesta del embrión que contiene la mayor parte de sus nutrientes principales y el total recubrimiento del fruto, con células que contienen saponina. Se puede visualizar mejor el riesgo tecnológico al que está sujeto el grano de quinua, examinando las microfotografías hechas por Villacorta. Ella localizó las saponinas y otras sustancias no identificadas en la primera capa de células no nucleadas que constituyen el episperma (Fotografías 28 y 29) y consideró que en la segunda capa del episperma también se encuentra saponina. Además, el grano de quinua, al igual que el amaranto, tiene ubicado su embrión en una posición planetaria. Por ello resulta difícil la eliminación, en seco y por medios mecánicos, de las dos delgadas membranas que contienen saponina, sin dañar o eliminar el delicado germen.

Fotografía 28 Corte transversal de semilla de quinua Kcancolla. PC Pericarpio. G Germen. E Endocarpio. (Microscopía electrónica de barrido)

Fotografía de Jorge A. Cabrera Laverde Fotografía 29 Corte transversal de semilla de quinua Jarojihura mostrando sus tres membranas y la membrana del embrión. Microscopía óptica, aumento 500 x

Fotografía de María Luisa Villacorta y Víctor Talavera Otros granos como el trigo, maíz, arveja y frijol tienen mejor protegidos sus embriones debido a una configuración diferente. En cambio, el voluminoso embrión de la quinua (2030% del grano) se convierte en un verdadero parachoque, cada vez que el grano es impulsado por paletas o el viento contra las paredes de una malla, o contra otros granos, al no contar con el efecto amortiguador de un líquido como el agua. De allí que para una buena escarificación tiene gran importancia mantener apropiadas velocidades de rotación, diseñar buenos mecanismos de batido y controlar el tiempo de operación. El escarificador de Torres y Minaya da un rendimiento satisfactorio durante las primeras pasadas, pues extrae una buena proporción de saponina sin remover demasiada proteína bruta o grasa. En las siguientes pasadas por el escarificador será más difícil mantener esa buena proporción debido a que el embrión está cada vez más expuesto. Dada la forma del grano de la quinua es probable que el episperma que rodea el embrión se gaste en primer lugar y se pierda una mayor proporción de proteínas y grasas; las primeras además tienen un PER superior a las del perisperma.

Finalmente, hay que destacar que la industria de desamargado debe también preocuparse por ayudar a la conservación del medio ambiente, considerando que las saponinas del agua de lavado pueden afectar la vida acuática en lagos y ríos vecinos a las plantas de tratamiento. Con esta finalidad, la propia agroindustria debería buscar tecnologías que transformen las saponinas extraídas en productos útiles a la sociedad, tales como emulsiones para placas, películas y papeles fotográficos, productos de cerámica, material para extinguidores de incendio, champús, jabones, etc. Para separar las moléculas de saponina del agua de lavado se podría hacer la floculación y filtración o extraerlas directamente mediante ultrafiltración. En todo caso si no fuese deseable la extracción sino su destrucción, ello se podría hacer en pozas de oxidación, o en pozas o cubas de fermentación aprovechando las capacidades de microorganismos, similares a los que destruyen las saponinas en el intestino grueso de los animales superiores. Cualquiera de estos sistemas de remoción de las saponinas producirá una bonificación como será la recuperación y reciclaje del agua en las plantas desamargadoras de quinua. Tecnologías para la preparación de alimentos El primer paso necesario para preparar alimentos de buena calidad a base de quinua es conocer la calidad del grano, harina o materia prima de quinua que se va a utilizar. En este sentido hacen una importante contribución los trabajos de Scarpati y Gutiérrez. Son muchos los alimentos elaborados a base de quinua. En el Cuadro 70 se resumen los principales tipos de preparaciones. Algunos de ellos han estado presentes en la dieta de los pobladores de los Andes durante siglos. Para su elaboración se dispone de un amplio bagaje de tecnologías culinarias que permiten elaborar apetitosos platos que se consumen hoy en día con bastante regularidad, sobre todo en las zonas productoras y procesadoras de quinua. Afortunadamente con base en este conocimiento se está extendiendo su uso a otras zonas más allá del ámbito andino. La adecuada tecnología de preparación final de la quinua, como en cualquier alimento, tiene un papel decisivo para su aceptación. La selección de procesos y recetas adaptadas a los usos y costumbres locales podría tener un papel trascendental en la apertura de nuevos mercados para quinuas adecuadamente desamargadas. Fotografía 30 Corte transversal del embrión de quinua dorada 2000 x. Microscopía electrónica de barrido

Fotografía de Jorge A. Cabrera Laverde Fotografía 31 Gránulos de almidón de quinua 3500 x. Microscopía electrónica de barrido

Fotografía de Jorge A.Cabrera Laverde La masificación del consumo de la quinua se vería facilitada si se la ubica dentro del grupo de alimentos de consumo masivo, o de uso más frecuente dentro de la dieta nacional. Es decir, unas cuantas recetas o procesos de muy amplia aceptación podrían ser claves para la apertura de grandes mercados. Ese fue el papel que cumplieron las papas fritas en el caso de las papas y las hamburguesas con soya texturizada en el caso de la soya. Al respecto también podría hacer su aporte la tecnología que desarrolla el pleno valor nutricional de las quinuas, cuyos valores de PER pueden bordear los obtenidos con la caseína de la leche, tal como sucede cuando la quinua es sometida adecuadamente a cocción con agua durante 30 minutos. Esta tecnología, sin embargo, no es suficiente cuando se trata de la alimentación de niños pequeños. López de Romaña al hacer estudios de digestibilidad de la quinua con infantes recomienda que la quinua que se usa en la preparación de alimentos infantiles debe tener un muy bajo contenido de saponinas, debe ser molida y cocinada en agua durante más de 30 minutos a fin de mejorar los índices de digestibilidad de sus proteínas, grasas y carbohidratos. El comenta que es posible que el germen de la quinua, a semejanza de los cuerpos proteínicos de arroz, sea poco afectado por la cocción y que la saponina también reduzca la digestibilidad. Por todas estas razones resulta evidente la necesidad de perfeccionar las tecnologías de procesamiento de alimentos para niños, muy especialmente en lo relacionado a la máxima reducción del contenido de saponinas, y al buen manejo de los procesos técnicos

(autoclave, relación temperatura/tiempo/humedad, etc.), químicos o enzimáticos con la finalidad de aumentar la digestibilidad de los cuerpos proteínicos del grano de la quinua. Cuadro 70 Utilización de los granos de quinua desamargados Sobre estas bases se podrá facilitar el desarrollo de la industria de producción de alimentos infantiles utilizando quinua procesada que permita un mayor porcentaje de absorción de los nutrientes de alta calidad que contiene dicho grano. La tecnología de texturación y expandido de la quinua usando extrusores apenas si se ha comenzado a estudiar. Las primeras experiencias muestran un enorme potencial gracias al alto valor nutritivo de los productos extruidos, la muy buena aceptabilidad del producto, moderado costo de procesamiento, uso de equipos disponibles en la región, buen rendimiento, así como por la posibilidad de establecer un procesamiento continuo que arrancado desde el grano de quinua amarga, termine en la producción de pan, fideos, quinua expandida o texturizada sin necesidad de recurrir a etapas intermedias de secado (Romero, Bacigalupo, Zapata) (Fotografías 32 y 33). Fotografía 32 Quinua expandida, variedad Sajama

Fotografía de Antonio Bacigalupo Fotografía 33 Quinua texturizada, variedad Sajama

Fotografía de Antonio Bacigalupo Por otro lado existen en la actualidad pequeñas industrias que ya comercializan el maná de quinua, que es un alimento expandido producido por el calentamiento a presión del grano seco de quinua, seguido por la brusca expansión del vapor mediante un cañón esponjador. Son buenas las perspectivas que se abren para el desarrollo de bebidas agradables de alto valor nutritivo utilizando granos de quinua y pulpa de maracuyá (Benvenuto, Hurtado y Herrera, 1983). Los autores consideran que los resultados obtenidos fueron excelentes en cuanto a su contenido proteico y características organolépticas. La bebida proteica tenía una buena composición, valor nutricional, apariencia y sabor similar a los néctares de frutas. Durante el almacenamiento hubo ligeras regresiones de sabor a vegetal que no fueron significativas, pero que podrían ser superadas en posteriores estudios. El almidón residual del proceso tiene posibilidades especiales de uso en la industria debido al pequeño tamaño del gránulo de almidón, por ejemplo, en la producción de aerosoles, pastas, producción de papel autocopiante, postres alimenticios, etc. (Cuadro 71, Fotografía 31). Cuadro 71 Características del almidón de quinua Recientemente, Robalino y Peñaloza (1988) han tenido éxito en la elaboración de tempeh a base de quinua, apoyándose en los avances sobre fermentaciones sólidas de granos, especialmente soya, las que son ampliamente aplicadas para mejorar su valor nutritivo, digestibilidad y principalmente para eliminar el sabor característico de algunos granos haciéndolos más apetecibles por su olor, sabor y textura. El procedimiento involucró el desamargado de la quinua en agua hirviente (92�C), cocción durante 5 a 15 minutos, escurrido del agua, enfriamiento hasta 17�C e inoculación con Rhizopus oligoporus durante 24 horas. El producto fermentado produjo una masa o pasta blanca sólida, de olor y sabor agradables, constituida por los granos de quinua cubiertos por el micelio del hongo. Cada día se va ampliando más el horizonte de la utilización de la quinua para la elaboración de alimentos modernos de alta calidad. Así por ejemplo, se va esbozando más claramente las posibilidades de elaborar alimentos de imitación de carnes, salchichas o leches, preparadas a base de concentrados proteicos producidos ya sea por molienda, clasificación o por extracción de proteínas de la quinua, mediante solventes varios (agua, soluciones salinas ácidas o alcalinas). Las posibilidades de extraer industrialmente el aceite de quinua para la producción de aceites comestibles es otra interesante alternativa que podría incorporarse a un sistema integral de procesado de la quinua, que simultáneamente produzca aceites, proteínas y almidones, o aceite y alimentos ricos en proteínas desamargadas. La quinua malteada, alimentos humanos preparados a base de hojas frescas de quinua y ensilados para la alimentación de animales son otros usos que pueden ser desarrollados a base de quinua. Elaboración de harina de quinua En el año 1970, Briceño realizó un estudio de molienda diferencial del grano de quinua, utilizando un molino automático de laboratorio marca Buhler, con seis elevaciones neumáticas, tres pasajes de trituración y tres de compresión, utilizando diversas variedades de granos de quinua previamente lavados o sin lavar. Los resultados obtenidos mostraron que la molienda diferencial para el rendimiento harinero varió entre 45% sin lavado previo y 62% para granos lavados. Para granos lavados acondicionados en estufa a 55�C por una hora y humedecidos hasta el 14% de humedad se obtuvieron rendimientos harineros de 83%. Se observó un desplazamiento del contenido de proteína

total y grasa en los subproductos de molienda (afrecho y afrechillo), explicado por la inclusión de embriones en la fracción que contenía los tegumentos y cáscaras. Sin embargo, se observó una tendencia a la reducción de este efecto cuando el grano de quinua se lavó y acondicionó antes de la molienda. No se pudo cuantificar el efecto de la molienda sobre el contenido de saponina en vista de que el método afrosimétrico era inapropiado para evaluar el contenido de proteínas en las harinas de quinua y las de trigo que se usaron como control. Las perspectivas de procesamiento de la quinua son mucho mayores si se considera el uso industrial y farmacéutico de algunos de sus componentes (de Bruin, 1964; Ariotti et al., 1976). Tal es el caso de la producción de colorantes naturales comestibles, a base de antocianinas (investigaciones realizadas en la Universidad de San Antonio Abad del Cusco demostraron que ciertas quinuas contienen hasta 1,5 a 2% de antocianinas). Y por otro lado existe también el potencial de uso de la quinua en la elaboración de medicamentos; sobre todo cuando se establezca con certeza su valor en el tratamiento tradicional de algunas enfermedades y se precise en el hombre el rol que la saponina de la quinua podría jugar en deprimir los niveles de colesterol, o en contrarrestar el mal de altura (hidropericardio e hipertrofia cardíaca), tal como ha sido demostrado en animales experimentales (Briceño y Castro, 1982). En resumen, la excelente composición de los granos de la quinua que hoy en día la ingeniería genética está tratando de imitar al buscar la combinación genética de las buenas características de cereales y frijoles, ofrece una rica gama de oportunidades para el desarrollo agrícola, agroindustrial, económico y social de las zonas rurales andinas, cuando se armonizan avances en la producción, con los de agroindustrialización, comercialización, consumo y disponibilidad de insumos.

AGROINDUSTRIA DE LA QAÑIWA Pocas investigaciones se han realizado sobre el procesamiento de la qañiwa. La forma más corriente de consumo de la qañiwa es a través del tostado y la molienda del grano, obteniéndose una harina que se denomina cañihuaco. Su preparación es muy laboriosa, se estima que en un día se pueden procesar como máximo de 12 a 15 kg, tostando y moliendo el grano en forma artesanal (Ramos, 1965). No se dispone de información sobre industrias dedicadas a su procesamiento. La qañiwa goza de mucho prestigio para la alimentación entre la población rural y urbana de la sierra del Perú y Bolivia, por lo que de avanzar su cultivo también podría ser procesada en forma industrial, siguiendo los parámetros generales que se han establecido para la quinua. Tal vez su alto contenido de aceite podría favorecer el establecimiento de industrias de extracción de aceites vegetales para consumo humano.

AGROINDUSTRIA DEL TARWI

El tarwi es una leguminosa que crece en los Andes y que soporta bien las bajas temperaturas. Por su valor nutritivo en proteínas y grasas y el potencial industrial que tiene, se lo puede denominar la soya andina. . Alcaloides del tarwi La presencia de los alcaloides en el tarwi, que son tóxicos y dan un sabor extremadamente amargo a la semilla, es la razón por la que se ha priorizado el desarrollo de un proceso de desamargado. Un análisis bastante completo ha sido realizado por Hatzold (1981), el cual muestra la gran variedad de alcaloides presentes en el Lupinus. Además de los alcaloides existen en muchas leguminosas otros componentes tóxicos o llamados principios antinutritivos, como los inhibidores de proteasas, las hemaglutininas y el ácido prúsico (HCN). Sin embargo, no se han encontrado presentes en cantidades significativas en el tarwi, o son eliminados en el proceso de desamargado (Schöneberger, 1981). Se considera que un contenido de 0,02% de alcaloides remanentes después del desamargado es el límite que se puede aceptar como seguro para el consumo humano (Gross et al., 1976). El sentido humano del gusto puede identificar una concentración de 0,1% de sabor amargo en la semilla, lo que evita el consumo y protege de una posible intoxicación. Las cantidades que quedan después del desamargado adecuado, son eliminadas por heces y orina. En diferentes ensayos se ha probado que aún después de un consumo prolongado por 4 semanas, no se observaron efectos nocivos (Gross et al. 1978). Procesos de desamargado Existen diferentes métodos para la determinación del contenido de alcaloides en el tarwi. Algunos de ellos fueron descritos por v. Baer et al. (1978). Para el control del proceso del desamargado se presta sobre todo el método de determinación de los alcaloides totales por titulación o por fotometría. Si se requiere la separación de los alcaloides, se recomienda la cromatografía. Los métodos más estudiados para el desamargado del tarwi son: Extracción mediante agua Desamargado tradicional: por siglos, los campesinos de los Andes han eliminado el sabor amargo del grano, haciéndolo hervir durante una hora aproximadamente, colocándolo luego en bolsas de tela permeable y dejándolo en agua corriente (río) por hasta 10 días. Con este método se pierde un 45% de la materia seca de las semillas lo que incluye un alto porcentaje de proteína, hidratos de carbono y aceite. Cuando se usa el método tradicional, el control de calidad y sanidad del producto deja mucho que desear. Por esta razón se han intentado diferentes procedimientos para un mejor control sanitario y uso de los subproductos del desamargado. Proceso Cusco: desarrollado por Tapia en 1981; será descrito con mayor detalle más adelante. Proceso egipcio: estudiado por Juárez, Lucas, Mora y Dávila.

Aislado de proteínas: estudiado por Rodríguez et al. (1982), según Montes y Hurtado (1984). Extracción simultánea de aceites y alcaloides: desarrollado exitosamente a nivel piloto en la Universidad de Texas A&M (mencionado por Gross). Extracción por cocción, pelado y lavado con agua: proceso propuesto por Montes y Hurtado en 1984. Extracción por medio de alcohol: se ha utilizado metanol, etanol e isopropanol a escala de laboratorio. Y a nivel de planta piloto se ha usado el etanol-agua y el proceso Hoechst (Gross, 1982). Gasificación con óxido de etileno: este método se basa en la transformación de los alcaloides en componentes liposolubles a través de la gasificación con óxido de etileno. Este método tendría mayor aplicación en alimentación animal. Del Cuadro 72 se puede concluir que el método tradicional de desamargado con agua es el más eficiente en cuanto a eliminación de alcaloides y el único que se acerca al límite de 0,02%. El problema de la contaminación del agua puede ser solucionado en parte, desamargando en pozas y utilizando el concentrado de alcaloides para baños sanitarios del ganado. Cuadro 72 Evaluación de los métodos para el desamargado del tarwi

Grado de dificultad tecnológica Recuperación de sustancias solubles Gastos de inversión Gastos de servicios flexibles Contaminación Aplicación Contenido de alcaloides en producto procesado

Proceso I Agua Bajo Muy complicado

Proceso II Etanol-agua Mediano Algo complicado

No justificable Bajos Altos Alta Escala reducida Consumo humano

Justificable Medianos Medianos Baja Gran escala Consumo humano

0,02%

0,27%

Fuente: Schöneberger, 1981; Gross y v. Baer, 1978 Planta de procesamiento agroindustrial (proceso Cusco) Utilizando las ideas generales del procedimiento tradicional y en base a las características de la producción local en los Andes, así como los resultados de algunas investigaciones hechas por Jiménez et al. (1978), Tapia y Colquehuanca diseñaron una pequeña planta procesadora de tarwi (Figura 41). Tomaron en consideración que la eficiencia del método tradicional con hervido y lavado aumenta con la adición de sales o ácidos para evitar una excesiva pérdida de proteínas. Jiménez y colaboradores llegaron a la conclusión de que el punto isoeléctrico de las proteínas del tarwi es 4,5 y que a partir de ese punto, conforme aumenta la alcalinidad, aumenta también la solubilidad de las proteínas. Figura 41 Planta procesadora para el desamargado de tarwi

Según Tapia, la planta diseñada tiene las siguientes características: - Diseño simple y equipo de fácil manejo, siendo factible su instalación en las comunidades campesinas. - Alternativas de independencia de las fuentes de energía convencionales como electricidad y derivados del petróleo. - Capacidad de procesamiento que se relaciona a las extensiones actualmente

cultivadas, pero con posibilidades de ampliación. Por ejemplo, es adaptable a comunidades campesinas del Cusco, donde se cultiva con tarwi entre el 1 y 5% del área agrícola total y donde se ha estimado que hay unas 20 ha por comunidad campesina, con un rendimiento de 20 t/año (Cuadro 73). Es en base a la realidad reflejada en el Cuadro 73 que se ha diseñado una planta desamargadora de tarwi. Se han experimentado diferentes alternativas del proceso, con los resultados que se detallan a continuación (Colquehuanca y Tapia, 1982). Cuadro 73 Areas cultivadas en comunidades campesinas de los Andes altos del Cusco* (ha) Amaru

Paru-Paru �

Sacaca

Cuyo-Grande

8,4

31,0

Maíz

22,0

Papa

67,9

32,5 (42,0%)

(34,7)

49,4

Cebada

41,8 (19,5%)

32,2 (42,0%)

98,2 (50,7%)

43,9 (18,9%)

Haba

18,6 ( 8,7%)

4,8 (6,3%)

5,3 (2,7%)

26,8 (11,5%)

Trigo

17,1

0,8

5,3

19,02

Tarwi

5,2 (2,4%)

3,3 (5,3%)

7,7 (5,0%)

2,3 (1,0%)

Arveja

7,3

1,0 (12,9%)

3,3

9,8

Quinua

3,6

0,2

0,7

3,2

Oca

8,6

1,0

13,4

17,3

Lizas

12,7

0,4

11,0

19,1

Añu

8,0

0,2

2,7

8,5

Hortalizas

1,4

3,0

1,7

Total

214,2

193,7

232,2

76,4

* Las comunidades campesinas estudiadas están ubicadas entre 3200 y 4300 msnm en el sur del Perú. Fuente: IICA/CIID, 1981 Hidratación La hidratación de las semillas de tarwi se inicia 3 a 4 horas después del remojo y se tiene la máxima absorción de agua a las 21 horas incrementándose en 240% el peso inicial de la semilla. Cuando se colocaron 1000 semillas de diferentes variedades a hidratar, se observó una alta variación de semillas hidratadas, en relación a las horas de remojo. Algunas semillas se hidrataron recién después de 48 horas de remojo, mostrando un tegumento endurecido. Parece aconsejable buscar, mediante selección, variedades con tegumento más permeable. Cocción y lavado La semilla remojada se somete a un proceso de cocción en olla de presión. Se ha probado el tiempo de cocción, el uso de aditivos como sal, ceniza de horno y cal, para acelerar el proceso de desamargado. Se ha evaluado además la pérdida de nutrientes en cada uno de los procesos. Experimentalmente se comprobó que con dos períodos de cocción de 40 minutos cada uno y con un cambio de agua se reduce notablemente el porcentaje de alcaloides (Cuadro 74). Cuadro 74 Pérdidas acumuladas de alcaloides y nutrientes en los diferentes procesos, expresados en porcentajes/M.S. Proceso

Hidratación

Cocción 1

Cocción 2

Lavado

Testigo Materia seca

3,56

10,97

18,17

22,97

Proteína

1,54

9,14

13,82

16,78

Aceite

1,01

1,84

4,96

11,83

Alcaloides

13,71

66,14

83,16

99,89

Materia seca

3,56

12,71

18,75

23,24

Proteína

1,54

8,89

12,82

17,86

Aceite

1,01

2,50

4,57

9,78

Alcaloides

13,71

66,37

84,44

99,94

Materia seca

3,56

12,14

19,38

24,25

Proteína

1,54

10,25

14,59

18,91

Con sal

Con ceniza

Aceite

1,01

3,17

3,90

11,31

Alcaloides

13,71

60,85

80,96

99,81

Materia seca

3,56

13,83

22,27

28,64

Proteína

1,54

13,91

20,12

24,73

Aceite

1,01

4,53

7,26

11,70

Alcaloides

13,71

72,63

80,36

99,75

Con cal

Fuente: Colquehuanca y Tapia, 1982 La pérdida de nutrientes en este proceso aún se puede disminuir, sin embargo ya es 50% menor que en el proceso tradicional; siendo la pérdida de proteínas 16,8%. La cocción puede efectuarse también en hornos sencillos, usando los tallos y ramas de las plantas secas de tarwi como combustible. Las semillas se someten a un proceso de lavado después de la cocción, para lo cual se ha ideado una instalación sencilla que consiste en un reservorio de agua en el cual, con la ayuda de un pequeño motor de 1 HP, se agitan cuatro canastillas que contienen las semillas. Pruebas experimentales muestran que se requieren 1 a 2 horas para completar el lavado del tarwi. Secado La semilla desamargada puede ser consumida directamente en estado húmedo, pero su conservación es muy corta. Para el secado, las semillas son expuestas en zarandas al aire libre y sol durante 5 a 6 horas para un presecado y luego colocadas en el secador solar especialmente diseñado, durante 12 a 20 horas hasta obtener un contenido de 8% de humedad. Las condiciones de los Andes, con más de 2000 horas sol/año permiten usar este tipo de energía durante la mayor parte del año. La capacidad de procesamiento de la planta descrita es de 100 kg de tarwi desamargado seco por día y de 20 a 25 toneladas anuales, lo que se ajusta perfectamente a las condiciones de producción de las comunidades campesinas de los Andes. Un subproducto importante de este proceso es el líquido de alcaloides que puede ser concentrado y el cual tiene aplicación para el control de ectoparásitos del ganado (Jiménez y Troncoso, 1981). Las pruebas demostraron el 100% de eliminación de Melophagus ovinos en ovinos, el 90% de Bophilus sp. en vacunos y el 100% de Sarcoptes sp. en alpacas. Costos de procesamiento Se efectuaron diversas pruebas en las cuales se ha considerado el procesamiento de 30 kg de semilla como mínimo diario. Como referencia se indican los costos del desamargado de tarwi en soles (moneda peruana). 1 US$ se cotizaba a S./ 180.00) en 1981 (Kervyn, 1982) Costo de producción Valor de venta, 23,1 kg a 350 Valor agregado por kg

5469 8085 127

Composición porcentual del valor de la producción: Costos material Valor agregado Valor de la producción

56 % 46 % 100 %

Fotografía 34 Proceso de hidratación del tarwi. Planta procesadora Granja K�ayra, Cusco, Perú. 1983

Fotografía 35 Equipo para la cocción y lavado del tarwi. Planta procesadora, Granja K�ayra, Cusco, Perú, 1983

Se estima que aun con un precio superior de la materia prima (lo que beneficia al productor), es factible pagar la infraestructura de la planta en 8 años y asegurar una ganancia de 25%. No se ha considerado el precio de venta del líquido de alcaloides que incrementaría notablemente el valor agregado. Las experiencias recogidas a nivel de campo señalan que para el actual sistema de producción del tarwi en los Andes, el diseño de pequeñas plantas que se ubiquen en los propios centros de producción, es el desarrollo agroindustrial más adecuado, especialmente si en estos centros se puede procesar más de una especie. También según

M. Tapia se vislumbra un futuro muy promisorio para el uso de los alcaloides como producto natural antiparasitario para el ganado ovino, vacuno y camélido. Otras posibilidades de desarrollo agroindustrial Revisando la tabla de composición química (ver anexo 1 del Capítulo IV) llama la atención el buen porcentaje de grasa que contiene el grano de tarwi seco (16%). Si a ello se agrega el alto contenido de proteína que es de 42,2% en el grano crudo y 44,5% en la harina, se puede apreciar como este grano podría constituir una materia prima interesante para la producción de aceite y de proteína para la alimentación, ya sea humana como animal. Naturalmente, todo ello si es que se utilizan procesos tecnológicos que permitan extraer todos los alcaloides de los aceites y harinas proteicas resultantes. El interés se incrementa más aún cuando se observan los resultados de la evaluación biológica de la calidad proteica que se presentan en el Capítulo IV. Por otro lado, Gross (1982) cita estudios hechos sobre la extracción industrial del aceite, usando hexano; este es refinado posteriormente mediante el desgomado, desamargado, neutralización, blanqueo y desodorización, dando lugar a un aceite comestible que contiene 5 ppm de alcaloides, lo cual no tiene importancia alguna desde el punto de vista toxicológico. La torta de lupino amarga y desgrasada resultante puede usarse en pequeñas cantidades para la alimentación animal o la elaboración de concentrados y aislados proteicos, aminoácidos, antibióticos, cola, hojas plásticas transparentes, etc. La posibilidad de producir simultáneamente aceite y proteínas de alta calidad sin alcaloides ha estimulado el desarrollo de nuevas investigaciones que están en proceso (Gross, 1982). Disponiendo de un concentrado proteico que contenga menos de 0,10 a 0,15% de alcaloides, es posible incluir hasta un 10 a 15% en la dieta de pollitos parrilleros. Con granos debidamente desamargados se ha podido alimentar truchas, peces que son sumamente sensibles a la toxicidad de las sustancias antinutritivas del grano. En el Ecuador, Chávez y Peñaloza (1988) han investigado la posibilidad de producir tempeh, utilizando el Rhizopus oligosporus. El chocho o tarwi disponible en el mercado de Ambato fue procesado de la manera más tradicional para la eliminación del sabor amargo: remojo, cocción y desaguado. Luego, con un molino coloidal se separaron las cáscaras y se sometió a cocción a 92�C durante 10, 20 y 30 minutos; se enfrió a 37�C, se inoculó con el iniciador, se empacó en bolsas de polietileno y se incubó a 31�C. Así fermentado el chocho fue preparado para el consumo, añadiendo sal y friendo en aceite hasta que adquiriese un color dorado. Según Chávez y Peñaloza se vislumbran halagadoras perspectivas para la elaboración y comercialización de tempeh de chocho, inicialmente para abastecer a restaurantes y tiendas vegetarianas con un producto nuevo, atractivo y nutritivo. Estas innovadoras tecnologías del tarwi también podrían abrir un interesante panorama para el desarrollo agroalimentario, siempre y cuando el agricultor logre buenos rendimientos y precios atractivos para el tarwi producido. Muchas de estas posibilidades podrían materializarse en la medida que la tecnología y la comercialización permitan que las agroindustrias de tarwi dispongan de buenos mercados para el tarwi procesado, ya sea como alimento (chocho desamargado, tempeh, etc.) o ingredientes alimenticios (aceite, harinas proteicas) o materia prima para el uso en la industria química (alcaloides).

AGROINDUSTRIA DE TUBERCULOS Y RAICES ANDINAS Se considera que el consumo directo de los tubérculos es lo más eficiente. Sin embargo, con el objeto de transformarlos y poderlos conservar por un tiempo mayor, los antiguos pobladores de los Andes centrales desarrollaron ya en épocas prehistóricas un proceso de conservación de los tubérculos mediante su exposición a las heladas, lavado y posterior secado en el sol. El Cuadro 75 sintetiza la información sobre los factores que podrían influenciar en la promoción de la agroindustrialización de oca, arracacha, chago (yuca inca), mashua y papa amarga. Como se puede apreciar, los datos técnicos disponibles son escasos lo que dificulta el desarrollo agroindustrial de estas plantas. Sin embargo se debería señalar que las perspectivas de uso agroindustrial de la oca, la arracacha y el olluco van mejorando en vista de que se está ampliando su cultivo en algunos países y de que los resultados experimentales de rendimiento por hectárea están subiendo. Cuadro 75 Factores que modifican las posibilidades agroindustriales de algunos tubérculos y raíces andinos Nombre

Ventaja

Desventaja

Oca

Alimento tradicional

Acido oxálico: 1,2-48,8 mg/100g

Oxalis tuberosa

Consumo: asada, sancochada, Procesamiento: conservas conmanzanas, duraznos y peras. Encurtido con vinagre,pepino y cebolla. Rendimiento: 25-41 t/ha

Arracacha Arracacia xantorrhiza

Apreciado como saborizante, en puré y fritura. Se puede aprovechar toda la planta. Resiste a plagas y enfermedades. Rendimiento: 15-33,5 t/ha

Altamente perecible

Olluco o mellocoUllucus tuberosus

Alimento tradicional, popular Rendimiento experimental: 30 t/ha

Líneas con alto contenidode mucílago son poco apetecidas Variedades de bajo contenido de mucílago son afectadas por plagas y enfermedades

Chago, maucaMirabilis expansa

Raíces y tallos Abundancia de oxalatos subterráneos para enla raíz y el resto de la alimentación humana y de planta cerdos. Ovinos y cuyes comen bien el forraje. Rendimiento

experimental: 12-15 t/ha Mashua Tropaeolum tuberosum

Posibilidad de usar el follaje y los tubérculos en la alimentación animal

Yacón Esmalantus sonchifolia

Contenido de inulina

Maca Lepidium meyenii

Buen contenido de minerales y proteínas

Período de crecimiento muy prolongado

Papa amarga Solanum juzepczukii, S. curtilobum y S. acaule

Resistencia a plagas, enferme-dades y frío. Producción en condiciones extremas

Contenido de < 20 mg/100g de glicoalcaloides, además compuestos fenólicos y otros Se extraen en el proceso de congelación y deshidratación (chuño)

Las investigaciones en aspectos agroindustriales se han centrado en los últimos años en la elaboración de harinas a partir de algunos tubérculos y raíces. Para ello son especialmente aptos la oca, la arracacha y la maca, además del chuño blanco. La oca ofrece buenas posibilidades para la producción industrial de harinas y almidón. Tiene un promedio de 20% de materia seca, de la cual 88 a 95% es harina con 6 a 15% de almidón puro (Silva, 1978). Las harinas de oca y maca tienen excelentes características para su uso en la panificación y repostería, además de aportar nuevos sabores y texturas. La harina de arracacha es indicada para cremas y sopas, asimismo para alimentos dietéticos. La papa amarga sigue cultivándose porfiadamente bajo las condiciones ecológicas más difíciles de la región altoandina, donde otros cultivos no son capaces de producir. Sin embargo, el contenido de glicoalcaloides es mucho más elevado que el que contienen las papas normales; además, los fenoles se relacionan estrechamente con el amargor, la sensación de ardor y sabor metálico residual después de la ingestión de papa amarga (Wood y Woung, citado por Woolfe, 1987) (Cuadro 76). Cuadro 76 Niveles normales de glicoalcaloides en varios tejidos de tubérculos Tejido de tubérculo

Glicoalcaloides (mg/100 mg de materia fresca)

Papa Piel (2-3% del tubérculo

30-60

Piel y ojos (1 mm alrededor de los ojos) Piel

30-50

(10-15% del tubérculo)

15-30

Tubérculo entero

7,5

Tubérculo pelado

1,2-5

Papa amarga Piel

150-200

Tubérculo entero

25-80

Se aprecia la distribución de los alcaloides en las cáscaras y todo el tubérculo, indicando la necesidad de reducir su contenido. Esto se obtiene mediante los tradicionales procesos de desamargado que convierten a las papas amargas en chuño blanco o tunta y chuño negro mediante la congelación, el pisado y lavado. Christiansen (1977) en el Perú demostró inclusive que sería posible reducir el nivel de glicoalcaloides de las papas amargas de 30 mg a aproximadamente 6 mg/100 g mediante la elaboración de papa seca.

AGROINDUSTRIA DE FRUTALES ANDINOS Los frutales andinos tienen en general buenas posibilidades para su uso �como cualquier otra fruta� en la elaboración de diversos productos como jugos, helados, mermeladas etc., ya que a diferencia de otros productos andinos no tienen sustancias amargas o indeseables que requieran un proceso o tratamiento previo. Sin embargo, la investigación en este sentido es incipiente y más orientada a la elaboración casera o de pequeña industria. A manera de orientación y estímulo se intenta resumir las posibilidades agroindustriales que ofrecen los frutales. Cuadro 77 Posibilidades agroindustriales de los frutos andinos Fruto

Mermelada

Jugo

Helado

Chutney

Otro

Pepino dulce

x

Tomate árbol

x

x

Papaya altura

x

x

Uchuba

x

Mora

x

x

x

Vino

Sauco

x

x

x

Vino

x x

x Pasas

Tumbo Naranjilla

x

x

x

x

x

x

Los jugos o concentrados de fruta pueden igualmente ser usados para aromatizar alimentos como yogur, flan, papillas para niños pequeños, etc. Ocasionalmente, los jugos se someten a fermentación para producir "vino" o aguardiente, de preferencia se usan para ello la mora y el sauco.

COMENTARIOS La revisión realizada ilustra claramente el sinnúmero de dificultades que introducen las sustancias amargas y las que dan sabores no apetecibles al procesamiento y calidad final de los alimentos producidos a base de los cultivos subexplotados. Ello explica en gran medida por qué dichos cultivos aún están poco difundidos. Aún no se sabe a ciencia cierta cuál es el rol que cada una de estas sustancias amargas cumple en la fisiología vegetal, aunque en muchos casos se ha podido comprobar que ellas se encargan de defender a la planta contra plagas, enfermedades y agresiones del medio ambiente. De ser esto así, parecería más razonable apoyar las soluciones de la naturaleza y no reemplazarlas por excesivos usos de plaguicidas o productos químicos que afectan la inocuidad de los alimentos y provocan la contaminación del suelo, agua, fauna y flora. Siendo así y ante la necesidad de eliminar dichos productos de los alimentos que consume el ser humano, por ser dañinos a su salud, la sociedad debe asegurarse que se usen apropiados procesos agroindustriales de desamargado o desintoxicado de los alimentos. Por otro lado no será sencillo incrementar los rendimientos de estos cultivos subexplotados utilizando los mismos recursos; es decir las tierras a gran altitud donde hay escasez de agua, grandes variaciones diurnas de temperaturas, heladas, orografía quebrada y donde es difícil la intensa mecanización, altos costos de transporte, fertilizantes, y donde el ser humano tiene que invertir muchas horas adicionales de esfuerzo para cada cultivo. Todo ello complica y dificulta el desarrollo agroindustrial, puesto que este requiere disponibilidad de buenos volúmenes de materia prima a bajos costos y calidad uniforme, si es que se quiere tener éxito en la comercialización, en abierta competencia con otros cultivos que dan mayores rendimientos o con alimentos importados que son subsidiados. En otras palabras, el agricultor simultáneamente tiene que producir mucho más, tener mayores ingresos económicos, pero vender a precios más bajos. Y el agroindustrial tiene que procesar mayores cantidades, vender mayores volúmenes y ajustar sus márgenes de ganancia. Para lograr esta finalidad no queda sino realizar un esfuerzo integral que permita atraer mayores y mejores tecnologías agrícolas, inversiones, insumos, agroindustrias, comercializaciones y consumos.

Hay que dar mayor valor agregado a los alimentos que provienen de los cultivos subexplotados y si es posible hacer que participe el agricultor en las actividades de procesamiento y comercialización a fin de que los mayores beneficios económicos y sociales lleguen a los que trabajan en el sector rural. Mientras ello no suceda, el procesamiento de los cultivos andinos subexplotados tendrá que limitarse al autoconsumo o al abastecimiento de la población local. Los esfuerzos parciales con frecuencia fracasan. De allí que en el proceso de desarrollo se debería dar mucho más importancia a las experiencias acumuladas en la zona andina por las plantas piloto de procesamiento de los cultivos mencionados, debido a que ellas han operado mayormente en forma integral, y por lo tanto han acumulado innumerables conocimientos prácticos y probados que deberían servir de base para elaborar mejores planteamientos de desarrollo agroindustrial. Con ese aporte será más sencillo consolidar y extrapolar el éxito local a la realidad nacional, enfatizando como es natural, aquellas zonas donde hay mejores condiciones ecológicas y humanas. Los trabajos que se han presentado aquí también permiten vislumbrar cómo se podrían perfeccionar las técnicas tradicionales de procesamiento de los productos andinos, así como usar dichos avances para impulsar modernas o nuevas técnicas de procesamiento no tradicionales que son capaces de extraer, destilar, concentrar y separar, neutralizar, destruir o transformar, quizás mejor y más económicamente, los compuestos que se desean tener en los alimentos. Por ejemplo, gracias a que existen técnicas perfeccionadas de procesamientos tradicionales para desamargar mejor a la quinua y al tarwi, ya sería posible montar (después de aumentar la producción agrícola), industrias de extracción de aceites y almidones, así como favorecer la producción de harinas integrales o harinas de embriones de quinua, o aislados proteicos, productos texturizados o expandidos, fermentados como el tempeh, y tal vez en base de la posible transferencia de tecnologías usadas en soya, la producción de tofú y de alimentos libres de sabores jabonosos o metálicos, usando la fermentación con Lactobacillus. Por otro lado, utilizando la acción de microorganismos y enzimas, hoy día es posible transitar, casi en cualquier sentido, por las rutas bioquímicas presentes en las plantas, microorganismos y animales con el fin de transformar los compuestos químicos indeseables de los alimentos en moléculas que sean útiles, inofensivas, no objetables o hasta apetecibles por el ser humano, tal como lo insinúa la Figura 42, donde las reacciones orgánicas que conducen a la producción de compuestos amargos pasan por utilizar compuestos que son muy atractivos al paladar humano, como es el caso de los azúcares, las grasas, algunos monoterpenos y diterpenos, etc. Finalmente, tal como sucede en cualquier industria progresista, también las tecnologías de los alimentos andinos subexplotados deberían aprovechar plenamente los avances que a diario aparecen en la literatura técnica mundial. La ciencia moderna no se satisface ya con sólo respetar las características originales de los alimentos sino cuando conviene, realiza cambios drásticos de sus propiedades físicas, químicas y organolépticas. El futuro de cada alimento siempre va a depender del esfuerzo que se ponga detrás de él. La soya es un buen ejemplo. Hace 40 años, era un grano que en el mundo occidental sólo era conocido como alimento animal. Hoy, como resultado de intensas y amplias investigaciones este grano, cuyo sabor original es desagradable y que contiene sustancias inapropiadas para la nutrición humana, constituye un pilar básico de la agricultura y la alimentación humana y animal en el mundo.

Los alimentos andinos subexplotados también tienen mucho que ofrecer. Su potencialidad es evidente, pero esta sólo podrá ser puesta en marcha con mayor técnica, trabajo concertado y disponibilidad de recursos económicos. Figura 42 Esquema sobre la relación entre algunos compuestos que pueden dar mal sabor a los alimentos producidos a base de cultivos andinos subexplotados