Extracción y refinación del aceite del grano de Amaranthus cruentus. y producción de un concentrado de proteína.

Abstract

En la presente investigación se evaluó la factibilidad de producir aceite de la semilla del amaranto, y de ofrecer un concentrado proteico de alto valor nutritivo. Para llevar a cabo la investigación se utilizó como materia prima el grano de amaranto. El grano está compuesto de dos fracciones: el perispermo y la cáscara/germen. Las dos fracciones se separaron con un molino de abrasión y luego por tamizado. El perispermo constituye un 67% del grano, mientras que la fracción cáscara/germen constituye un 33%. Esta segunda fracción contiene niveles relativamente altos de grasa(23.30%) y de proteína (18.34%) en comparación con los contenidos en el perispermo, por lo que se utilizó la fracción cáscara/germen como materia prima para extraer el aceite y preparar un concentrado de proteína. Utilizando un aparato Soxhlet (aparato en el cual se hace reflujar el solvente para que extraiga la máxima cantidad de grasa de la muestra) y hexano como solvente, se extrajo del aceite de la fracción cáscara/germen. De esta etapa del proceso se obtuvieron dos productos: el aceite crudo, al evaporar el solvente y la harina residual. La harina original (germen/cáscara) contiene 19.68% de proteína en promedio y al eliminar la grasa, este valor aumentó a 25.64%. Para concentrar más la proteína este producto se molió y tamizó con una malla 60 mesh. La proteína aumentó a 31.07%. Este valor aunque fue alto no fue el esperado (por lo menos 40%), por lo que el producto se volvió a tamizar pero con una malla 80 mesh. Esta segunda tamizada dio un producto con un mayor contenido de proteína (34.56%). Sin embargo el aumento de 3.49% no justifica las dos etapas de molienda y tamizado intermedias que se deben realizar para concentrar la proteína. Con base en esto se hicieron análisis de proteína en las fracciones que no habían pasado las mallas de 60 y 80 mesh. Los resultados obtenidos fueron 15.64% y 19.26%, respectivamente. Esto demostró que la separación hecha con la molienda y el tamizado no fue tan eficiente para concentrar la proteína. Aún así el contenido de proteína en el producto final fue alto y el rendimiento aceptable (64.07%), por lo que se aconseja la aplicación del concentrado en el campo nutricional. Para lograr una mayor concentración de proteína se podría sustituir la molienda y el tamizado por una separación de las partículas por medio de clasificadores de aire. Se realizaron varias pruebas funcionales para ver las posibles aplicaciones del producto. La absorción de grasa del concentrado de proteína es de 1.50 ml. de aceite / gr. de muestra. La absorción de agua es de 1.46 gr. gel / gr. de muestra. La solubilidad de nitrógeno (proteína) en agua depende del pH del medio, por lo que se hicieron dos análisis. El primero al pH del agua desionizada (5.3) y el segundo a un ph de 7.0. Los resultados de solubilidad para un ph de 7.0 fueron mejores que los de ph=5.3, (34.78% contra 29.53% respectivamente). La espuma que formó el concentrado de proteína fue abundante y estable. La última etapa de la investigación fue la purificación del aceite crudo del grano de amaranto. El aceite crudo es de color ambar y un poco turbio. El primer paso fue la eliminación de gomas y ceras, que se logró por medio de calentamiento con agua, enfriamiento y centrifugación. El resultado de esta etapa fue muy bueno ya que eliminó la turbidez del aceite y lo aclaró más. La recuperación fue de 80.62% respecto del aceite crudo. Debido a que la acidez del aceite de amaranto es alta (14.6%), la etapa de refinación es esencial para neutralizar los ácidos grasos libres. Esto se logró con una recuperación de 70.91% respecto del aceite crudo que se tenía al inicio. Esta etapa clarificó más el aceite. La última etapa del proceso del aceite fue blanqueado. Este se hizo calentando el aceite con una arcilla blanqueadora llamada "Tierra Pure flo Supreme". El aceite refinado se tornó un poco más claro. Sin embargo, surgió el problema de que el rendimiento disminuyó de 70.91% para la etapa de refinación a 47.03% para esta última etapa. El aceite de amaranto puede compararse con otros aceites comestibles que están en el mercado como el de maíz, tanto en apariencia física como en composición química. Basándose en esto se puede afirmar que el aceite de amaranto puede ser de ayuda para cubrir la demanda de aceite comestible que existe. El único factor que tiende a afectar esto es el precio del amaranto, ya que es mucho mayor que el del maíz, aunque el rendimiento de obtención del aceite de amaranto puede llegar a ser 1.64 veces que el del maíz al optimizar el proceso de extracción y refinación.