valor nutricional y usos de la quinua

7/28/2019 Valor Nutricional y Usos de La Quinua

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Valor Nutricional y Usos de la Quinua (Chenopodium quinoa) y de laKaiwa (Chenopodium pallidicaule)

R. Repo-Carrasco, C. Espinoza & S.-E. Jacobsen

1. Introduccin

La quinua es una planta alimenticias muy antiguas en el reaandina. Segn algunas investigaciones, su cultivo data de 5000aos a. c. Los incas reconocieron su alto valor nutricional y lasaprovecharon de modo integral, reemplazando a las protenasanimales. Actualmente, en muchas reas siguen siendo una de lasprincipales fuentes proteicas.

Los problemas nutricionales son graves en el Per, en particularentre la etapa del destete y preescolar. El problema es ms agudoen el altiplano rural, dnde casi el 50% de la poblacin est pordebajo del umbral de pobreza. El destete inadecuado y las prcticasnutricionales del nio no solo son resultado de los problemaseconmicos sino tambin de la ignorancia. La tendencia actual esreemplazar estos cultivos con productos alimentarios importadoscomo el arroz y la pasta, que son baratos. La quinua, la kiwicha

(Amaranthus caudatus), la kaiwa y el tarwi (Lupinus mutabilis) soncultivos nativos sumamente nutritivos, que no se promuevensuficientemente fuera de los centros de produccin. A menos queesta situacin se revierta, la produccin de los productos nativos yano ser competitiva y quedarn fuera del mercado. Para enfrentaresta posibilidad se est promoviendo el uso de las materias primaslocales en diversos programas de ayuda alimentaria.

Es muy importante promover el consumo de los cultivos andinosesencialmente entre los nios de las familias de bajos ingresos(Ayala, 1999;Rivera, 1999). Los esfuerzos deben encaminarse ainvestigar y disear tecnologas apropiadas de procesamiento dealimentos de bajo costo alentando a las pequeas empresas adesarrollar productos nuevos y nutritivos en base a los cultivosandinos. (Mujica et al., 1999a,b;Jacobsen & Mujica, 2000).
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Sin embargo, las agroindustrias rurales deben usar tecnologas debajo costo. La Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM),por ejemplo, est estudiando el uso de la tecnologa de extrusinpara procesar cultivos andinos (quinua, kiwicha, kaiwa, tarwi y

races y tubrculos).La tecnologa de extrusin ya se ha probado con xito en Sri Lanka,Costa Rica, Tanzania y Vietnam. Sus ventajas son su bajo costo,volmenes de produccin moderada, operacin sencilla, equipoauxiliar mnimo, versatilidad, buenas condiciones sanitarias ymanejo fcil. A diferencia de la produccin domstica, en las plantasde procesamiento de alimentos se obtienen productos con unamejor calidad nutritiva mejor (fortificados con vitaminas y minerales),uniformidad en funcin de las frmulas y preparacin, mayor

sanidad en el procesamiento, etc.

Este documento presenta una investigacin sobre el valor nutritivo ylas posibilidades de procesamiento de la quinua y kaiwa en elPer. Especialmente se destaca la investigacin llevada a cabo enla UNALM.

Composicin Qumica Y Valor Nutritivo De La Quinua Y Kaiwa

Protena

La calidad nutricional de un producto depende tanto de la cantidadcomo de la calidad de sus nutrientes. La quinua y la kaiwa notienen un alto contenido de protenas comparado con otros cereales,como se aprecia en elCuadro 1. El rango de los constituyentesqumicos para cada cereal vara segn las variedades, ecotipos etc.

Cuadro 1. Composicin prximal de los cereales y granos andinos(g/100 g materia seca)

Protena Grasa Fibra cruda Cenizas Carbohidratos

TrigoManitoba

16.0 2.9 2.6 1.8 74.1

Trigo Ingls 10.5 2.6 2.5 1.8 78.6
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Cebada 11.8 1.8 5.3 3.1 78.1

Avena 11.6 5.2 10.4 2.9 69.8

Centeno 13.4 1.8 2.6 2.1 80.1

Triticale 15.0 1.7 2.6 2.0 78.7

Arroz 9.1 2.2 10.2 7.2 71.2

Maz 11.1 4.9 2.1 1.7 80.2

Sorgo 12.4 3.6 2.7 1.7 79.7

Quinua 14.4 6.0 4.0 2.9 72.6

Kaiwa 18.8 7.6 6.1 4.1 63.4

Kiwicha 14.5 6.4 5.0 2.6 71.5

Fuente:Kent 1983,Repo-Carrasco 1992

No obstante, la importancia de las protenas de estas plantasandinas radica en la calidad de las mismas. Las protenas de

quinua, como tambin las de kaiwa, son principalmente del tipoalbmina y globulina (vercuadro 2.). Estas, tienen una composicinbalanceada de amino cidos esenciales parecida a la composicinaminoacdica de la casena, la protena de la leche.Brinegar &Goundan (1993) aislaron y caracterizaron la protena principal de laquinua, la chenopodina. La chenopodina es una protena tipoglobulina 11S. Ellos separaron en la electrofresis dos grupos desubunidades de la chenopodina, A y B. Estas subunidades tuvieronpesos moleculares 32000-39000, y 22000-23000, respectivamente.

En las pruebas biolgicas se han encontrado valores mayores parala quinua que para la casena (Ranhotra et al., 1993). Lacomposicin de los aminocidos de la quinua y de otros cereales sepresenta en el Cuadro 3. Se ha encontrado tambin que las hojasde quinua tienen alto contenido de protenas de buena calidad.

Adems, las hojas son tambin ricas en vitaminas y minerales,especialmente en calcio, fsforo y hierro.
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Cuadro 2. Fracciones proteicas de la quinua y kaiwa (% deprotena total) (Scarpati & Briceo, 1980).

Albminas +globulinas

Prolaminas Glutelinas +protenas

insolublesQuinua 45 23 32

Kaiwa 41 28 31

Cuadro 3. Contenido de amino cidos en los granos (mg de aminocido/16 g de nitrgeno) (Repo-Carrasco, 1992).

Quinua Kaiwa Kiwicha Arroz Trigo

cidoaspartigo

7.8 7.9 7.4 8.0 4.7

Treonina 3.4 3.3 3.3 3.2 2.9

Serina 3.9 3.9 5.0 4.5 4.6

cidoglutmico

13.2 13.6 15.6 16.9 31.3

Prolina 3.4 3.2 3.4 4.0 10.4.

Glicina 5.0 5.2 7.4 4.1 6.1

Alanina 4.1 4.1 3.6 5.2 3.5

Valina 4.2 4.2 3.8 5.1 4.6

Isoleucina 3.4 3.4 3.2 3.5 4.3

Leucina 6.1 6.1 5.4 7.5 6.7

Tirosina 2.5 2.3 2.7 2.6 3.7

Fenilalanina 3.7 3.7 3.7 4.8 4.9

Lisina 5.6 5.3 6.0 3.2 2.8

Histidina 2.7 2.7 2.4 2.2 2.0

Arginina 8.1 8.3 8.2 6.3 4.8

Metionina 3.1 3.0 3.8 3.6 1.3

Cistina 1.7 1.6 2.3 2.5 2.2Triptofano 1.1 0.9 1.1 1.1 1.2

% N del grano 2.05 2.51 2.15 1.52 2.24

% protena 12.8 15.7 13.4 9.5 14.0
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Repo-Carrasco (1991) analiz los aminocidos y calcul el cmputoqumico de la quinua y kaiwa. En el siguiente cuadro se presentanlos resultados. Una variedad, Amarilla de Marangan, no tenaningn aminocido limitante. Todas las variedades de quinua y

kaiwa mostraron un cmputo qumico alto.Cuadro 4. Contenido de amino cidos esenciales y cmputoqumico de quinua y kaiwa

Quinua:

A. de Ma-rangan,

a.a. g/16 N

Cmputo* Kaiwa:

NG-06,

a.a. g/16 g N

Cmputo*

Isoleucina 3.9 1.00 3.2 1.00

Leucina 6.9 1.00 6.5 0.98

Lisina 6.3 1.00 5.7 0.98

Metionina + cistina 3.7 1.00 2.9 1.00

Fenilalanina +tirosina

7.2 1.00 6.8 1.00

Treonina 3.4 1.00 3.1 0.91

Triptofano 1.1 1.00 1.2 1.00

Valina 4.6 1.00 4.0 1.00

Cmputo qumico 1.00 0.91

Amino cidolimitante

- treonina

*FAO/WHO (1985)

Lpidos

Es importante recalcar la cantidad relativamente alta de aceite en laquinua y la kaiwa, aspecto que ha sido muy poco estudiado. Esto,convierte a estos granos en una fuente potencial para la extraccinde aceite. En la universidad Nacional Agraria La Molina se hanefectuado estudios sobre la caracterizacin de la fraccin lipdica dequinua y kaiwa as como la determinacin de cidos grasos ytocoferoles.La materia prima utilizada en esta investigacin fue
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quinua de la variedad Huancayo y kaiwa blanca. Los mtodosdesarrollados para la determinacin del contenido proximal fueronde acuerdo con la metodologa planteada por la AOAC (1990). Laextraccin de aceite se realiz con hexano a 55C utilizando cuatro

diferentes tratamientos de molienda para determinar el rendimiento.Para la quinua se hizo adems un tratamiento de desaponificacin yotro con saponinas ante de la molienda. Se realiz un anlisisestadstico de diseos de bloques completo al azar para determinarel tratamiento ptimo de mayor rendimiento para la extraccin deaceite. La caracterizacin de la fraccin lipdica se realiz deacuerdo a la metodologa planteada por la AOAC (1990). Sedeterminaron los cidos grasos por cromatografa de gases y lostocoferoles por HPLC.

El mejor tratamiento para los dos granos fue el de la molienda contamiz 30 (0,0232"), determinando un rendimiento para el aceite dequinua de 4.6% y para el aceite de kaiwa de 6.4%. Los aceites dequinua y kaiwa tuvieron gravedad especfica de 0.930121 y0.435872, respectivamente.

Sus ndices de refraccin fueron 1,4732 para quinua y 1,4735 parakaiwa. El ndice de yodo, que muestra el grado de instauracin delos aceites, es alto para ambos: quinua 127.81 y kaiwa 121.14.

Entonces, se puede esperar un alto contenido de cidos grasosinsaturados en estos aceites. El porcentaje de cidos grasos libresfue 0.091 para la quinua y 0.14 para la kaiwa. El ndice desaponificacin para la quinua fue 195 y para kaiwa 187. El materialinsaponificable encontrado en la kaiwa fue 5.01 y en la kaiwa 4.2.

Al determinar el contenido de cidos grasos se encontr que elmayor porcentaje de cidos grasos presentes en estos aceites es elOmega 6 (cido linoleico), siendo de 50,24% para quinua y 42,59%

de kaiwa, valores muy similares a los encontrados en el aceite degermen de maz, que tiene un rango de 45 a 65%.

El Omega 9 (cido oleico), se encuentra en segundo lugar, siendo26,04 para aceite de quinua y 42,59% para el aceite de kaiwa. Losvalores encontrados para el Omega 3 (cido linolnico), son de 4.77para el aceite de quinua y 6,01 para el de kaiwa, seguido del cido


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palmtico con 9,59 para el aceite de quinua y 17,94 para kaiwa.Encontramos tambin cidos grasos en pequea proporcin, comoel cido esterico y el eicosapentaenoico. La composicin de estoscidos grasos es muy similar al aceite de germen de maz.

Como podemos observar, el 82,71% de cidos grasos en el aceitede quinua pertenece a cidos grasos insaturados y el 72,85% delaceite de kaiwa. En las ltimas dcadas los cidos grasosinsaturados han cobrado gran importancia por la actividad benficapara el organismo que se les atribuye, al mantener la fluidez de loslpidos de las membranas.

Al determinar los tocoferoles encontramos concentraciones paraquinua de 797.2 ppm de tocoferol y 721.4 ppm de tocoferol , y

para kaiwa 788.4 ppm y 726 ppm de y tocoferol,respectivamente. Los tocoferoles existen en la naturaleza comocuatro diferentes ismeros cuyo poder antioxidante en orden en elaceite es de: > > > , siendo ligeramente superior laconcentracin de tocoferol en los aceites obtenidos. Si locomparamos con el maz, que tiene 251 ppm de tocoferol y 558ppm, de tocoferol ), el contenido en aceite de quinua y kaiwa esmayor, garantizndonos mayor tiempo de conservacin por el poderantioxidante del tocoferol.

Por otro lado, el tocoferol tiene mayor poder como vitamina E,siendo esta vitamina el mejor antioxidante a nivel de membranas enlas clulas y protectora de los daos que causan los cidos grasosde las membranas por los radicales libres. Los radicales libres sonmolculas inestables que tienen un electrn no apareado, el cual lohace altamente energizado y reactivo, estos buscan a otroselectrones, provocando reacciones en cadena que daan las clulasy al ADN, hasta que regresan a su estado estable.

Wood et. al. (1993)encontraron que el 11 % de los cidos grasostotales de la quinua eran saturados, con el cido palmtico comocido predominante. Los cidos linoleico, oleico y alfa-linolnicoeran los cidos insaturados predominantes con concentraciones de52.3, 23.0 y 8.1 % de cidos grasos totales, respectivamente. Ellosencontraron tambin aproximadamente 2% de cido ercico. Otros
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investigadores (Przybylski et al., 1994) encontraron que el cidolinoleico era el principal cido graso (56 %) en la quinua, seguidopor el cido oleico (21.1 %), cido palmitico (9.6 %) y cidolinolnico (6.7%). Segn estos autores, el 11.5 % de los cidos

grasos totales de la quinua son saturados.Carbohidratos y Fibra

El almidn es el carbohidrato ms importante en todos los cereales.Constituye aproximadamente el 60- 70 % de la materia seca. En laquinua, el contenido de almidn es de 58.1-64.2 % (Bruin, 1964). Elalmidn en las plantas se encuentra en la forma de grnulos. Losgrnulos de cada especie tiene, un tamao y forma caractersticas.Los grnulos del almidn de la quinua tienen un dimetro de 2 m,

siendo ms pequeos que los granos comunes. El almidn de laquinua ha sido estudiado muy poco, el de la kaiwa todava menos.Sera importante estudiar sus propiedades funcionales.Ahamed etal. (1998) mencionan que el almidn de quinua tiene una excelenteestabilidad frente al congelamiento y la retrogradacin. Estosalmidones podran ofrecer una alternativa interesante para sustituiralmidones modificados qumicamente.

Tapia (1997) presenta resultados de un estudio de viscoamilografa

y contenido de amilosa de 6 variedades de quinua. La temperaturade gelatinizacin para diferentes variedades estaba en el rango de55.5-72.0 C. Se encontr que las diferentes variedades de la quinuatuvieron entre 14.33 y 27.66 % de amilosa.

Ahamed et al. (1998) encontraron 3-4 % pentosanas en diferentesvariedades de quinua. El contenido de almidn en estas variedades,roja, amarilla y blanca, era 59, 58 y 64 % respectivamente. Ademsde polisacridos, en los granos de quinua y kaiwa tambin seencuentran azcares libres, en pequeas cantidades. Los cultivosandinos tienen mayor contenido de azcares que los cerealescomunes. En el siguiente cuadro se presenta el contenido deazcares en quinua, kaiwa y kiwicha.

Cuadro 5. Contenido de azcares en granos andinos (g/100 gmateria seca) (Repo-Carrasco, 1992)
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Glucosa Fructosa Sacarosa MaltosaQuinua 1.70 0.20 2.90 1.40

Kaiwa 1.80 0.40 2.60 1.70

Kiwicha 0.75 0.20 1.30 1.30

Minerales

El cuadro 6 presenta el contenido de minerales de la quinua y otrosgranos. En la quinua resalta el alto contenido de calcio, magnesio yzinc.

Cuadro 6. Constituyentes minerales de los cereales y granosandinos (mg/100 g de materia seca) (Kent, 1983)

Trigo Cebada Avena Centeno Triti-

cale

Arroz Quinua Kai-

wa

Kiwi-cha

Ca 48 52 94 49 37 15 94* 110* 236*

Mg 152 145 138 138 147 118 270*** n.r. 244**

Na 4 49 28 10 9 30 11.5*** n.r. 31**

P 387 356 385 428 487 260 140* 375* 453*

Fe 4.6 4.6 6.2 4.4 6.5 2.8 16.8* 15.0* 7.5*

Cu 0.6 0.7 0.5 0.7 0.8 0.4 3.7*** n.r. 1.21**

Zn 3.3 3.1 3.0 2.0 3.3 1.8 4.8*** n.r. 3.7**

*Collazos 1993, **Becker & al. 1981, *** Latinreco 1990

Saponinas

Las saponinas se encuentran en muchas especies de las plantas,

por ej. espinaca, esprrago, alfalfa y frejol soya. El contenido de lassaponinas vara entre 0.1 y 5 %. El pericarpio del grano de quinuacontiene saponinas, lo que le da un sabor amargo y deben sereliminadas para que el grano pueda ser consumido. Las saponinasse caracterizan, adems de su sabor amargo, por la formacin deespuma en soluciones acuosas. Forman espumas estables en
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concentraciones muy bajas, 0.1 %, y por eso tienen aplicaciones enbebidas, shampoo, jabones etc.

Qumicamente, las saponinas son glucsidos que por hidrlisisliberan una o ms unidades de azcares y aglicones libres deazcares, las sapogeninas. Las sapogeninas pueden tener unaestructura esteroidal o triterpenoide. Las saponinas de quinua sonde estructura triterpenoide. La principal sapogenina es el cidooleanlico (Burnouf-Radosevitch,1984).Dini et al. (2000)demostraron varias saponinas, algunas de las cuales no haban sidoaisladas antes en la quinua. Encontraron cuatro sapogeninas,acidos oleanlico, fitolacagnico y espergulagnico, y hederagenina.

Las saponinas bajan la tensin superficial, poseen propiedades

emulsificantes y tienen efecto hemolizante en los glbulos rojos.Son txicas para animales de sangre fra. Su actividad hemoltica yantilipmica y su capacidad de bajar los niveles de colesterol en elsuero son una de sus caractersticas ms importantes. No se hanencontrado efectos negativos de las saponinas en la digestibilidadde las protenas.

La quinua puede ser clasificada de acuerdo a la concentracin desaponinas como: dulce (libre de saponinas o contenido menor de

0.11 % de saponinas libres en base a peso fresco) o amarga (msde 0.11 % de saponinas) (Koziol, 1990).

Procesamiento y Usos

Los mtodos de eliminacin de saponinas pueden ser clasificadosen: Mtodos hmedos, mtodos secos y mtodos combinados(Mujica & Jacobsen, 1999). Los hmedos son los tradicionalmenteempleados por los campesinos y las amas de casa. Se lavan losgranos haciendo friccin con las manos o a veces con ayuda de unapiedra.Tapia (1997) describe un mtodo tradicional empleado enBolivia. En este mtodo se utiliza una piedra de unos 50 cm dedimetro y en ella se coloca la quinua mezclada con arena gruesa.Esta mezcla se expone al sol durante unas horas hasta que secaliente. As, el pericarpio se dilata y desprende con mayor facilidad.

A nivel industrial se ha diseado equipos lavadores de quinua. El
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mtodo hmedo es muy eficiente para la eliminacin de saponinas.Sin embargo, existen ciertos problemas este mtodo: el elevadocosto del secado del producto y la eliminacin de agua consaponina. Tambin existe el riesgo que el grano empieza a germinar

durante el proceso de lavado y secado, porque la quinua tiene unpoder germinativo muy elevado. En la universidad Nacional AgrariaLa Molina (Per) se ha diseado un mtodo de lavado con unequipo experimental (Molina, 1972). Se encontr que lascondiciones ms favorables para el lavado de quinua eran: periodode remojo 30 min., tiempo de agitacin 20 min. y temperatura deagua de lavado de 70 C.

Los mtodos secos (escarificacin) consisten en la utilizacin demquinas pulidoras de cereales para eliminar la saponina. Estemtodo es ms econmico que el anterior, pero su desventaja esque no logra eliminar toda la saponina. Si se aumenta la eficiencia,o sea se pule ms intensamente el grano, se pierden nutrientes,como la protena, que se encuentra principalmente en la capasuperior del grano. El mtodo ms recomendable para eliminar lassaponinas es el combinado. Con este mtodo, primero sedescalifica ligeramente la quinua y despus se lava brevemente.Con el lavado breve los costos de secado son menores y con eldescalificado previo la concentracin de saponina en el agua de

lavado es menor.

Una vez eliminadas las saponinas la quinua puede ser consumidacomo grano entero o procesada en diferentes formas. La quinuapuede ser molida en harina, para usarse en panificacin, pastelerao en mezclas para alimentacin infantil.Repo-Carrasco (1992)obtuvo 60% de rendimientos de harina para quinua lavada y de63.7% en quinua precocida. Con la harina de quinua se puedesustituir hasta en 20% la harina de trigo en panificacin y hasta en

40-50% en pastelera.

Se han hecho pocos estudios sobre la extrusin de la quinua. Unode los ms antiguos es deRomero et al. (1985) quienes estudiaronel efecto de la extrusin en las caractersticas funcionales ynutricionales de la quinua. En la Universidad de Colorado (EstadosUnidos) se ha estudiado el uso de la quinua en extrusin en
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mezclas con maz (Coulter & Lorenz, 1991). La quinua fue utilizadaen tres niveles: 10, 20 y 30 % y los productos fueron analizados porsu composicin qumica, nutricional y organolptica, encontrandovalores proteicos altos en los productos finales y un buen

aceptacin. En la UNALM se realizan actualmente estudios sobre lautilizacin de extrusin de bajo costo en el procesamiento dequinua. Se est trabajando con la variedad Kancolla, probandodiferentes niveles de humedad inicial (14, 15, 16, 17 y 18 %). Se haencontrado que la humedad de 15 % es ideal en cuanto a expansindel producto. Este resultado coincide con los resultados deCoulter& Lorenz (1991). Tambin se ha hecho pruebas preliminares con lakaiwa y kiwicha.

La forma de consumo de la kaiwa es principalmente como

kaiwako, que es grano tostado y molido. El grano se tuesta conmucho cuidado para evitar que se queme, luego se ventea paraeliminar los perigonios que se han desprendido y se muele. Rindeun producto muy aromtico, de alto prestigio como alimento omedicina fortificante. Esta harina se consume mezclada con azcar,leche, agua etc. (Tapia, 1997). La harina de kaiwa puede serutilizada en panificacin, en fideos y pastelera. Los granos enteros,reventados pueden incluirse en turrones, dulces y otros productosde confitera.

La quinua y la kaiwa pueden utilizarse en mezclas alimenticiaspara la alimentacin de nios. En un estudio realizado porRepo-Carrasco & Li Hoyos (1993) se formularon dos mezclas alimenticias:quinua-kaiwa-habas y quinua-kiwicha-frejol, con alto valornutricional. Las mezclas tenan valores muy cercanos al PER de lacasena: 2.36 y 2.59, respectivamente (casena 2.5). Tambin laspersonas de la tercera edad y quienes hacen dietas para adelgazarse pueden beneficiar con el consumo de quinua, por sus

propiedades nutricionales, especial-mente por el contenido de fibradiettica de la quinua que ayuda al organismo en muchas formas,por ejemplo, reduciendo el nivel del colesterol en la sangre ymejorando el sistema digestivo. Por esta razn, los consumidoresen los pases desarrollados tambin estn interesados en incluir laquinua en su dieta.
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