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

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

 

1. Introducción

La quinua es una planta alimenticias muy antiguas en el área andina. Según algunas investigaciones, su cultivo data de 5000 años a. c. Los incas reconocieron su alto valor nutricional y las aprovecharon de modo integral, reemplazando a las proteínas animales. Actualmente, en muchas áreas siguen siendo una de las principales fuentes proteicas.

Los problemas nutricionales son graves en el Perú, en particular entre la etapa del destete y preescolar. El problema es más agudo en el altiplano rural, dónde casi el 50% de la población está por debajo del umbral de pobreza. El destete inadecuado y las prácticas nutricionales del niño no solo son resultado de los problemas económicos sino también de la ignorancia. La tendencia actual es reemplazar estos cultivos con productos alimentarios importados como el arroz y la pasta, que son baratos. La quinua, la kiwicha (Amaranthus caudatus), la kañiwa y el tarwi (Lupinus mutabilis) son cultivos nativos sumamente nutritivos, que no se promueven suficientemente fuera de los centros de producción. A menos que esta situación se revierta, la producción de los productos nativos ya no será competitiva y quedarán fuera del mercado. Para enfrentar esta posibilidad se está promoviendo el uso de las materias primas locales en diversos programas de ayuda alimentaria.

Es muy importante promover el consumo de los cultivos andinos esencialmente entre los niños de las familias de bajos ingresos (Ayala, 1999; Rivera, 1999). Los esfuerzos deben encaminarse a investigar y diseñar tecnologías apropiadas de procesamiento de alimentos de bajo costo alentando a las pequeñas empresas a desarrollar productos nuevos y nutritivos en base a los cultivos andinos. (Mujica et al., 1999a,b; Jacobsen & Mujica, 2000).

Sin embargo, las agroindustrias rurales deben usar tecnologías de bajo costo. La Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM), por ejemplo, está estudiando el uso de la tecnología de extrusión para procesar cultivos andinos (quinua, kiwicha, kañiwa, tarwi y raíces y tubérculos).

La tecnología de extrusión ya se ha probado con éxito en Sri Lanka, Costa Rica, Tanzania y Vietnam. Sus ventajas son su bajo costo, volúmenes de producción moderada, operación sencilla, equipo auxiliar mínimo, versatilidad, buenas condiciones sanitarias y manejo fácil. A diferencia de la producción doméstica, en las plantas de procesamiento de alimentos se obtienen productos con una mejor calidad nutritiva mejor (fortificados con vitaminas y minerales), uniformidad en función de las fórmulas y preparación, mayor sanidad en el procesamiento, etc.

Este documento presenta una investigación sobre el valor nutritivo y las posibilidades de procesamiento de la quinua y kañiwa en el Perú. Especialmente se destaca la investigación llevada a cabo en la UNALM.

Composición Química Y Valor Nutritivo De La Quinua Y Kañiwa

Proteína

La calidad nutricional de un producto depende tanto de la cantidad como de la calidad de sus nutrientes. La quinua y la kañiwa no tienen un alto contenido de proteínas comparado con otros cereales, como se aprecia en el Cuadro 1. El rango de los constituyentes químicos para cada cereal varía según las variedades, ecotipos etc.

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

Proteína

Grasa

Fibra cruda

Cenizas

Carbohidratos

Trigo Manitoba

16.0

2.9

2.6

1.8

74.1

Trigo Inglés

10.5

2.6

2.5

1.8

78.6

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

Maíz

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

Kañiwa

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 proteínas de estas plantas andinas radica en la calidad de las mismas. Las proteínas de quinua, como también las de kañiwa, son principalmente del tipo albúmina y globulina (ver cuadro 2.). Estas, tienen una composición balanceada de amino ácidos esenciales parecida a la composición aminoacídica de la caseína, la proteína de la leche. Brinegar & Goundan (1993) aislaron y caracterizaron la proteína principal de la quinua, la chenopodina. La chenopodina es una proteína tipo globulina 11S. Ellos separaron en la electrofóresis dos grupos de subunidades de la chenopodina, A y B. Estas subunidades tuvieron pesos moleculares 32000-39000, y 22000-23000, respectivamente. En las pruebas biológicas se han encontrado valores mayores para la quinua que para la caseína (Ranhotra et al., 1993). La composición de los aminoácidos de la quinua y de otros cereales se presenta en el Cuadro 3. Se ha encontrado también que las hojas de quinua tienen alto contenido de proteínas de buena calidad. Además, las hojas son también ricas en vitaminas y minerales, especialmente en calcio, fósforo y hierro.

Cuadro 2. Fracciones proteicas de la quinua y kañiwa (% de proteína total) (Scarpati & Briceño, 1980).

Albúminas + globulinas

Prolaminas

Glutelinas + proteínas insolubles

Quinua

45

23

32

Kañiwa

41

28

31

Cuadro 3. Contenido de amino ácidos en los granos (mg de amino ácido/16 g de nitrógeno) (Repo-Carrasco, 1992).

Quinua

Kañiwa

Kiwicha

Arroz

Trigo

Ácido aspartigo

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

Ácido glutámico

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

2.2

Triptofano

1.1

0.9

1.1

1.1

1.2

% N del grano

2.05

2.51

2.15

1.52

2.24

% proteína

12.8

15.7

13.4

9.5

14.0


Repo-Carrasco (1991) analizó los aminoácidos y calculó el cómputo químico de la quinua y kañiwa. En el siguiente cuadro se presentan los resultados. Una variedad, Amarilla de Maranganí, no tenía ningún aminoácido limitante. Todas las variedades de quinua y kañiwa mostraron un cómputo químico alto.

Cuadro 4. Contenido de amino ácidos esenciales y cómputo químico de quinua y kañiwa

Quinua:

A. de Ma-ranganí,

a.a. g/16 N

Cómputo*

Kañiwa:

NG-06,

a.a. g/16 g N

Cómputo*

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

Cómputo químico

1.00

0.91

Amino ácido limitante

-

treonina

* FAO/WHO (1985)

Lípidos

Es importante recalcar la cantidad relativamente alta de aceite en la quinua y la kañiwa, aspecto que ha sido muy poco estudiado. Esto, convierte a estos granos en una fuente potencial para la extracción de aceite. En la universidad Nacional Agraria La Molina se han efectuado estudios sobre la caracterización de la fracción lipídica de quinua y kañiwa así como la determinación de ácidos grasos y tocoferoles. La materia prima utilizada en esta investigación fue quinua de la variedad Huancayo y kañiwa blanca. Los métodos desarrollados para la determinación del contenido proximal fueron de acuerdo con la metodología planteada por la AOAC (1990). La extracción de aceite se realizó con hexano a 55C utilizando cuatro diferentes tratamientos de molienda para determinar el rendimiento. Para la quinua se hizo además un tratamiento de desaponificación y otro con saponinas ante de la molienda. Se realizó un análisis estadístico de diseños de bloques completo al azar para determinar el tratamiento óptimo de mayor rendimiento para la extracción de aceite. La caracterización de la fracción lipídica se realizó de acuerdo a la metodología planteada por la AOAC (1990). Se determinaron los ácidos grasos por cromatografía de gases y los tocoferoles por HPLC.

El mejor tratamiento para los dos granos fue el de la molienda con tamiz 30 (0,0232"), determinando un rendimiento para el aceite de quinua de 4.6% y para el aceite de kañiwa de 6.4%. Los aceites de quinua y kañiwa tuvieron gravedad específica de 0.930121 y 0.435872, respectivamente.

Sus índices de refracción fueron 1,4732 para quinua y 1,4735 para kañiwa. El índice de yodo, que muestra el grado de instauración de los aceites, es alto para ambos: quinua 127.81 y kañiwa 121.14. Entonces, se puede esperar un alto contenido de ácidos grasos insaturados en estos aceites. El porcentaje de ácidos grasos libres fue 0.091 para la quinua y 0.14 para la kañiwa. El índice de saponificación para la quinua fue 195 y para kañiwa 187. El material insaponificable encontrado en la kañiwa fue 5.01 y en la kañiwa 4.2.

Al determinar el contenido de ácidos grasos se encontró que el mayor porcentaje de ácidos grasos presentes en estos aceites es el Omega 6 (ácido linoleico), siendo de 50,24% para quinua y 42,59% de kañiwa, valores muy similares a los encontrados en el aceite de germen de maíz, que tiene un rango de 45 a 65%.

El Omega 9 (ácido oleico), se encuentra en segundo lugar, siendo 26,04 para aceite de quinua y 42,59% para el aceite de kañiwa. Los valores encontrados para el Omega 3 (ácido linolénico), son de 4.77 para el aceite de quinua y 6,01 para el de kañiwa, seguido del ácido palmítico con 9,59 para el aceite de quinua y 17,94 para kañiwa. Encontramos también ácidos grasos en pequeña proporción, como el ácido esteárico y el eicosapentaenoico. La composición de estos ácidos grasos es muy similar al aceite de germen de maíz.

Como podemos observar, el 82,71% de ácidos grasos en el aceite de quinua pertenece a ácidos grasos insaturados y el 72,85% del aceite de kañiwa. En las últimas décadas los ácidos grasos insaturados han cobrado gran importancia por la actividad benéfica para el organismo que se les atribuye, al mantener la fluidez de los lípidos de las membranas.

Al determinar los tocoferoles encontramos concentraciones para quinua de 797.2 ppm de g tocoferol y 721.4 ppm de a tocoferol , y para kañiwa 788.4 ppm y 726 ppm de g y a tocoferol, respectivamente. Los tocoferoles existen en la naturaleza como cuatro diferentes isómeros cuyo poder antioxidante en orden en el aceite es de: d > g > b > a , siendo ligeramente superior la concentración de g tocoferol en los aceites obtenidos. Si lo comparamos con el maíz, que tiene 251 ppm de a tocoferol y 558 ppm, de g tocoferol ), el contenido en aceite de quinua y kañiwa es mayor, garantizándonos mayor tiempo de conservación por el poder antioxidante del g tocoferol.

Por otro lado, el a tocoferol tiene mayor poder como vitamina E, siendo esta vitamina el mejor antioxidante a nivel de membranas en las células y protectora de los daños que causan los ácidos grasos de las membranas por los radicales libres. Los radicales libres son moléculas inestables que tienen un electrón no apareado, el cual lo hace altamente energizado y reactivo, estos buscan a otros electrones, provocando reacciones en cadena que dañan las células y al ADN, hasta que regresan a su estado estable.

Wood et. al. (1993) encontraron que el 11 % de los ácidos grasos totales de la quinua eran saturados, con el ácido palmítico como ácido predominante. Los ácidos linoleico, oleico y alfa-linolénico eran los ácidos insaturados predominantes con concentraciones de 52.3, 23.0 y 8.1 % de ácidos grasos totales, respectivamente. Ellos encontraron también aproximadamente 2% de ácido erúcico. Otros investigadores (Przybylski et al., 1994) encontraron que el ácido linoleico era el principal ácido graso (56 %) en la quinua, seguido por el ácido oleico (21.1 %), ácido palmitico (9.6 %) y ácido linolénico (6.7%). Según estos autores, el 11.5 % de los ácidos grasos totales de la quinua son saturados.

Carbohidratos y Fibra

El almidón es el carbohidrato más importante en todos los cereales. Constituye aproximadamente el 60- 70 % de la materia seca. En la quinua, el contenido de almidón es de 58.1-64.2 % (Bruin, 1964). El almidón en las plantas se encuentra en la forma de gránulos. Los gránulos de cada especie tiene, un tamaño y forma características. Los gránulos del almidón de la quinua tienen un diámetro de 2 m, siendo más pequeños que los granos comunes. El almidón de la quinua ha sido estudiado muy poco, el de la kañiwa todavía menos. Sería importante estudiar sus propiedades funcionales. Ahamed et al. (1998) mencionan que el almidón de quinua tiene una excelente estabilidad frente al congelamiento y la retrogradación. Estos almidones podrían ofrecer una alternativa interesante para sustituir almidones modificados químicamente.

Tapia (1997) presenta resultados de un estudio de viscoamilografía y contenido de amilosa de 6 variedades de quinua. La temperatura de gelatinización para diferentes variedades estaba en el rango de 55.5-72.0 C. Se encontró que las diferentes variedades de la quinua tuvieron entre 14.33 y 27.66 % de amilosa.

Ahamed et al. (1998) encontraron 3-4 % pentosanas en diferentes variedades de quinua. El contenido de almidón en estas variedades, roja, amarilla y blanca, era 59, 58 y 64 % respectivamente. Además de polisacáridos, en los granos de quinua y kañiwa también se encuentran azúcares libres, en pequeñas cantidades. Los cultivos andinos tienen mayor contenido de azúcares que los cereales comunes. En el siguiente cuadro se presenta el contenido de azúcares en quinua, kañiwa y kiwicha.

Cuadro 5. Contenido de azúcares en granos andinos (g/100 g materia seca) (Repo-Carrasco, 1992)

 

Glucosa

Fructosa

Sacarosa

Maltosa

Quinua

1.70

0.20

2.90

1.40

Kañiwa

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 otros granos. En la quinua resalta el alto contenido de calcio, magnesio y zinc.

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

 

Trigo

Cebada

Avena

Centeno

Triti-

cale

Arroz

Quinua

Kañi-

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, espárrago, alfalfa y frejol soya. El contenido de las saponinas varía entre 0.1 y 5 %. El pericarpio del grano de quinua contiene saponinas, lo que le da un sabor amargo y deben ser eliminadas para que el grano pueda ser consumido. Las saponinas se caracterizan, además de su sabor amargo, por la formación de espuma en soluciones acuosas. Forman espumas estables en concentraciones muy bajas, 0.1 %, y por eso tienen aplicaciones en bebidas, shampoo, jabones etc.

Químicamente, las saponinas son glucósidos que por hidrólisis liberan una o más unidades de azúcares y aglicones libres de azúcares, las sapogeninas. Las sapogeninas pueden tener una estructura esteroidal o triterpenoide. Las saponinas de quinua son de estructura triterpenoide. La principal sapogenina es el ácido oleanólico (Burnouf-Radosevitch,1984). Dini et al. (2000) demostraron varias saponinas, algunas de las cuales no habían sido aisladas antes en la quinua. Encontraron cuatro sapogeninas, acidos oleanólico, fitolacagénico y espergulagénico, y hederagenina.

Las saponinas bajan la tensión superficial, poseen propiedades emulsificantes y tienen efecto hemolizante en los glóbulos rojos. Son tóxicas para animales de sangre fría. Su actividad hemolítica y antilipémica y su capacidad de bajar los niveles de colesterol en el suero son una de sus características más importantes. No se han encontrado efectos negativos de las saponinas en la digestibilidad de las proteínas.

La quinua puede ser clasificada de acuerdo a la concentración de saponinas como: dulce (libre de saponinas o contenido menor de 0.11 % de saponinas libres en base a peso fresco) o amarga (más de 0.11 % de saponinas) (Koziol, 1990).

Procesamiento y Usos

Los métodos de eliminación de saponinas pueden ser clasificados en: Métodos húmedos, métodos secos y métodos combinados (Mujica & Jacobsen, 1999). Los húmedos son los tradicionalmente empleados por los campesinos y las amas de casa. Se lavan los granos haciendo fricción con las manos o a veces con ayuda de una piedra. Tapia (1997) describe un método tradicional empleado en Bolivia. En este método se utiliza una piedra de unos 50 cm de diámetro y en ella se coloca la quinua mezclada con arena gruesa. Esta mezcla se expone al sol durante unas horas hasta que se caliente. Así, el pericarpio se dilata y desprende con mayor facilidad. A nivel industrial se ha diseñado equipos lavadores de quinua. El método húmedo es muy eficiente para la eliminación de saponinas. Sin embargo, existen ciertos problemas este método: el elevado costo del secado del producto y la eliminación de agua con saponina. También existe el riesgo que el grano empieza a germinar durante el proceso de lavado y secado, porque la quinua tiene un poder germinativo muy elevado. En la universidad Nacional Agraria La Molina (Perú) se ha diseñado un método de lavado con un equipo experimental (Molina, 1972). Se encontró que las condiciones más favorables para el lavado de quinua eran: periodo de remojo 30 min., tiempo de agitación 20 min. y temperatura de agua de lavado de 70º C.

Los métodos secos (escarificación) consisten en la utilización de máquinas pulidoras de cereales para eliminar la saponina. Este método es más económico que el anterior, pero su desventaja es que no logra eliminar toda la saponina. Si se aumenta la eficiencia, o sea se pule más intensamente el grano, se pierden nutrientes, como la proteína, que se encuentra principalmente en la capa superior del grano. El método más recomendable para eliminar las saponinas es el combinado. Con este método, primero se descalifica ligeramente la quinua y después se lava brevemente. Con el lavado breve los costos de secado son menores y con el descalificado previo la concentración de saponina en el agua de lavado es menor.

Una vez eliminadas las saponinas la quinua puede ser consumida como grano entero o procesada en diferentes formas. La quinua puede ser molida en harina, para usarse en panificación, pastelería o en mezclas para alimentación infantil. Repo-Carrasco (1992) obtuvo 60% de rendimientos de harina para quinua lavada y de 63.7% en quinua precocida. Con la harina de quinua se puede sustituir hasta en 20% la harina de trigo en panificación y hasta en 40-50% en pastelería.

Se han hecho pocos estudios sobre la extrusión de la quinua. Uno de los más antiguos es de Romero et al. (1985) quienes estudiaron el efecto de la extrusión en las características funcionales y nutricionales de la quinua. En la Universidad de Colorado (Estados Unidos) se ha estudiado el uso de la quinua en extrusión en mezclas con maíz (Coulter & Lorenz, 1991). La quinua fue utilizada en tres niveles: 10, 20 y 30 % y los productos fueron analizados por su composición química, nutricional y organoléptica, encontrando valores proteicos altos en los productos finales y un buen aceptación. En la UNALM se realizan actualmente estudios sobre la utilización de extrusión de bajo costo en el procesamiento de quinua. Se está trabajando con la variedad Kancolla, probando diferentes niveles de humedad inicial (14, 15, 16, 17 y 18 %). Se ha encontrado que la humedad de 15 % es ideal en cuanto a expansión del producto. Este resultado coincide con los resultados de Coulter & Lorenz (1991). También se ha hecho pruebas preliminares con la kañiwa y kiwicha.

La forma de consumo de la kañiwa es principalmente como kañiwako, que es grano tostado y molido. El grano se tuesta con mucho cuidado para evitar que se queme, luego se ventea para eliminar los perigonios que se han desprendido y se muele. Rinde un producto muy aromático, de alto prestigio como alimento o medicina fortificante. Esta harina se consume mezclada con azúcar, leche, agua etc. (Tapia, 1997). La harina de kañiwa puede ser utilizada en panificación, en fideos y pastelería. Los granos enteros, reventados pueden incluirse en turrones, dulces y otros productos de confitería.

La quinua y la kañiwa pueden utilizarse en mezclas alimenticias para la alimentación de niños. En un estudio realizado por Repo-Carrasco & Li Hoyos (1993) se formularon dos mezclas alimenticias: quinua-kañiwa-habas y quinua-kiwicha-frejol, con alto valor nutricional. Las mezclas tenían valores muy cercanos al PER de la caseína: 2.36 y 2.59, respectivamente (caseína 2.5). También las personas de la tercera edad y quienes hacen dietas para adelgazar se pueden beneficiar con el consumo de quinua, por sus propiedades nutricionales, especial-mente por el contenido de fibra dietética de la quinua que ayuda al organismo en muchas formas, por ejemplo, reduciendo el nivel del colesterol en la sangre y mejorando el sistema digestivo. Por esta razón, los consumidores en los países desarrollados también están interesados en incluir la quinua en su dieta.

Bibliografía

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