EXTRACCIN DE ACEITE ROJO DE CHONTADURO (BACTRIS GASIPAES H B K)

Hurtado L. Luisaferjim@hotmail.com INTRODUCCION Colombia es un pas que por su ubicacin geogrfica ecuatorial, sus relieves, diversidad de climas y temperaturas, pluviosidad y fertilidad de suelos, dispone de una gran variedad de recursos naturales que en muchos casos no son aprovechados por dificultad de acceso. Este es el caso de la Amazona Colombiana que cuenta con innumerables productos provenientes de la flora y fauna de la regin. Entre los productos que se cultivan en las chagras1 se encuentra el Chontaduro (Bactris gasipaes H.B.K.), fruto proveniente de la palma americana, con valor nutricional alto, del cual se obtienen varios productos como el aceite de Chontaduro, las bebidas fermentadas y las harinas. (Piedrahita, C.A., 1982). En la Amazona Colombiana el aceite de Chontaduro se extrae artesanalmente por medio de la coccin del fruto generando una fase grasa que posteriormente se separa por flotacin. Este tipo de aceite aporta principalmente caroteno (pro vitamina A), compuesto que aporta un factor nutricional importante en la dieta de la poblacin, el manejo inadecuado coma el almacenamiento prolongado que se le da en la actualidad influye en su deterioro, teniendo en cuenta las caractersticas propias de su nica utilizacin como grasa de fredo. Actualmente en la zona Amaznica existe una sobreproduccin de Chontaduro en las pocas de cosecha, ya que el fruto producido no es consumido en su totalidad por la poblacin, dando lugar a perdidas muy altas, por que los frutos, que se caigan al suelo de sus racimos por su avanzada maduracin terminan alterndose o se conviertan en alimento de animales silvestres. Teniendo en cuenta esta situacin este pretende utilizar la fruta en un proceso mecnico para la extraccin de aceite. De esta forma se contribuir al control de la prdida de Chontaduro y a su vez al desarrollo comercial de esta zona. Este proyecto busco optimizar las variables del proceso para la obtencin de una mayor cantidad de aceite, en mejores condiciones, con el fin de evaluar la posibilidad de comercializacin para los habitantes de la zona Amaznica Colombiana. Se analizaron las diferentes formas de acondicionamiento del fruto y extraccin del aceite para garantizar una ptima recuperacin, Se caracteriz la harina proveniente de los subproductos de la extraccin del aceite de Chontaduro y se le dio un uso adecuado aplicable en cualquier poblacin.

METODOLOGIA 2.1. Caracterizacin de la materia prima Para el desarrollo de este trabajo se Elev a cabo la caracterizacin del mesocarpio del Chontaduro Bactris gasipaes HB.K, para la cual se tomaron los siguientes criterios: Anlisis proximal siguiendo metodologa AOAC 1999, Contenido de protena por mtodo Kjeldahl (Semi micro anlisis Kjeltec), Contenido de grasa par mtodo Soxhlet (Semi- micro anlisis Soxtec), Contenido de ceniza por calcinacin a 550C, Contenido de humedad par secado en estufa comn a 100 - 105 C, Contenido de Fibra cruda por Hidrlisis cida y alcalina seguida par una calcinacin de ceniza insoluble (Semi micro anlisis Fibertec). 2.2 Proceso de extraccin del aceite de Chontaduro El proceso de extraccin de los productos del Chontaduro a nivel industrial puede ajustarse perfectamente al proceso de extraccin de los productos de palma africana; esto debido a la semejanza presente tanto en la palma como en el fruto. FAO. 1989.

FIGURA No. 1. Proceso de extraccin del aceite roja de chontaduro. 2.3. Evaluacin de variables del proceso Se considero que las variables criticas eran Temperatura, tiempo y tamao de partcula en el proceso de extraccin del aceite de Chontaduro, para lo cual se empleo un Diseo Factorial 3 x 3 x 3, segn el modelo planteado por Samperieri. R.H.(1998). Figura 1. Los resultados obtenidos fueron evaluados mediante herramientas estadsticas bsicas: promedio, desolacin estndar y coeficiente de variacin. Tabla No 1. Diseo factorial para la evaluacin de variables del proceso

FUENTE: la autora basndose en Samperieri, R.H. 1998; Collado, C.F.1998; Lucio P.6. 1998. Variable Independiente :: Tiempo Variable Independiente : Tamao de partcula Estos tratamientos se fundamentaron en el diseo de bloques planteado anteriormente, conjugando: temperatura, tiempo y tamao de partcula. Para asignar los valores a estas variables, se tuvieron en cuenta los siguientes criterios: Temperatura (T): Se manejaron tres niveles: 50 C ya que las grasas tienen un punto de fusin superior a los 40 C garantizada que la grasa extrada se encuentre en fase liquida; 70 C ya que alrededor de los 60 - 65 C se desactivan las enzimas permitiendo una estabilidad y un ablandamiento de tejidos; y por Ultimo la temperatura de ebullicin del agua en el sitio en que se trabaje, en este caso en condiciones de Laboratorio 92C (Bogot). Tamao de Partcula (p): Se consideraron tres formas de presentacin: Trozos de aproximadamente 3x3 cm de lado, cubos de 1x1 cm y molido con molino casero. Estos tamaos fueron asignados basados en el concepto de que a menor tamao de partcula mayor ser la superficie de contacto, permitiendo una recuperacin de aceite mucho ms eficiente. Tiempo (r): Se trabajaron tres tiempos a partir del inicio de la ebullicin, tomando como referencia los ensayos preliminares en los cuales despus de 60 min, no se obtienen incrementos significativos en la cantidad de aceite extrado. Por lo tanto se asignaron: t = 60, 45 y 30 min. Tabla 2. Definicin de variables para el proceso de extraccin de aceite.

Fuente: La autora. 2.4. Evaluacin del aporte de betacaroteno en el aceite obtenido. Teniendo en cuenta que el color rojo del aceite obtenido se debe principalmente a la presencia de carotenoides, se procedi a evaluar el 1~ caroteno mediante

cromatografa liquida de alta eficiencia (HPLC), en fase normal con cuantificacin en rango visible (450 nm). 2.5. Obtencin y caracterizacin de la harina de chontaduro. Una vez finalizado el proceso de extraccin del aceite de Chontaduro se obtuvo la harina mediante prensado, deshidratacin y molienda de la torta obtenida en la primera fase como subproducto. Para la caracterizacin de la harina obtenida se tomaron los mismos indicadores que en la materia prima.

RESULTADO 3.1. Caracterizacin de la materia prima Con las muestras de Chontaduro se realizaron diferentes ensayos y anlisis para la respectiva caracterizacin, con el fin de poder optimizar el proceso de extraccin. Primero se determino el peso y composicin de la fruta, a partir del peso de la nuez y del mesocarpio, coma se muestra en la tabla No. 3. Tabla 3. Relacin mesocarpio semilla del chontaduro amaznico.

FUENTE: la autora Posteriormente se realiz una comparacin del Chontaduro amaznico con el del interior, donde se evalu el peso de la fruta, el porcentaje de la nuez y el porcentaje del mesocarpio. Este anlisis arrojo los siguientes resultados que demuestran que el peso del Chontaduro Amaznico es aproximadamente el doble del interior, como se observa en los resultados listados en la tabla No. 4. Tabla 4. Comparativo del chontaduro amaznico vs el del interior en peso (g) y porcentaje.

Teniendo en cuenta su estado de madurez se procedi a determinar el contenido de grasa presente en el Chontaduro Amaznico, obteniendo coma resultado una diferencia significativa como se ilustra en la tabla No. 5. Tabla 5. Porcentaje de grasa en un chontaduro verde y maduro.

Para la relacin del mesocarpio -semilla del Chontaduro amaznico se evaluaron 16 replicas, expresndose el promedio de estas: Para estas pruebas se analizaron cuatro muestras de materia prima y cada anlisis se realizo par duplicado. Teniendo en cuenta los resultados obtenidas es indispensable un maneja adecuado en la etapa de cosecha, los frutos debern encontrarse completamente maduros para obtener una mayor concentracin de aceite.

3.2. Proceso de extraccin de aceite de chontaduro A continuacin se describe un proceso sencillo para extraer el aceite de Chontaduro en condiciones artesanales en la amazona Colombiana. 3.2.1. Recepcin. En esta primera etapa, se seleccionan los racimos a procesar, para que cumplan caractersticas adecuadas de madurez, tamao y sanidad. 3.2.2. Pesaje, desgrane y acondicionamiento de la materia prima. En esta etapa se retira el fruto del racimo y se procede a pesar el total obtenido. la materia prima se lava con agua abundante para retirar cualquier tipo de impureza que pueda influir con la calidad final del aceite. la ideal serla emplear agua con Cloro (hipoclorito de Calcio o Sodio en solucin a 250 mg/I) equivalente a 5 ml de Clara comercial o blanqueador par litro de agua. El Cloro elimina en parte las esporas de hongos y propagacin de bacterias que pudieran estar en la superficie de la fruta, es necesario que el agua con Cloro se cambie con alguna frecuencia durante el da y nunca deber emplearse la misma solucin por ms de un da, pues se pierde capacidad desinfectante. la fruta debe lavarse con agua limpia, para eliminar el exceso de Clara en la superficie. (www. ucr.ac.cr / peiibaye / ManeioPosCosl.htm) En esta etapa se acondiciona el tamao del Chontaduro, en el cual se recomienda que sea licuado (macerado), ya que con las pruebas hechas en laboratorio se determino que la extraccin es ms eficiente cuando el tamao de partcula es mnimo. 3 2 3 Extraccin En esta etapa se colocan los frutos de Chontaduro ya acondicionados en un recipiente con suficiente cantidad de agua dependiendo de la cantidad de fruto; este recipiente es colocado a fuego directo en planchas con lea hasta que el agua alcance la temperatura de ebullicin. Una vez alcanzada esta temperatura se deja por un tiempo de una hora para que se extraiga la mayor parte el aceite de Chontaduro. 3.2.4. Recuperacin del aceite Despus de una hora de a temperatura de ebullicin, el recipiente es retirado del fuego para dejar enfriar un poco la mezcla, de esta forma se facilita la separacin del aceite. Este aceite es recuperado por arrastre, ya que por diferencia de densidades el aceite queda flotando en el agua. Posteriormente se envasa en un empaque plstico, para facilitar la manipulacin y evitar cualquier accidente. Se hizo un seguimiento de la estabilidad del aceite a travs de todo el proceso de extraccin mediante la determinacin de la acidez que oscilo entre 0.9 y 1.4 expresado en % cido oleico y un ndice de yodo 104.5. Esta variable nos permiti determinar la estabilidad del aceite.

Es claro que el control de acidez en el aceite rojo de Chontaduro es un factor determinante en la calidad final del mismo. En este estudio fue imposible Ilevar al cabo el seguimiento de la acidez a partir de la cosecha del fruto, debido a la localizacin de la materia prima. la toma de muestras para la determinacin de acidez se realizo en el laboratorio de la UJTL en un lapso de seis meses aproximadamente. Como se toma la acidez en el tiempo 3.3. Eficiencia de extraccin Una vez identificados los diferentes tratamientos se procedi a realizar la extraccin de 27 muestras par triplicado. Teniendo en cuenta que coma subproducto del proceso de extraccin se obtiene la torta se determina el contenido residual de aceite en ella. Analizando los diferentes resultados y teniendo en cuenta los porcentajes obtenidos en los 27 ensayos, se determino que las mejores condiciones en las cuales se puede recuperar una mayor cantidad de aceite son las pertenecientes al tratamiento 1.1.3; esto basndose en el mayor porcentaje de recuperacin, que en este caso fue del 90 % con una temperatura de 92 C, un tamao de partcula licuado o macerado, y con un tiempo de 60 mi (Ver tabla No. 6) Tabla 6. Promedio del porcentaje de aceite recuperado y residual en la torta obtenida como subproducto.

Fuente: La autora Posteriormente, se analizaron los resultados, y con base en ellos las condiciones Optimas para el proceso son: Temperatura de ebullicin del agua en el sitio de trabajo, tiempo 60 minutos y tamao de partcula el obtenido par molienda comn. 3.4. Cuantificacin del beta caroteno par HPLC Con las muestras de aceite obtenido, se realizo la evaluacin por cromatografa liquida de alta eficiencia HPLC. 3.4 1 Preparacin de la muestra Una vez obtenida la grasa, se disuelve directamente en n-hexano grado analtico, se fibra hasta que la solucin sea completamente traslucida usando membranas resistentes a solventes orgnicos de 0.2 m. Condiciones cromatogrficas Bomba : Merck Hitachi La Chrom L 7100

Detector: Merck Hitachi La Chrom L 7400 REgistrador: Merck Hitachi D 7500 Columna: Lichocart 250-4 Li Chrospher Si 60 (5 m) y precolumna Li Xhoart 4-4 Li Chrospehr Si 60 (5 m) Presin: 700 PSI Volumen de Inyeccin: 20 l Flujo: 1 ml/min Longitud de onda: 450 nm. Solventes A: n Hexano grado HPLC, B: mezcla de n hexano; ter etlico: diclorometano en proporcin (65 : 30 : 15). Gradiente Tiempo (min) A B 0 100 0 8 60 40 8.1 60 40 11 30 70 12 0 11 12.1 100 0 15 100 0 3.4.2. Determinacin de la concentracin de beta- caroteno Una vez estabilizada la columna hasta obtener una lnea base plana y sin ningn pica cromatogrfico, hacienda pasar los solventes en el gradiente de corrida del mtodo, se procede a elaborar curva de calibracin utilizando patrn de J3 -caroteno, cuyos resultados se ilustran en la Tabla No. 7 y en la Figura No. 2 debidamente ajustada par regresin. TABLA No. 7 Curva de calibracin para el betacaroteno

Fuente: La autora.

FIGURA No. 2 Curva de Calibracin de betacaroteno par HPLC

Se toma coma referencia para la identificacin de este componente, el tiempo de retencin obtenido para los patrones (2 y 2.30 minutas). 3 4.3 Determinacin del contenido de betacaroteno en aceite de chontaduro. La muestra preparada se inyecta originando un cromatograma en el cual se obtiene un pico nico en tiempo de retencin dentro del intervalo anotado para los patrones. El rea baja la curva es interpolada en la curva de calibracin obteniendo una concentracin promedia de betacaroteno de 740 mg/Kg. de grasa, informacin que confirma la presencia de este pigmento coma responsable del color rajo del producto. TABLA No.8. Contenido de betacaroteno en el aceite de chontaduro extrado

Fuente: la autora. 3.5 Obtencin de la torta de chontaduro Una vez finalizada la etapa de extraccin se procedi a obtener la harina de Chontaduro a partir de la torta obtenida coma subproducto del proceso. Para ella se diseo un modelo de prensa que facilita el manejo del producto en condiciones

artesanales y posteriormente evaluar el porcentaje de grasa residual en la harina y su aplicacin en preparaciones culinarias. Para esta etapa del trabajo se tuvieron en cuenta los siguientes pasos: Desengrasado del bagazo a torta de chontaduro mediante prensado. Como el objetivo principal de este proyecto era recuperar la mayor cantidad de aceite presente en el mesocarpio, se procedi a desengrasar el bagazo para recuperar la grasa restante en est para esto se utilizo una prensa de palanca, constituida par un cilindro en PVC con agujeros utilizado normalmente coma molde en industria de quepas, un disco que presiona el material colocado en el cilindro y una palanca de la que se suspenden pesas de diferente masa para ejercer presin sobre el material. El bagazo se introdujo en el cilindro provisto de agujeros para permitir el paso del aceite y sobre este caa la palanca prevista de un disco de acero que empataba perfectamente en el cilindro ejerciendo presin. Se utilizaron diferentes pesas en el ensayo. A continuacin en la Figura No. 3selustra la prensa y las pesas utilizadas: FIGURA No. 3. Sistema sencillo de prensa con palanca y pesas para ejercer la presin de extraccin sobre la torta de Chontaduro

Una vez realizado este procedimiento se encontr que esta maquina no cumpla can los objetivos propuestos ya que del 12% de aceite residual solamente se extrajo el 2% aproximadamente. Ya que el peso que deba agregarse a la mquina para que pudiera extraer la mayor cantidad de aceite era muy alto, cual es poco funcional si se tiene en cuenta que se manejaron pesas de hasta 5 Kg. aproximadamente. Se sugiere en este proyecto un modelo de troqu, el cual alcanzar la una mayor eficiencia en el desengrasado del bagazo y facilitarla a la vez la extraccin ya que reducirla la fuerza que debe aplicar el operario en el momento de extraccin, primero por el troqu y segundo por el diseo de la palanca, ya que permite que la fuerza aplicada se divida en dos para poder ser manipulada par el operario con ambas manos. En la Figura 4 se muestra el plano del sistema de prensa por torque.

Figura 4. Sistema de prensa con palanca de troqu. 3.5.2. Secado de la torta desengrasada Una vez prensada la torta para terminar de eliminar la grasa residual presente, se procede al secado, no puede hacerse al aire libre por que la humedad relativa de la zona es del 80 al 90% aproximadamente, lo cual adems de volver lento el proceso de secado, ocasionara graves deterioros organolpticos, fisicoqumicos y microbiolgicos. Se propone la distribucin en bandejas suspendidas en la zona de cocina, expuestas a fuego directo con carbn. la torta ya desengrasada se colocarla en vasijas o en un sartn encima de las bandejas y por medio de una pala de madera agilizar el proceso de secado. A continuacin se muele la torta en un molino manual, o por maceracin, luego se pesa y se empaca la harina, lista para ser consumida.

3 5.3. Almacenamiento de la harina de chontaduro la harina de Chontaduro puede almacenarse hasta por un ao en envases opacos y hermticamente sellados, se recomienda que su humedad sea inferior a 12 % (periodo de secado de 16 horas a 60 C y con aire del 50 % de humedad relativa), a humedades superiores puede presentarse problemas de infecciones hongos y dificultades de molienda. Tambin es necesario tener un control de plagas e higroscopicidad para poder conservar la calidad de la harina. (www.ucr.ac.cr/-pejipaye/industria F1.htm). 3.5.4. Caracterizacin de harina de chontaduro. La harina se caracteriz teniendo en cuenta porcentajes de humedad, protena, fibra grasa y cenizas, como se muestra en la tabla No. 9. Tabla 9. Caracterizacin de la harina de chontaduro.

Fuente: la autora. Con la harina obtenida se realizaran ensayos para la elaboracin de una torta tradicional, con ingredientes coma huevos, leche, agua, mantequilla etc. Una vez terminada la tarta con harina de Chontaduro, se procedi a realizar un panel sensorial en donde las caractersticas obtenidas fueran las siguientes: (Ver Tabla No.10) Tabla 10: Caractersticas de la torta de chontaduro.

Fuente: la autora. ANLISIS DE RESULTADOS Se determin el peso del Chontaduro Amaznico en donde se obtuvo que en promedio esta variedad tiene un peso de 108.38 g de las cuales 3.76 g corresponden al peso de la nuez con una desviacin de 0.60 y 104.61 corresponden al peso del mesocarpio con una desviacin de 9.35 atribuible a la heterogeneidad de la muestra trabajada. Al hacer una comparacin entre el Chontaduro producido en el Amazonas versus el del interior se encontr que el Amaznico, es aproximadamente dos veces ms pesado que el del interior; esto nos da una idea de su utilidad.

Una vez caracterizado el Chontaduro se procedi a la evaluacin de la extraccin del aceite par tratamiento trmico. Esta evaluacin se realizo aplicando el modelo propuesto en la Tabla No.1. Se encuentra temperatura y tiempo de contacto de 60 min. Y con un tamao de partcula molido se recupera el 90 % de aceite y queda un porcentaje de aceite residual del 3.45 %. Los anlisis fisicoqumicos efectuadas indican que esta fruta no solo es til desde el punta de aceite si no que contiene minerales, fibra y protena. De la caracterizacin del aceite de Chontaduro se afirma que el porcentaje de acidez expresado como cido oleico esta entre 0.9 - 1.4 indicando la utilidad de este aceite para diversas usos, ya que una acidez alta es sinnimo de degradacin del aceite, a la vez esta grasa tiene un ndice de Yodo que indica un menor grado de instauracin en comparacin con las fuentes. Este aceite es fuente de pro vitamina A; en forma de Beta Caroteno con un contenido de 740 mg de betacaroteno I Kg. de grasa, con relacin al mesocarpio el aparte es aproximadamente de 185 mg/kg de fruto. Pero no es solo til por su contenido graso si no por su aporte de pro vitamina A; adicionalmente se genera un subproducto que es la harina de Chontaduro, para la preparacin de tortas las cuales presentan una consistencia uniforme, suave, esponjosa con olor y sabor ligero a Chontaduro y buenas caractersticas nutricionales. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES o Se sugiere que para optimizar la extraccin del aceite de chontaduro, las mejores condiciones son: Temperatura 92C, Tiempo de extraccin: 60 min, Tamao de partcula fino. o El uso potencial de la harina queda evidenciado par la utilizacin en panadera con aceptables resultadas organolpticos y con la ventaja de ser una fuente adicional de beta caroteno en la dieta. o Se encuentra un significativo contenido de betacaroteno por eso este aceite es una buena fuente para la suplementacin, de esta sustancia, para poblaciones con bajas niveles de retinol en sangre, caso muy comn en nuestro pas. o La facilidad de implementacin del mtodo a nivel de los campesinos, permitir optimizar la recuperacin y aprovechar al mximo las cosechas, conservndolas en condiciones estables, el aceite extrado y la torta seca. o Es necesario implementar mtodos de cosecha ms estrictos, la importancia de unificar tanto los criterios de maduracin como la clasificacin de los racimos de fruta fresca, con el objeto de elaborar normas que determinen la calidad del fruto.

o En cuanto a la maquina de prensado por palanca y pesas que se utiliz inicialmente, se determin que aunque funcion, sta no era muy eficiente; por la tanto, se recomienda, utilizar el sistema de prensa con palanca de torque. 9. BIBLIOGRAFIA Baracaldo, R.A. 1980. El Chontaduro a Cachipay: Un cultivo promisorio de Amrica Intertropical. Incora. Bogot. Calvo, I .M. 1978. El chontaduro. Gobierno departamental secretarla de agricultura y fomento del Valle. Conif. Editorial jardn botnico. Calvo, I.M. 1979 El Chontaduro estado actual de las investigaciones. Secretarla de Agricultura fomento del Valle. Unidad de Investigaciones Botnicas. Clement, C.R. 1995. Pejibay (Bactris gasipaes). In: Smartt, J. and N.W. Simmonds (eds). Evolution of Crop Plants, 2nd Ed. Longman, London. (in press). Crdoba, J.A. 1977. El Chontaduro Alimento nutritiva que se abre paso en nuevos mercados. Esso Agrcola No. 4. Carpoica. 1996. Cultivo e investigacin del Chontaduro (Bactris gasipaes H.B.K) para fruto y palmito. Memorias. Centro de Investigacin El Mira. Tumaco. Nario. 83 p. Corpoica. Comportamiento y manejo del Barrenador del fruto del Chontaduro pos. Geraeus sp (CaleOptera : Curcullaninldae). Boletn Tcnico No. 229. Santiago de Cali, Colombia. 24p. Escobar, A..J. ; Zuluaga, P.J.J.; y Martnez, HA 1996. El cultivo del Chontaduro (Bactris gasipaes H.B.K.). Corpoica, Centro de Investigaciones Macagual. Florencia, Caquet. 12 p. FAO. 1989. Oficina regional de la FAO para Amrica latina y el caribe red latinoamericana de palma aceitera. Miniplantas extractoras de aceite de palma. Santa fe de Bogota FEDEPALMA. MONCAYA C.A., (1999) Manejo post cosecha y comercializacin de la zanahoria. ICBF Instituta Colombiano de Bienestar Familiar. SENA Colombia editorial Fudesco. Mora-Urpi, J. 1983. El Pejibaye (Bactns gasipaes H.B.K.)origen biologa floral y manejo agronmico IN: FAO Catie. Palmeras poco utilizadas de Amrica Tropical. San Jos Costa Rica. P. 118- 160. Mora-Urpi .J.; Szott, L.T.; Murillo, M., y Patina, V.M. 1993. IV Congreso internacional sabr biologa, agronoma e industrializacin del Pijuayo. Universidad de Costa Rica. San Jos de Costa Rica. P 481.

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INTRODUCCIONMETODOLOGIARESULTADOANLISIS DE RESULTADOSCONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESBIBLIOGRAFIA