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

Hurtado L. Luisaferjim@hotmail.com INTRODUCCION Colombia es un país que por su ubicación geográfica 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 Amazonía Colombiana que cuenta con innumerables productos provenientes de la flora y fauna de la región. 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 Amazonía Colombiana el aceite de Chontaduro se extrae artesanalmente por medio de la cocción del fruto generando una fase grasa que posteriormente se separa por flotación. Este tipo de aceite aporta principalmente caroteno (pro vitamina A), compuesto que aporta un factor nutricional importante en la dieta de la población, el manejo inadecuado coma el almacenamiento prolongado que se le da en la actualidad influye en su deterioro, teniendo en cuenta las características propias de su única utilización como grasa de freído. Actualmente en la zona Amazónica existe una sobreproducción de Chontaduro en las épocas de cosecha, ya que el fruto producido no es consumido en su totalidad por la población, dando lugar a perdidas muy altas, por que los frutos, que se caigan al suelo de sus racimos por su avanzada maduración terminan alterándose o se conviertan en alimento de animales silvestres. Teniendo en cuenta esta situación este pretende utilizar la fruta en un proceso mecánico para la extracción de aceite. De esta forma se contribuirá al control de la pérdida de Chontaduro y a su vez al desarrollo comercial de esta zona. Este proyecto busco optimizar las variables del proceso para la obtención de una mayor cantidad de aceite, en mejores condiciones, con el fin de evaluar la posibilidad de comercialización para los habitantes de la zona Amazónica Colombiana. Se analizaron las diferentes formas de acondicionamiento del fruto y extracción del aceite para garantizar una Óptima recuperación, Se caracterizó la harina proveniente de los subproductos de la extracción del aceite de Chontaduro y se le dio un uso adecuado aplicable en cualquier población.

METODOLOGIA 2.1. Caracterización de la materia prima Para el desarrollo de este trabajo se Elevó a cabo la caracterización del mesocarpio del Chontaduro Bactris gasipaes HB.K, para la cual se tomaron los siguientes criterios: Análisis proximal siguiendo metodología AOAC 1999, Contenido de proteína por método Kjeldahl (Semi micro análisis Kjeltec), Contenido de grasa par método Soxhlet (Semi- micro análisis Soxtec), Contenido de ceniza por calcinación a 550°C, Contenido de humedad par secado en estufa común a 100 - 105 °C, Contenido de Fibra cruda por Hidrólisis ácida y alcalina seguida par una calcinación de ceniza insoluble (Semi micro análisis Fibertec). 2.2 Proceso de extracción del aceite de Chontaduro El proceso de extracción de los productos del Chontaduro a nivel industrial puede ajustarse perfectamente al proceso de extracción 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 extracción del aceite roja de chontaduro. 2.3. Evaluación de variables del proceso Se considero que las variables criticas eran Temperatura, tiempo y tamaño de partícula en el proceso de extracción del aceite de Chontaduro, para lo cual se empleo un Diseño Factorial 3 x 3 x 3, según el modelo planteado por Samperieri. R.H.(1998). Figura 1. Los resultados obtenidos fueron evaluados mediante herramientas estadísticas básicas: promedio, desolación estándar y coeficiente de variación. Tabla No 1. Diseño factorial para la evaluación de variables del proceso

FUENTE: la autora basándose en Samperieri, R.H. 1998; Collado, C.F.1998; Lucio P.6. 1998. Variable Independiente :: Tiempo Variable Independiente : Tamaño de partícula Estos tratamientos se fundamentaron en el diseño de bloques planteado anteriormente, conjugando: temperatura, tiempo y tamaño de partícula. 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 fusión superior a los 40 °C garantizada que la grasa extraída 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 ebullición del agua en el sitio en que se trabaje, en este caso en condiciones de Laboratorio 92°C (Bogotá). Tamaño de Partícula (p): Se consideraron tres formas de presentación: Trozos de aproximadamente 3x3 cm de lado, cubos de 1x1 cm y molido con molino casero. Estos tamaños fueron asignados basados en el concepto de que a menor tamaño de partícula mayor será la superficie de contacto, permitiendo una recuperación de aceite mucho más eficiente. Tiempo (r): Se trabajaron tres tiempos a partir del inicio de la ebullición, tomando como referencia los ensayos preliminares en los cuales después de 60 min, no se obtienen incrementos significativos en la cantidad de aceite extraído. Por lo tanto se asignaron: t = 60, 45 y 30 min. Tabla 2. Definición de variables para el proceso de extracción de aceite.

Fuente: La autora. 2.4. Evaluación 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 procedió a evaluar el 1~ caroteno mediante

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

RESULTADO 3.1. Caracterización de la materia prima Con las muestras de Chontaduro se realizaron diferentes ensayos y análisis para la respectiva caracterización, con el fin de poder optimizar el proceso de extracción. Primero se determino el peso y composición de la fruta, a partir del peso de la nuez y del mesocarpio, coma se muestra en la tabla No. 3. Tabla 3. Relación mesocarpio semilla del chontaduro amazónico.

FUENTE: la autora Posteriormente se realizó una comparación del Chontaduro amazónico con el del interior, donde se evaluó el peso de la fruta, el porcentaje de la nuez y el porcentaje del mesocarpio. Este análisis arrojo los siguientes resultados que demuestran que el peso del Chontaduro Amazónico es aproximadamente el doble del interior, como se observa en los resultados listados en la tabla No. 4. Tabla 4. Comparativo del chontaduro amazónico vs el del interior en peso (g) y porcentaje.

Teniendo en cuenta su estado de madurez se procedió a determinar el contenido de grasa presente en el Chontaduro Amazónico, 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 relación del mesocarpio -semilla del Chontaduro amazónico se evaluaron 16 replicas, expresándose el promedio de estas: Para estas pruebas se analizaron cuatro muestras de materia prima y cada análisis se realizo par duplicado. Teniendo en cuenta los resultados obtenidas es indispensable un maneja adecuado en la etapa de cosecha, los frutos deberán encontrarse completamente maduros para obtener una mayor concentración de aceite.

3.2. Proceso de extracción de aceite de chontaduro A continuación se describe un proceso sencillo para extraer el aceite de Chontaduro en condiciones artesanales en la amazonía Colombiana. 3.2.1. Recepción. En esta primera etapa, se seleccionan los racimos a procesar, para que cumplan características adecuadas de madurez, tamaño 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 solución 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 propagación 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 día y nunca deberé emplearse la misma solución por más de un día, 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 tamaño del Chontaduro, en el cual se recomienda que sea licuado (macerado), ya que con las pruebas hechas en laboratorio se determino que la extracción es más eficiente cuando el tamaño de partícula es mínimo. 3 2 3 Extracción 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 leña hasta que el agua alcance la temperatura de ebullición. 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. Recuperación del aceite Después de una hora de a temperatura de ebullición, el recipiente es retirado del fuego para dejar enfriar un poco la mezcla, de esta forma se facilita la separación 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 plástico, para facilitar la manipulación y evitar cualquier accidente. Se hizo un seguimiento de la estabilidad del aceite a través de todo el proceso de extracción mediante la determinación de la acidez que oscilo entre 0.9 y 1.4 expresado en % ácido oleico y un índice de yodo 104.5. Esta variable nos permitió 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 localización de la materia prima. la toma de muestras para la determinación 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 extracción Una vez identificados los diferentes tratamientos se procedió a realizar la extracción de 27 muestras par triplicado. Teniendo en cuenta que coma subproducto del proceso de extracción 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 basándose en el mayor porcentaje de recuperación, que en este caso fue del 90 % con una temperatura de 92 °C, un tamaño de partícula 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 ebullición del agua en el sitio de trabajo, tiempo 60 minutos y tamaño de partícula el obtenido par molienda común. 3.4. Cuantificación del beta caroteno par HPLC Con las muestras de aceite obtenido, se realizo la evaluación por cromatografía liquida de alta eficiencia HPLC. 3.4 1 Preparación de la muestra Una vez obtenida la grasa, se disuelve directamente en n-hexano grado analítico, se fibra hasta que la solución sea completamente traslucida usando membranas resistentes a solventes orgánicos de 0.2 m. Condiciones cromatográficas 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) Presión: 700 PSI Volumen de Inyección: 20 l Flujo: 1 ml/min Longitud de onda: 450 nm. Solventes A: n Hexano grado HPLC, B: mezcla de n hexano; éter etílico: diclorometano en proporción (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. Determinación de la concentración de beta- caroteno Una vez estabilizada la columna hasta obtener una línea base plana y sin ningún pica cromatográfico, hacienda pasar los solventes en el gradiente de corrida del método, se procede a elaborar curva de calibración utilizando patrón de J3 -caroteno, cuyos resultados se ilustran en la Tabla No. 7 y en la Figura No. 2 debidamente ajustada par regresión. TABLA No. 7 Curva de calibración para el betacaroteno

Fuente: La autora.

FIGURA No. 2 Curva de Calibración de betacaroteno par HPLC

Se toma coma referencia para la identificación de este componente, el tiempo de retención obtenido para los patrones (2 y 2.30 minutas). 3 4.3 Determinación del contenido de betacaroteno en aceite de chontaduro. La muestra preparada se inyecta originando un cromatograma en el cual se obtiene un pico único en tiempo de retención dentro del intervalo anotado para los patrones. El área baja la curva es interpolada en la curva de calibración obteniendo una concentración promedia de betacaroteno de 740 mg/Kg. de grasa, información 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 extraído

Fuente: la autora. 3.5 Obtención de la torta de chontaduro Una vez finalizada la etapa de extracción se procedió a obtener la harina de Chontaduro a partir de la torta obtenida coma subproducto del proceso. Para ella se diseño 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 aplicación 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 procedió a desengrasar el bagazo para recuperar la grasa restante en esté 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 presión sobre el material. El bagazo se introdujo en el cilindro provisto de agujeros para permitir el paso del aceite y sobre este caía la palanca prevista de un disco de acero que empataba perfectamente en el cilindro ejerciendo presión. Se utilizaron diferentes pesas en el ensayo. A continuación 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 presión de extracción sobre la torta de Chontaduro

Una vez realizado este procedimiento se encontró que esta maquina no cumplía can los objetivos propuestos ya que del 12% de aceite residual solamente se extrajo el 2% aproximadamente. Ya que el peso que debía agregarse a la máquina 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 troqué, el cual alcanzar la una mayor eficiencia en el desengrasado del bagazo y facilitarla a la vez la extracción ya que reducirla la fuerza que debe aplicar el operario en el momento de extracción, primero por el troqué y segundo por el diseño 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 troqué. 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 además de volver lento el proceso de secado, ocasionaría graves deterioros organolépticos, fisicoquímicos y microbiológicos. Se propone la distribución en bandejas suspendidas en la zona de cocina, expuestas a fuego directo con carbón. la torta ya desengrasada se colocarla en vasijas o en un sartén encima de las bandejas y por medio de una pala de madera agilizar el proceso de secado. A continuación se muele la torta en un molino manual, o por maceración, 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 año en envases opacos y herméticamente 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. También 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. Caracterización de harina de chontaduro. La harina se caracterizó teniendo en cuenta porcentajes de humedad, proteína, fibra grasa y cenizas, como se muestra en la tabla No. 9. Tabla 9. Caracterización de la harina de chontaduro.

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

Fuente: la autora. ANÁLISIS DE RESULTADOS Se determinó el peso del Chontaduro Amazónico 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 desviación de 0.60 y 104.61 corresponden al peso del mesocarpio con una desviación de 9.35 atribuible a la heterogeneidad de la muestra trabajada. Al hacer una comparación entre el Chontaduro producido en el Amazonas versus el del interior se encontró que el Amazónico, es aproximadamente dos veces más pesado que el del interior; esto nos da una idea de su utilidad.

Una vez caracterizado el Chontaduro se procedió a la evaluación de la extracción del aceite par tratamiento térmico. Esta evaluación se realizo aplicando el modelo propuesto en la Tabla No.1. Se encuentra temperatura y tiempo de contacto de 60 min. Y con un tamaño de partícula molido se recupera el 90 % de aceite y queda un porcentaje de aceite residual del 3.45 %. Los análisis fisicoquímicos efectuadas indican que esta fruta no solo es útil desde el punta de aceite si no que contiene minerales, fibra y proteína. De la caracterización del aceite de Chontaduro se afirma que el porcentaje de acidez expresado como ácido oleico esta entre 0.9 - 1.4 indicando la utilidad de este aceite para diversas usos, ya que una acidez alta es sinónimo de degradación del aceite, a la vez esta grasa tiene un índice de Yodo que indica un menor grado de instauración en comparación 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 relación al mesocarpio el aparte es aproximadamente de 185 mg/kg de fruto. Pero no es solo útil 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 preparación de tortas las cuales presentan una consistencia uniforme, suave, esponjosa con olor y sabor ligero a Chontaduro y buenas características nutricionales. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES o Se sugiere que para optimizar la extracción del aceite de chontaduro, las mejores condiciones son: Temperatura 92°C, Tiempo de extracción: 60 min, Tamaño de partícula fino. o El uso potencial de la harina queda evidenciado par la utilización en panadería con aceptables resultadas organolépticos 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 suplementación, de esta sustancia, para poblaciones con bajas niveles de retinol en sangre, caso muy común en nuestro país. o La facilidad de implementación del método a nivel de los campesinos, permitirá optimizar la recuperación y aprovechar al máximo las cosechas, conservándolas en condiciones estables, el aceite extraído y la torta seca. o Es necesario implementar métodos de cosecha más estrictos, la importancia de unificar tanto los criterios de maduración como la clasificación 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 utilizó inicialmente, se determinó que aunque funcionó, ésta 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 América Intertropical. Incora. Bogotá. Calvo, I .M. 1978. El chontaduro. Gobierno departamental secretarla de agricultura y fomento del Valle. Conif. Editorial jardín botánico. Calvo, I.M. 1979 El Chontaduro estado actual de las investigaciones. Secretarla de Agricultura fomento del Valle. Unidad de Investigaciones Botánicas. 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). Córdoba, J.A. 1977. El Chontaduro Alimento nutritiva que se abre paso en nuevos mercados. Esso Agrícola No. 4. Carpoica. 1996. Cultivo e investigación del Chontaduro (Bactris gasipaes H.B.K) para fruto y palmito. Memorias. Centro de Investigación El Mira. Tumaco. Nariño. 83 p. Corpoica. Comportamiento y manejo del Barrenador del fruto del Chontaduro pos. Geraeus sp (CaleOptera : Curcullaninldae). Boletín Técnico No. 229. Santiago de Cali, Colombia. 24p. Escobar, A.€.J. ; Zuluaga, P.J.J.; y Martínez, HA 1996. El cultivo del Chontaduro (Bactris gasipaes H.B.K.). Corpoica, Centro de Investigaciones Macagual. Florencia, Caquetá. 12 p. FAO. 1989. Oficina regional de la FAO para América 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 comercialización 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 biología floral y manejo agronómico IN: FAO Catie. Palmeras poco utilizadas de América Tropical. San José Costa Rica. P. 118- 160. Mora-Urpi .J.; Szott, L.T.; Murillo, M., y Patina, V.M. 1993. IV Congreso internacional sabré biología, agronomía e industrialización del Pijuayo. Universidad de Costa Rica. San José de Costa Rica. P 481.

Patina, V.M. 1978. El Cachipay a Pejibaye en la cultura de los indígenas de América Intertropical. Instituto Indigenista Interamericano. México. Vásquez, N.C. y Escobar, C.J. 1994. Colección y evaluación de materiales de Chontaduro (Bactris gasipaes H.B.K.) en el Piedemonte Llanera. Agricultura Tropical, Vol. 31, No. 1. Colombia. 99 - 105 Pp. Velasco, Armando. 1985. El Chontaduro (Bactris gasipaes H.B.K.). Cultivo promisorio para zonas marginales de Colombia. Revista Augura No. 1/85. P 75 - 85. Vitamin and mineral Function and safety/vitamin a - health world online. pag. I de 4.