UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
Facultad de Ingeniera IndustrialEscuela Profesional de Ingeniera
Agroindustrial e Industrias Alimentarias
LABORATORIO N02 : DETERMINACION DE SAPONINACURSO: TOXICOLOGIA DE
LOS ALIMENTOS
DOCENTE: Dr. ALFREDO LUDEA GUTIERREZ
ALUMNA: ROSAS MIRANDA, ROSA MARIA.
I- INTRODUCCIONLas saponinas son sustancias con la capacidad de
formar espuma cuando son extradas con agua (Koziol 1991). Las
saponinas se consideran una familia de metabolitos secundarios y se
lograron identificar 4 subgrupos: el primero son las saponinas
triterpnicas, las segundas son las saponinas esteroidales, las
terceras saponinas esteroidales alcalinas y el ltimo son las
saponinas de organismos marinos. Las saponinas del primer grupo se
encuentran ampliamente distribuidas en el reino de las
dicotiledones (Hostettmen and Marston, 1995).
La saponina de la quinua tiene un papel de defensa contra plagas
como los pjaros e insectos, a nivel de la maduracin fisiolgica de
la planta. Actualmente la saponina forma parte de las sustancias
que estn siendo investigadas para el tratamiento alternativo de la
leshmania.
Jacobsen et al (1996) reportan que el contenido de saponina en
la quinua es variable y esto depende aparentemente de un grupo de
unos genes en la planta. Estimados del contenido de saponina por
Wahli (1990) y Koziol (1992) arroja un rango que va desde 0.00
hasta 1.2 %. Tellera et al. (1978) demostraron que las variedades
de quinua Sajama (1.7 %) y blanca (1.9 %) presentan menor
concentracin de saponinas que las variedades amarilla (2.3 %) y
colorada (2.8 %). Estos valores se obtuvieron despus de lavar la
quinua a temperatura 50C, donde se removi un 75 a 80 % de la
saponina. Segn Ruales and Fair (1992) las saponinas de la quinua
son glucsidos triterpenoidales, localizadas en el pericarpio de las
semillas y solubles en metanol y agua. Lock De Ugaz, O.,(1988)
reporta reaccin positiva al reactivo de Lieberman-Burchad,
Salkowski.
Segn Zabaleta, citado por Bacigalupo y Tapia (1990), el nivel
mximo aceptable de saponina en la quinua para consumo humano oscila
entre 0.06 y 0.12%. Esto concuerda con los resultados de pruebas
sensoriales realizadas en la Universidad de Ambato, Ecuador, en
donde determin que el lmite mximo de aceptacin del contenido de
saponina en el grano cocido, fue de 0.1% (Nieto y Soria, 1991).
II- MARCO TEORICOLa quinua (Chenopodium quinoa) es un cereal
andino con alto valor nutricional. La quinua destaca especialmente
con su elevado contenido de protenas de alto valor biolgico. El
contenido y calidad nutricional de sus protenas es mucho mayor que
el de los cereales comunes, como el trigo, cebada, arroz y maz.Sin
embargo la quinua tiene un factor que limita su uso, y esto es su
contenido de sustancias amargas que se llaman saponinas. Las
saponinas tienen la propiedad de hemolizar los glbulos rojos y son
elevadamente txicas para animales de sangre fra. El nombre de
saponina viene el latn, sapon = jabn, y este nombre refiere a las
propiedades de las saponinas de disminuir la tensin superficial y
formar espuma en soluciones acuosas. Tambin se ha confirmado la
propiedad antilipemica y capacidad de bajar los niveles de
colesterol en el suero de las saponinas.Qumicamente las saponinas
son glucsidos que por hidrlisis liberan una o ms unidades de
azcares y aglicones libres de azcares que son derivados de sistemas
de anillos policclicos (sapogeninas). Las sapogeninas pueden ser
biterpenoides o esteroides. Las saponinas de quinua son de
estructura triterpenoide y se ha demostrado que la principal
sapogenina es el cido oleanolico.Existen varios mtodos para la
cuantificacin de saponinas de quinua y entre ellos tenemos;
afrosimtrico, hemoltico, volumtrico, espectrofotomtrico y
cromatogrfico. De estos mtodos el utilizado con mayor frecuencia es
el de la medicin de la espuma (afrosimtrico) por su facilidad de
manejo y buena correlacin. El mtodo hemoltico se basa en la
propiedad de las saponinas de producir hemlisis de la sangre in
vitro. En el mtodo volumtrico se cuantifica las sapogeninas
mediante titulacin con lcali. El mtodo espectrofotomtrico mide la
absorcin de cido oleanolico en longitud de onda de 527 nm. La
determinacin cromatogrfica de las saponinas puede ser realizada con
cromatografa de gases o con cromatografa lquida de alta resolucin
(HPLC).En los laboratorios de Latinreco (Ecuador) se ha
desarrollado y estandarizado un mtodo afrosimtrico para determinar
las saponinas de quinua. Las saponinas disueltas en agua y
contenido de saponinas en granos. Los investigadores han elaborado
un estndar y desarrollado un mtodo normal y un mtodo rpido.En el
siguiente cuadro, se presentan los resultados de anlisis de ocho
muestras de quinua hecho por Latinreco.Determinacin del contenido
de saponinas en granos de quinua por el mtodo de espumaMuestra
Altura de espuma (cm) Desviacin Estandar Saponina mg/g peso fresco
Saponinas % por peso
Quinua dulce
Sajama 1 0,1 0,1 bld bld
Sajama 2 0,4 0 0,31 0,03
Sajama 3 0,6 0,1 0,57 0,06
Perulac pulida 0,2 0,1 0,05 0,005
Quinua amarga
Perulac entera 1,4 0,4 1,60 0,16
Poroloc 5,6 0,6 sld sld
LR_013 5,8 0,4 sld Sld
San Juan INIAP 7,9 0,2 sld sld
bld = por debajo de los lmites de deteccin de este mtodosld =
nivel de espuma supera a los lmites de deteccin de este mtodo por
que sale de la correlacin lineal entre la altura de espuma y
concentracin de saponinas en solucin.Fuente: Latinreco( 1991)
III- OBJETIVOSLos objetivos de esta prctica son: Conocer el
mtodo afrosimtrico para determinacin de saponinas en quinua
(Latinreco). Determinar el contenido de saponinas en diferentes
variedades de quinua. Comparar los mtodos de eliminacin de
saponinas de quinua.
IV- MATERIALES Y METODOS3.1 Muestra: quinua.3.2 Materiales-
Tubos de ensayo con tapones, 160 mm de longitud y 16 mm de
dimetro.- Pipeta volumtrica de 5 mL.- Cronmetro o reloj.-Balanza.-
Regla, sensibilidad 0,1 cm.- Agua destilada.- Porta tubos3.3
Procedimiento
a. Pesar 0,50 +/- 0,02 g de granos enteros de quinua y
colocarlos en un tubo de ensayo. Aadir 5,0 mL de agua destilada y
tapar el tubo. Poner en marcha el cronmetro y sacudir vigorosamente
el tubo durante 30 segundos. b. Dejar el tubo en reposo durante 30
minutos, luego sacudir otra vez durante 20 segundos. c. Dejar en
reposo durante 30 minutos ms, luego sacudir otra vez durante 30
segundos. Dar al tubo una ltima sacudida como el que se da a los
termmetros orales. d. Dejar el tubo en reposo 5 minutos, luego
medir la altura de la espuma al 0,1 cm ms cercano.
CALCULOS:MUESTRAAltura h (cm)
Quinua 11
Quinua 20.9
Quinua 30.6
Quinua 40.8
Quinua 50.9
Quinua 60.8
Quinua 70.8
Quinua 81.1
Quinua 91.2
Para la muestra 1:
Para la muestra 2:
Para la muestra 3:
Para la muestra 4:
Para la muestra 5:
Para la muestra 6:
Para la muestra 7:
Para la muestra 8:
Para la muestra 9:
V- RESULTADOS Y DISCUSIONES
Tabla N 01: Datos de las 9 muestras de quinuaMUESTRAAltura h
(cm)
Quinua 110.88
Quinua 20.90.80
Quinua 30.60.53
Quinua 40.80.71
Quinua 50.90.80
Quinua 60.80.71
Quinua 70.80.71
Quinua 81.10.97
Quinua 91.21.06
En la Tabla N01muestra los resultados del anlisis en nueve
muestras de quinua por el mtodo de espuma desarrollado por
Latinreco.Si bien la quinua es actualmente uno de los cultivos
andinos de ms importancia y demanda a nivel mundial, su produccin y
comercializacin masiva se ve fuertemente afectada por una serie de
factores, entre los que destaca el contenido de saponinas.La
presencia de saponinas en la cscara de la quinua siempre ha sido un
problema, pero hoy en da se han creado variedades dulces, por medio
de mejoramiento gentico, en las que el contenido de este alcaloide
se ha reducido considerablemente, hasta entrar dentro de los lmites
de toxicidad permitidos por los estndares de calidad
internacionales.Segn la FAO y la OMS la quinua es considerada por
la como alimento nico por su altsimo valor nutricional. Bacigalupo
y Tapia, (1990), el nivel mximo aceptable de saponina en la quinua
para consumo humano oscila entre 0.06 y 0.12. Teniendo en cuenta
esta informacin la quinua empleada para el presente laboratorio no
estara apta para el consumo humano debido a su alto contenido de
saponina en la cascara.
VI- CONCLUSIONES Las saponinas son glicoalcaloides, factor
antinutricional, que se encuentran en el epispermo de los granos de
diversas variedades comerciales de quinua, entre ellas la quinua
real, que le dan un sabor amargo que impide su consumo directo.
El nivel mximo aceptable de saponina en la quinua para consumo
humano oscila entre 0.06 y 0.12
VII- BIBLIOGRAFIA BACIGALUPO A. & M. TAPIA, 1990. Potencial
agroindustrial de los cultivos andinos subexplotados. En: Tapia M.
(ed.). Cultivos Andinos subexplotados y su aporte a la alimentacin.
FAO. Ediciones Gegra S.A. Santiago, Chile. pp. 136-163. KOZIOL
M.J., 1992. Chemical Composition and nutritional evaluation of
quinoa (Chenopodium quinua Willd). J. Food Comp. Anal., 5, 35-68.
NIETO C. & M. Soria, 1991. Procesamiento de quinua en Ecuador.
Proyecto 3P-85-0213. Informe final de labores. INIAP-UTA-CIID.
Quito, Ecuador. 94 p.
http://es.slideshare.net/k0y0te/procesamiento-y-desaponificacion-de-la-quinua
http://www.fao.org/docrep/field/003/ab489s/AB489S05.htm
http://www.ehowenespanol.com/hierbas-contienen-saponinas-info_192960/
CUESTIONARIO:1) Justifique y Explique otra metodologa para la
determinacin de saponina
ENSAYOS DE RECONOCIMIENTOLas saponinas esteroides se pueden
reconocer fcilmente en los anlisisfitoqumicos preliminares mediante
los ensayos de la espuma, hemlisis de glbulos rojos,
Liebermann-Burchard y ensayos para carbohidratos.
a. Ensayo de la Espuma Al agitar una solucin acuosa de una
muestra que sea o contenga saponinas, se forma una espuma estable
como la obtenida al agitar la solucin acuosa de un jabn. Puesto que
existen otras sustancias que pueden formar tambin espuma, se debe
asumir este ensayo como una prueba presuntiva de la presencia de
saponinas esteroides.
b. Ensayo de Hemlisis Este ensayo es ms confiable que el de la
espuma. A una suspensin de glbulos rojos en solucin salina diluida,
se aade una solucin de la muestra que se presume que es o que
contiene saponinas. Si los glbulos rojos se rompen (lisan o
hemolizan), se asume que la prueba es positiva. Este ensayo puede
realizarse en tubo de ensayo49, en cajas de Petri con agar-sangre o
en cajas de Petri con gelatina-sangre51. Cuando la muestra contiene
taninos, deben eliminarse antes de realizar la prueba ya que la
interfieren. Esto se logra por tratamiento repetido de la muestra
con xido de magnesio, el cual forma complejos insolubles con los
taninos, por lo cual es fcil eliminarlos por filtracin. Este
ensayo, junto con el de la espuma, cuando ambos resultan positivos
en una muestra vegetal (extracto, fraccin sustancia pura) permiten
establecer que la muestra es contiene saponinas. La sola prueba de
espuma positiva no es concluyente para determinar la presencia de
saponinas. Adems hay sustancias que interfieren estas dos pruebas
como son los taninos. Si la muestra contiene taninos, estos pueden
eliminarse pues se absorben en MgO.
c. Ensayo de Liebermann-Burchard Por la porcin esteroide que
poseen las saponinas esteroides, este ensayo puede confirmar su
presencia por ejemplo en muestras y extractos vegetales, tal como
se indic anteriormente para los esteroles, pero debe tenerse en
cuenta que al igual que en el caso de los esteroles -y los
esteroides en general- solamente dan un resultado positivo los que
tengan grupos dienos conjugados reales o potenciales. Sin embargo
otras saponinas como las triterpenoides tambin dan positiva la
prueba
d. Ensayos para carbohidratos La presencia de carbohidratos
ligados puede reconocerse fcilmente mediante ensayos como el de
Molisch, el de la Antrona, etc., o mediante anlisis por
cromatografa en papel, utilizando carbohidratos de referencia.2)
Cree Ud. Que la determinacin de saponina para la hojuelas de quinua
se deba de determinar por el mtodo afrosimtrico (Justifique su
respuesta)El mtodo afrosimetrico no sera necesario para la
determinacin de presencia de saponina en hojuelas de quinua, ya que
es un alimento procesado similar al producto quaker, se obtiene
cuando los granos de quinua son sometidos a presin entre rodillos y
toma la forma de lminas circulares. Es una forma de procesamiento
del grano de quinua para consumo humano tipo avena, por ende es
recomendable para quinua perlada que es el grano de quinua
seleccionada y desaponificada por medios fisicoqumicos y mecnicos ,
siendo esta apta para el consumo humano y aceptado por la poblacin,
es decir libre de impurezas y alcaloides, como la saponina.3) En
alimentos para infantes se usa quinua con ausencia de saponina a
que se le atribuye esta especificacin.Las saponinas son extradas de
los vegetales con agua o alcoholes inferiores, o mezclas de ambos,
seguida de evaporacin del solvente o precipitacin. Por hidrolisis
completa se obtiene las sapogeninas (agluconas de saponinas),
azucares y otros compuestos que forman las cadenas laterales (Birk,
1980).A causa de las caractersticas mencionadas anteriormente, la
quinua debe ser desprovista de las saponinas que contiene, a
efectos de hacerla apta para el consumo humano. Las operaciones
inherentes a este proceso reciben globalmente el nombre de
desaponicacin de la quinua e incluyen la va seca, un escaricado de
la quinua en grano, y la va hmeda que consiste en un proceso de
extraccin solido-liquido utilizando agua como solvente. Se dispone
tambin de un proceso combinado, denominado va combinada, que
incluye a ambas.
Durante el proceso tpico de Desaponificacin mediante la "va
combinada", los subproductos generados son dos, un polvillo fino
rico en saponinas proveniente del pelado y pulido del grano
(escarificado o mojuelo), y un efluente acuoso que consiste en una
solucin de saponinas, efecto del lavado del grano. El proceso
descrito, puede variar entre una planta de tratamiento a otra
debido a la tecnologa y recursos empleados, pero los subproductos
finales se mantienen.
4) Grafique la estructura de la quinua e identifique donde se
encuentra la presencia de saponina
Las saponinas son glicsidos (fig. 1) en los cuales varias
unidades de monosacridos se enlazan mediante un enlace glicosdico a
un resto denominado aglicn. El aglicn puede ser de naturaleza
triterpnica o esteroidal y en funcin de esto las saponinas se
clasifican en saponinas triterpnicas y saponinas esteroidales
respectivamente.
El aglicn en las saponinas esteroidales (sapogenina) presenta el
esqueleto tetracclico caracterstico de este tipo de compuestos,
denominado gonano (ciclopentanoperhidrofenantreno) en el caso de
ser saturado.La caracterstica estructural fundamental de estas
sapogeninas radica es la presencia de dos anillos adicionales que
se originan a partir del C-17 del esqueleto base y estn contenidos
respectivamente en dos planos perpendiculares entre s.Adems, el
tomo de carbono comn a estos dos nuevos anillos est unido a dos
tomos de oxgeno (estructura de un cetal) por los que a esta
"cadena" lateral se le ha dado el nombre de cadena espirocetlica.
Las sapogeninas pueden clasificarse de acuerdo a la estructura de
los anillos E y F en espirostanos, furostanos y furoespirostanos
fundamentalmente, siendo el primer grupo el ms importante (fig. 2).
Estos compuestos pueden presentar unin trans (serie 5a ) o cis
(serie 5b ) entre los anillos A y B, adems todos presentan grupos
metilos en C-10 y C-13 dirigidos hacia la cara b de la molcula. En
el caso de que las sapogeninas posean una insaturacin entre C-5 y
C-6 se clasifican como D 5 espirostanos.
A) 3b -hidroxi-5a , 25R-espirostano.B) 3b
-hidroxi-25S-espirost-5-eno.Adicionalmente a otros esteroides las
sapogeninas presentan centros quirales en C-22 y C-25, determinando
este ltimo dos series para la clasificacin de estos compuestos, la
serie "iso" (configuracin 25 R) y la serie "neo" (configuracin 25
S).Las saponinas esteroidales poseen de una a seis unidades de
monosacridos unidas entre s mediante enlaces glicosdicos. Estas
unidades son comnmente hexosas, pentosas y deoxihexosas, entre los
que se encuentran principalmente glucosa, rhamnosa, galactosa y
xilosa. Los enlaces glicosdicos pueden tener configuracin a o b .
Este resto glicosdico, que puede ser lineal o ramificado en la
mayora de los casos se une con el aglicn a travs del C-3 del
mismo.
