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Introducción
Moringa oleifera Lam. es una planta que pertenece al género Moringa de la familia Moringaceae. Este género está constituido por 13 especies, de las que Moringa oleifera es la más diseminada, cultivada en climas tropicales y subtropicales.1Moringa oleifera posee diferentes ecotipos, que se cultiva bajo las condiciones climatológicas específicas de cada país. En la actualidad se puede encontrar principalmente en el Oriente Medio, en países africanos y asiáticos; pero por su gran poder de adaptación se puede ver también en zonas tropicales y subtropicales, inclusive afectadas por las sequías. Esta planta presenta un alto contenido de proteínas, minerales, vitaminas y una cantidad excepcional de antioxidantes, que le confieren cualidades sobresalientes en la nutrición y salud humana. Es utilizada desde la raíz hasta las hojas por sus múltiples aplicaciones, incluyendo sus propiedades antimicrobianas, nutritivas, antioxidantes y terapéuticas.2)
Las harinas de las hojas, semillas y flores, si bien se utilizan empíricamente, falta realizar mayores estudios sistemáticos de sus propiedades.3 De hecho, las principales aplicaciones para consumo humano que han sido estudiadas tienen que ver con las hojas y el aceite.4
Las semillas se consideran amargas, de sabor desagradable; pero se indica que muestran diversos efectos biológicos. Hasta la fecha el mayor valor de la semilla radica en la fracción oleosa, pues de ellas se obtiene aceite en una proporción aproximada del 35-40 % del peso, cuyas características fisicoquímicas son muy parecidas al aceite de oliva. Por otro lado, no se ha documentado bien el uso posterior de la torta de semillas resultante de la extracción por prensado en frio del aceite. Se menciona su uso como fertilizante para los suelos de cultivos, en algunos casos para la alimentación animal, y existe gran cantidad de información respecto a su uso como floculante natural para reducir la turbidez del agua, catalogado como el mejor coagulante natural para la purificación de aguas turbias.5)
Se refieren que las semillas desengrasadas (torta de Moringa) tienen 448,16 mg de proteínas/g de semillas, donde el 2,05% no es soluble en agua, pero el 97,95 % sí y se divide en: 44 % albúminas solubles en agua, 53 % globulinas I y II solubles en sales, 0,56 % prolaminas solubles en alcohol y 0,39 % glutelina soluble en hidróxido de sodio (NaOH). Pese al generoso aporte de compuestos nitrogenados, el aprovechamiento de la torta en la alimentación humana no es una práctica muy difundida en la actualidad. Su incorporación a la dieta humana, en países deficitarios de proteínas, no solamente mejora la calidad de la alimentación sino permite una disminución parcial del consumo de trigo importado, pues estas tortas podrían sustituir parcialmente la harina de trigo en la formulación de panes, galletas, fideos y otros.6)
La inclusión de tortas proteicas, tanto en alimentos humanos, como en la industria farmacéutica es una forma de aprovechamiento de estos subproductos altamente nutritivos, por esta razón, la presente investigación se planteó como objetivo estudiar la obtención de harina para consumo humano a partir de torta de semillas de Moringa y su presentación adecuada para el consumo.
Materiales y métodos
Material vegetal
Se empleó 30 kg de semillas de Moringa oleifera en estado seco provenientes de la India. Las semillas se beneficiaron de forma manual y se descascararon en un equipo criollo. El proceso de extracción del aceite de los endospermos se efectuó mediante el método de prensado en frio, en una prensa hidráulica a una presión constante, de 200 atm (20 MPa). Se realizaron tres prensadas a los endospermos de las semillas para extraerles la mayor cantidad posible de aceite.7 La torta proveniente de esta operación se dividió en cuatro muestras para los ensayos presentados en esta investigación. Los estudios se realizaron por triplicado.
Tratamiento de la torta de semillas
Para la extracción del aceite residual de la torta de semillas se evaluaron cuatro variantes de lavado. Se pesó 200 g de torta y se mezcló con igual volumen de la solución correspondiente a cada tratamiento, con agitación continua de 150 rpm, durante 30 minutos (T1: tratamiento con agua pura, a 55 °C, T2: tratamiento con agua pura, a temperatura ambiente, con baño ultrasónico durante 10 min, T3: tratamiento con etanol (96 % v/v), a temperatura ambiente y T4: tratamiento con solución hidroalcohólica (70 % v/v), a temperatura ambiente. Seguidamente se decantó cada emulsión y las semillas se secaron a 42 °C en estufa Memmert, Alemania, hasta alcanzar un valor estable de la humedad menor al 1%. Posteriormente se desmenuzó las semillas secas con un rallador fino, para visualizar su plasticidad y estimar la posibilidad de que pudieran ser molidas en un molino de cuchillas sin formar emplastes. La variante de tratamiento de semillas que generó partículas secas, libres de grasas en el rallado se seleccionó para continuar el estudio.
Seguidamente siguiendo la variante seleccionada se realizó el escalado del procesamiento de extracción del aceite residual a 2 kg de semillas de torta, manteniendo similares todos los parámetros correspondientes. Se escurrieron las semillas y el secado se realizó en casa de tapado hasta alcanzar un valor estable de humedad, inferior a 1%. Para la obtención de la harina se procesó en un molino de cuchillas Retsch S200, Alemania, con tamiz de 1,0 mm.
Obtención de las cápsulas de harina de torta de semillas
Una vez obtenida la harina de la torta de semillas, cumpliendo con las normas de Buenas Prácticas de Producción (BPP), se procedió a la obtención de cápsulas, que contienen 500 mg de harina de torta de semillas de moringa, en una encapsuladora manual Farmalabor Tech Optima Aluminium, type 0-100 cps. Se emplearon cápsulas de gelatina dura tamaño 00.
Analítica
Para la determinación de las características físico-químicas: proteínas, grasas, fibras, cenizas y almidón se empleó la espectroscopía del infrarrojo cercano (NIRs, por su abreviatura en inglés) 8) y el contenido de humedad por el método gravimétrico utilizando una balanza analizadora de humedad (MA37, Sartorius).9 Los valores se expresan en %. Las determinaciones se hicieron por triplicado.
El análisis microbiológico de las capsulas se determinó según la Norma Cubana 585 “Contaminantes Microbiológico. Regulaciones Sanitarias” en las instalaciones del Centro de Investigaciones en Plantas Proteicas y Productos Bionaturales.10
Resultados y discusión
El peso de la torta de semillas correspondiente a cada tratamiento, luego de ser decantada, así como el volumen líquido de solución escurrida mostró valores diferentes (tabla 1). El peso final de las semillas tratadas con etanol, tanto para el tratamiento T3, como T4 fue inferior al peso de las semillas tratadas solamente con agua pura (T1 y T2). Esto evidenció en los casos de los tratamientos con presencia del etanol la mayor eficiencia en la extracción del aceite residual aún presente en las semillas. En las diferentes soluciones liquidas escurridas después de los tratamientos no se observó separación en fases para las semillas tratadas con agua pura o solución etanólica al 70 %, mientras en el caso de las tratadas con etanol puro quedó una solución de color amarillo y al tacto oleosa.
El contenido de humedad final y el tiempo de secado variaron en dependencia del tratamiento realizado a la torta de semillas. Como se muestra en la tabla 2, las tratadas con agua pura caliente a 55 °C, y a 30 °C con baño ultrasónico presentaron un mayor contenido de humedad que provocó permanecieran un tiempo más prolongado para el secado en la estufa, hasta llegar a las 168 horas. El valor promedio de la humedad para la variante T1, a las 18, 42, 66, 90, 114, 144 y 168 h de secado fue de 29,55; 5,1; 2,9; 1,04; 0,9; 0,73 y 0,55%; respectivamente, mientras que para la variante T2 fue de 24,36; 10,21; 1,09; 0,94; 0,9; 0,7 y 0,59%, respectivamente.
En el caso de la torta de semillas T3 y la T4, recibieron un menor tiempo de secado en la estufa, de solo 4 días. El promedio de humedad en la variante de etanol 96% v/v a las 18, 42, 66 y 90 h de secado fue de 3,43; 0,97; 0,3 y 0,3%, respectivamente, mientras en la variante en que se empleó etanol al 70% v/v fue de 10,34; 2,47; 0,47; 0,45.
Los valores de humedad obtenidos en el secado de los tratamientos de las tortas se muestran en la tabla 2. El tratamiento que se secó en menor tiempo fue el T3, por lo que se seleccionó para continuar con el escalado de la obtención de harina de torta de semillas de Moringa y la fabricación de las cápsulas.
Tabla 2 Resultados del contenido de humedad en el tiempo de los diferentes tratamientos de la torta de semilla de moringa oleifera
La evaluación del rallado de las semillas, después del secado de las tortas de semillas sometidas a los diferentes tratamientos manifestó diferencias en cuanto a la plasticidad del producto que se generó (figura 1). En el proceso de rallado las semillas tratadas con etanol fueron más fácil de manipular, y la harina obtenida presentó una coloración más blanca, con brillo y menor plasticidad. Se evidenció como en el caso de los tratamientos con agua no se logró obtener partículas con características secas, a diferencia de las tratadas con etanol.
Fig.1 Rallado de las semillas después de los diferentes tratamientos de la torta de semillas de Moringa oleifera y el secado
A: agua pura a 55 °C, B: agua pura a temperatura ambiente con baño ultrasónico, C: etanol 70%, a temperatura ambiente, D: etanol 96%, a temperatura ambiente.
En la tabla 1 se puede ver que el promedio de humedad para los tratamientos T1, T2, T3 y T4 fue de 0,55; 0,59; 0,3 y 0,45%, respectivamente. Otro estudio reportó el contenido de humedad de 7,7%, el cual fue superior a lo encontrado en esta investigación.5
En relación al contenido de proteína vegetal de la harina de las semillas en el presente estudio fue de 37,23 % (tabla 3), sin embargo, otro autor encontró un contenido de 43,82 % ligeramente superior al obtenido en nuestro estudio. En la fibra vegetal se encontró un valor de 15,75 %, valor mayor que el obtenido reportado por otro investigador con valor de 8,44 %.5 Por otra parte Silva destacó que la literatura refleja valores aún inferiores a 6,5 %.5 El almidón obtuvo un valor de 20,23%, resultado similar al presentado en otro trabajo con valor de 24,36 %.11 El contenido de cenizas fue de 11,76 %, valor superior a los expuestos en otros trabajos con valores de 4,09% 11 y 3,96 %.5 Otro estudio demostró que la altura de los árboles conllevó a variaciones en el contenido de cenizas y en la calidad nutrimental y nutracéutica.12
Estudios manifiestan la obtención de la harina de semillas de moringa por otros métodos, en algunos utilizaron las semillas frescas 13, donde se perdió el aceite que pudo ser extraído, por lo que el método utilizado en este trabajo es una forma de aprovechar el subproducto obtenido de la extracción del aceite de moringa.
Las tortas de semillas tratadas con etanol, necesitaron de un tiempo inferior de secado para estabilizar el valor final de humedad que las tratadas con agua y alcanzaron menores valores de humedad final. Asimismo, la torta de semillas sometida al tratamiento con etanol 96 % (v/v) alcanzó el valor de humedad final igual a 0,3 %, inferior a los alcanzados por los otros tratamientos. Las características de las partículas obtenidas durante el rallado de estas semillas sugirieron también la posibilidad de no formar emplastes, por lo que se seleccionó la variante del tratamiento con etanol 96 % (v/v) como única que cumplió con todos los requerimientos para continuar en el estudio de escalado.
Luego del lavado de los 2 kg de torta de semillas con igual volumen de etanol 96 % (v/v), con agitación lenta continua durante 30 min, las semillas se decantaron. Luego se esparcieron las semillas en bandejas de acero inoxidable y se colocaron en la casa de tapado para su secado en esas condiciones. El procedimiento de secado transcurrió durante 4 días, donde el promedio de humedad fue disminuyendo con los días, hasta alcanzar el valor constante. El promedio de humedad a las 24, 48, 72 y 96 h de secado fue de 2,82; 0,46; 0,29 y 0,29%, respectivamente. El peso final de la torta de semillas tratadas con etanol 96% v/v después de proceso de secado fue de 1,84 kg. Seguidamente se procedió a realizar su molida en el molino Retsch S200, donde se realizó un pase inicial por el tamiz de 2,0 mm y posteriormente por 1,0 mm.
La harina obtenida (figura 2) mostró aspecto seco y de tamaño homogéneo, la que se utilizó para la fabricación de cápsulas, completadas con 500 mg (figura 3), concebidas para consumo humano.
Las semillas de moringa, ejercen diversos efectos biológicos 14, pero también presentan un sabor amargo que frecuentemente provoca rechazo en las personas para consumirlas.15 La posibilidad de presentar la harina de torta de semillas en cápsulas facilita su ingestión así como evita el rechazo a su consumo. Las cápsulas de harina de torta de semillas, a las que sólo se le extrajo el aceite, al igual que las semillas íntegras aportan un alto contenido de macro y micro nutrientes, pues estas son fuentes de flavonoides, ácidos fenólicos, glucosinolatos, isotiocianatos, alcaloides y tiocarbamatos.16 Las semillas se caracterizan como una fuente alimentaria de proteínas, grasas, calcio, potasio, hierro, carotenos, vitamina C, que excepto las grasas, después de la extracción del aceite y del tratamiento con etanol 96 % v/v se conservan íntegros en la composición de las cápsulas obtenidas. El peso promedio de las semillas es de 300 mg, mientras el de sus endospermos es 200 mg, por lo que dos cápsulas de 500 mg de harina de torta de semillas corresponde a la dosis diaria recomendada para el consumo humano de hasta cinco semillas.
Se obtuvo un total de 2700 cápsulas de 500 mg con la torta empleada en el proceso de escalado, que serán utilizadas en estudios comparativos de sus efectos biológicos en humanos.
El análisis microbiológico de las muestras de capsulas reveló resultados satisfactorios en cuanto a la carga microbiana, donde no se detectaron microorganismos indicadores, tales como: coliformes y Escherichia coli, los cuales están en concordancia a los limites microbianos exigidos en la norma cubana del Instituto de Nutrición e Higiene de los Alimentos.10 Dado que hoy en día se fabrican productos naturales a escala industrial, el foco de control se ha desplazado a la evaluación del lugar de fabricación y el proceso de producción. Los fabricantes de éstos son responsables de elaborar productos naturales de calidad adecuada, evidenciando el control por parte de las autoridades correspondientes presentando un registro sanitario de los mismos.17
Conclusiones
El tratamiento de la torta de semillas de moringa oleifera con etanol 96% v/v posibilitó obtener la harina de semillas de moringa, la cual presenta un alto contenido de macro y micronutrientes, con elevado potencial para uso humano, tanto en la industria farmacéutica, como en la elaboración de alimentos. Se utilizó en la fabricación de cápsulas de 500 mg que mostraron resultados satisfactorios en el control microbiológico y serán utilizadas en posteriores estudios para la evaluación de sus efectos biológicos en humanos.
