Lupinus Mutabilis (Tarwi) Leguminosa Andina Con Gran Potencial Industrial

A I Z (Compiladora)

Lupinus mutabilis (Tarwi) Leguminosa andina con gran potencial industrial

Universidad Nacional Mayor de San Marcos Universidad del Perú. Decana de América Fondo Editorial

Lupinus mutabilis (Tarwi)

Amparo Iris Zavaleta (Compiladora)

Lupinus mutabilis (Tarwi) Leguminosa andina con gran potencial industrial

Universidad Nacional Mayor de San Marcos Universidad del Perú. Decana de América Fondo Editorial Zavaleta, Amparo Iris (comp.) Lupinus mutabilis (tarwi). Leguminosa andina con gran potencial industrial / Amparo Iris Zavaleta, compiladora. 1.a ed. Lima: Fondo Editorial de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2018. 164 pp.; 17 x 24 cm Tarwi / leguminosa andina / alimentos / biología

ISBN 978-9972-46-620-5 Hecho el depósito legal en la Biblioteca Nacional del Perú n.º 2018-05026

Primera edición Lima, marzo de 2018

Fotografías Ángel Mujica Sánchez Asistente editorial Pamela Canales Mormontoy Cuidado de edición, diseño de cubierta y diagramación de interiores Fondo Editorial de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos Financiamiento La edición de este libro fue financiada por Contrato 007-FONDECYT-2014 Las opiniones expuestas en este libro son de exclusiva responsabilidad de los autores y no necesariamente reflejan la posición de la editorial. Impreso en el Perú / Printed in Peru Queda prohibida la reproducción total o parcial de la presente edición, bajo cualquier modalidad, sin la autorización expresa del titular de los derechos. Índice

Introducción 9 Ángel Mujica Sánchez

Capítulo 1: La planta del tarwi 11 Ángel Mujica Sánchez, Gladys Moscoso Mujica

Capítulo 2: Los alcaloides del tarwi 41 Omar Santiago Pillaca Pullo, María Antonieta Quispe Ricalde

Capítulo 3: Potencial tecnológico de las semillas de tarwi 61 Rodolfo Vegas Niño, Carlos Vegas Pérez, Carmen Peña Suasnabar

Capítulo 4: Potencial biotecnológico de las semillas de tarwi 89 Arturo Intiquilla Quispe, Carol Flores-Fernández, Karim Jiménez Aliaga, Amparo Iris Zavaleta

Capítulo 5: Gastronomía 123 Elizabeth Chávez Hidalgo, Stephy Saavedra Bocanegra, Zorys Jiménez Andrianzén

Introducción

El tarwi (Lupinus mutabilis Sweet), conocido también como tauri o chocho, es una Fabaceae utilizada como alimento desde tiempos preincaicos en los países andinos. Se caracteriza por contener altos porcentajes de proteína y grasa, fijar nitrógeno atmosférico en el suelo, tener sabor amargo debido a su contenido de alcaloides, y ser adaptable a diversas condiciones climáticas con mínimas exigen- cias de suelo. Sin embargo, el uso del tarwi se encuentra en disminución por el desconocimiento de su aporte nutricional, falta de capacitación técnica para su cultivo e ignorancia de las potencialidades y posibilidades tecnológicas de trans- formación que ofrece. En las zonas andinas de Perú, Ecuador y Bolivia, las poblaciones indígenas vienen utilizando el tarwi como alimento y sustento de sus generaciones desde épocas muy remotas, constituyendo de esta manera una de sus principales fuentes de alimento y de ingresos económicos. La planta del tarwi posee alta diversidad y variabilidad genética, por lo que es importante la gran cantidad de conocimiento ancestral acumulado sobre su cultivo, conservación y variadas formas de uso aún mantenidas en la cultura andina. Así, es evidente el desarrollo armónico alcanzado por las culturas andinas, que domesticaron, utilizaron y transforma- ron ampliamente esta diversidad bajo un uso racional y conocimiento profundo. La industria alimentaria demanda materia prima de calidad, donde la uni- formidad y las entregas regulares son requisitos básicos para garantizar un proceso sostenido. El cultivo del tarwi, una de las leguminosas más nutritivas, desde

9 Lupinus mutabilis (Tarwi) hace poco tiempo viene adquiriendo enorme importancia por su alto contenido nutricional (35-45% en proteínas y 15-23% en aceites, por lo general). Es así que crecen las expectativas respecto a su uso, lo que ha conllevado a realizar diversos estudios sobre su producción, mercadeo, uso en medicina humana y veterinaria, entre otras promisorias aplicaciones. Por otra parte, su producción debe garantizar una adecuada rentabilidad económica para las comunidades andinas, sin dejar de lado la conservación de su agro-biodiversidad y empleo racional. Considerando todos estos argumentos, se entiende la importancia de realizar este libro, que presenta información actualizada sobre el tarwi haciendo énfasis en sus potencialidades y aspectos tecnológicos.

Ángel Mujica Sánchez

10 Capítulo 1: La planta del tarwi

Ángel Mujica Sánchez Facultad de Ciencias Agrarias Universidad Nacional del Altiplano Gladys Moscoso Mujica Laboratorio de Biología Molecular Facultad de Farmacia y Bioquímica Universidad Nacional Mayor de San Marcos

1.1. Taxonomía Nombre científico Lupinus mutabilis Sweet Otras especies de lupino o altramuz (ejemplares del género Lupinus) nativas de Europa e importantes en el cultivo fuera de la región andina son las siguientes: Lupinus albus L. Lupinus luteus L. Lupinus angustifolius L. En los Andes se pueden diferenciar 83 especies silvestres de este género, que probablemente se habrían generado por mutación natural de una o varias de estas especies. Nombres comunes Bolivia: chuchus muti, chuchus. Ecuador y norte del Perú: chocho, chochito. Azángaro, Perú: ccequella. Denominaciones en diferentes idiomas Español: altramuz, lupino, chocho Aymara: tauri (Bolivia) Quechua: tarwi, tarhui (Bolivia, Perú) Inglés: Andean lupine, pearl lupin

11 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Clasificación taxonómica Reino : Vegetal Subreino : Fanerogamae División : Espermatophitas Clase : Dicotyledoneae Orden : Rosales Familia : Fabaceae Subfamilia : Faboideae Tribu : Genisteae Género : Lupinus Especie : Lupinus mutabilis Sweet Número cromosómico Estudios realizados por Planchuelo-Ravelo (1984) en 22 poblaciones de 16 especies de este género, provenientes de la región andina, indican que Lupinus suele presentar 2n=48 cromosomas, siendo una excepción L. bandelierae C. P. Smith (2n=36).

1.2. Origen y distribución geográfica

1.2.1. Origen El tarwi (Figura 1) es un miembro de la familia Fabaceae, originaria de los Andes de Perú, Bolivia y Ecuador. Ha sido cultivado en el área andina desde épocas preincaicas, y alcanzó su máximo esplendor y mejoramiento en la época incaica. A pesar de su gran valor nutritivo y resistencia a factores climáticos adversos en las zonas donde se siembra, su cultivo, transformación y consumo están disminuyendo progresivamente debido, entre otros factores, a la falta de difusión de sus formas de uso y a la poca promoción de su cultivo y transformación. El origen del lupino se atribuye a dos grandes grupos: los del Viejo Mun- do (Mediterráneo), denominados altramuces o Lupinus dulces (Lupinus albus L., Lupinus luteos L. y Lupinus angustifolius L.), y los del Nuevo Mundo (Ecuador, Perú y Bolivia), denominados tarwis o chochos (Lupinus mutabilis Sweet) y sus parientes silvestres. Su cultivo se mantiene bajo distintos sistemas de producción y es consumido en las áreas rurales en forma directa después del proceso de desamargado.

12 Capítulo 1: La planta del tarwi

Se estima que los agricultores preíncas domesticaron el tarwi hace más de 1500 años según hallazgos en cerámicas y tejidos donde se observa la figura esti- lizada de la Fabaceae. Restos de semillas de tarwi fueron encontrados en tumbas de la cultura Nazca (100-500 a. C.). Existen pinturas estilizadas de esta planta en cerámicas y vasos ceremoniales de la cultura Tiahuanaco (500-1000 d. C.) en el altiplano peruano y otras regiones altoandinas. Durante la época incaica, era parte importante de la dieta cotidiana del imperio, pero también se consu- mía con carne de camélidos y pescado seco en pequeñas cantidades. Proveía de abundante proteína y ácidos grasos a la población. Durante la época colonial, la primera referencia sobre el tarwi proviene del cura Valverde, quien, en una carta dirigida al rey de España en 1539, sugiere que los impuestos a los indígenas se paguen con este grano.

Figura 1. Planta de tarwi o chocho (Lupinus mutabilis Sweet). Fuente: Mujica et al. (2015).

Desde tiempos prehispánicos hasta la actualidad, los pobladores de los Andes la han utilizado para eliminar los «daños» ocasionados por parásitos gracias a su alto contenido de alcaloides (cocimiento de las semillas en ayunas). También se ha usado para tratamiento de caspa y caída del cabello (cataplasma de semillas molidas); bajo la toma de infusiones, para controlar resfríos y fiebre; e incluso, ayuda a combatir el estreñimiento. Sin embargo, está siendo desplazado a causa

13 Lupinus mutabilis (Tarwi) de la marginación y por la introducción de cultivos europeos. Se considera que uno de los factores que más a contribuido a ello es su fuerte sabor amargo −por el contenido de alcaloides en su grano–; otros estudios suponen que el cultivo del tarwi no ha logrado competir con las otras fabáceas no amargas introducidas, como la haba y la arveja, lo que motivó la declinación de su cultivo.

Figura 2. Distribución geográfica del tarwi (Lupinus mutabilis Sweet) en el Perú. Fuente: Camarena (2011).

1.2.2. Distribución geográfica El tarwi o chocho se siembra principalmente en la zona andina de Ecuador, Perú y Bolivia, recibe diferentes denominaciones y es usado en la alimentación humana bajo diferentes formas de preparación (Camarena, 2011). Es cultivado, en Perú, en las zonas de sierra desde Cajamarca hasta Puno (Figura 2): Caja- marca, La Libertad, Amazonas, Huánuco, Huancavelica, Áncash, Ayacucho, Ju- nín, Pasco, Apurímac, Cusco y Puno (Jacobsen y Mujica, 2004). En el Ecuador

14 Capítulo 1: La planta del tarwi se siembran aproximadamente 6000 ha, en las provincias de la sierra Cotopaxi, Chimborazo, Pichincha, Bolívar, Tungurahua, Carchi e Imbabura (Peralta et al., 2012), y en Bolivia más de 4000 ha, en los departamentos de Cochabamba, Chuquisaca, Potosí, Oruro y La Paz.

1.3. Botánica, fenología del cultivo y parientes silvestres

1.3.1. Descripción botánica Raíz El tarwi tiene una raíz pivotante, vigorosa y profunda que puede extenderse hasta 45-50 cm de profundidad (Blanco, 1982). En ella se desarrolla un proceso de simbiosis con bacterias nitrificantes del género Rhizobium lupini, formando nódulos de variados tamaños (1 a 3 cm). Mujica (1977) indicó que en suelos con presencia de bacterias nativas la formación de nódulos se inicia a partir del quinto día des- pués de la germinación. Los nódulos se localizan principalmente en la raíz primaria (Figura 3), sin embargo, se deben seleccionar cepas que soporten condiciones climatológicas específicas para lograr resultados positivos en la nodulación. Actual- mente se producen inoculantes para tarwi con cepas seleccionadas y muy efectivas.

Figura 3. Raíz del tarwi (Lupinus mutabilis Sweet) mostrando nódulos simbióticos.

Hoja La hoja de Lupinus es de forma digitada, generalmente compuesta por ocho fo- líolos que varían entre ovalados a lanceolados (Figura 4). En la base del pecíolo

15 Lupinus mutabilis (Tarwi) existen pequeñas hojas estipulares, muchas veces rudimentarias. A diferencia de otras especies de Lupinus, las hojas del tarwi tienen menos vellosidades, además, pueden variar de color dependiendo del contenido de antocianina (Cerrate y Camarena, 1981).

Figura 4. Hojas del tarwi (Lupinus mutabilis Sweet) mostrando los ocho foliolos. Fuente: Mujica (1990).

Tallo La altura de la planta está determinada por el eje principal que varía entre 0,5 a 2,0 m. El tallo del tarwi es generalmente muy leñoso, con alto contenido de fibra y celulosa, por lo que suele ser usado como material de combustión; sin embargo, podría permitir un proceso de industrialización. Su color oscila entre verde oscuro y castaño, en las especies silvestres es rojizo a morado oscuro (Tapia, 1997). El número de ramas varía desde unas pocas hasta 52 ramas. El número de vainas y de ramas fructíferas tiene correlación positiva con una alta producción. Ramificaciones Según el tipo de ramificaciones (Figura 5), la planta puede ser de eje central predomi- nante con ramas desde la mitad de la planta tipo candelabro con ramas terminales, o de una ramificación desde la base con inflorescencia a la misma altura (Blanco, 1982). Inflorescencia Posee inflorescencia terminal de flores dispuestas verticalmente. La longitud del eje principal generalmente es mayor y disminuye progresivamente en las subsi-

16 Capítulo 1: La planta del tarwi guientes ramificaciones, aunque las secundarias y terciarias pueden superar en tamaño de acuerdo a la variedad y condiciones de cultivo (Figura 6). Este tipo de crecimiento se denomina simpodial. En una inflorescencia se pueden encontrar hasta más de 60 flores (Cerrate y Camarena, 1981).

Tallo principal

Tallo principal Tallo principal prominente no prominente

Figura 5. Ramificaciones del tallo del tarwi (Lupinus mutabilis Sweet). Tipos principal, prominente y no prominente. Fuente: Blanco (1982).

Inorescencia Inorescencia tallo principal cuarto nivel primer nivel de oración de oración

Rama terciaria

Inorescencia Inorescencia tercer nivel segundo nivel de oración de oración Rama secundaria Rama primaria

Tallo o eje principal

Figura 6. Inflorescencia del tarwi (Lupinus mutabilis Sweet). Eje central y ramificaciones secundarias y terciarias. Fuente: Cerrate y Camarena (1981).

17 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Flor Cada flor mide alrededor de 1,2 cm, con la forma típica de las papilionáceas (Figura 7), es decir, que presenta corola con cinco pétalos, uno para el estandarte, dos para la quilla y dos para las alas. La quilla envuelve al pistilo y a los diez estambres (Tapia, 1997). La coloración de la flor varía desde el inicio de su formación hasta la maduración, partiendo de un azul claro hasta un azul muy intenso, de allí se origina su nombre científico Lupinus mutabilis, esto es, que cambia (Cerrate y Camarena, 1981).

Alas Estandarte

Pedicelo

Quilla

Sépalo

Figura 7. Flor del tarwi (Lupinus mutabilis Sweet). Fuente: Cerrate y Camarena (1981).

Fruto El fruto de esta especie es una legumbre pubescente de color verde oscuro cuando es tierno, y glabro de color pajizo cuando es maduro. La forma de la vaina es elíptica y oblonga, de 6 a 12 cm de largo por 1,5 a 2,3 cm de ancho, con extremos agudos; puede contener de 1 a 8 semillas elipsoidales a lenticulares (Blanco, 1982). Semilla Las semillas de tarwi están incluidas −en número variable− dentro de una vaina de 5 a 12 cm, tienen forma redonda u ovalada a casi cuadrangular y miden de 0,5 a 1,5 cm. Un kilogramo contiene 3500 a 5000 semillas. El tamaño depende tanto de las condiciones del cultivo como de la variedad (Tapia, 1997). La semilla está recubierta por un tegumento endurecido que puede consti- tuir hasta el 10% de su peso total; en ella se encuentran los alcaloides que le dan

18 Capítulo 1: La planta del tarwi el sabor amargo. Los colores del grano varían entre blanco, amarillo, gris, ocre, pardo, castaño, marrón y colores combinados como jaspeados, marmoleado, media luna, ceja y salpicado (Figura 8).

Figura 8. Colores y formas de semilla del tarwi (Lupinus mutabilis Sweet). Fuente: Blanco (1982).

1.3.2. Fenología del cultivo Las fases fenológicas por las que atraviesa el cultivo del tarwi, desde la siembra hasta la cosecha, han sido descritas por Mujica (1992) y Lescano (1994). Emergencia. En esta fase se observa que los dos cotiledones, de color verde intenso, están completamente desplegados horizontalmente por encima del nivel del suelo. Esto ocurre entre los 15 y 25 días después de la siembra. Primera hoja verdadera. Del hipocótilo aparece la primera hoja verdadera; la fase se da cuando esta hoja llega a desplegarse completamente. Formación del racimo en el tallo central. Del brote terminal aparece el primer racimo floral, o eje central de la planta, lo cual coincide con la ramificación tricotómica. Las plántulas tienen de 4 a 5 hojas verdaderas. Floración. Se abre la primera flor del racimo del eje central. Esto ocurre de los 100 a 120 días de la siembra. Esta fase es susceptible a granizadas y caída de flores. Envainado. Se inicia cuando la corola de la primera flor se marchita y aparece la primera vaina, con la forma característica de uña de gato y de color verde oscuro con muchas pilosidades.

19 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Maduración de vainas. Las vainas alcanzan su máximo tamaño y se tornan de color pajizo; las semillas contenidas en las vainas alcanzan su tamaño normal y adquieren el color característico de la variedad. Madurez fisiológica.En esta fase las vainas del eje central se decoloran y secan completamente, a pesar de que las ramas primarias, secundarias y terciarias continúan en floración, luego, toda la planta empieza a perder su color y comienza a marchitarse y secarse.

1.3.3. Parientes silvestres Los parientes silvestres del tarwi −quienes muestran una enorme diversidad y variabilidad (Mujica et al., 2001), encontrándose en diferentes altitudes, suelos y climas− están representados principalmente por las siguientes especies: • Lupinus cuzcensis • L. tomentosus • L. microphyllus • L. paniculatus • L. aridulus • L. ananeanus • L. condensiflorus • L. chlorolepis • L. tarapacensis • L. subferuquinous • L. dorae • L. macbrideanus • L. ballianaus • L. gilbertianus • L. eriocladus Estas especies son silvestres, se les denomina keras, kelas o jilas y, junto a las cultivadas, se utilizan en la medicina tradicional para prevenir y curar muchas dolencias en los Andes peruanos (Chambi et al., 1997).

1.4. Variedades y germoplasma

1.4.1. Variedades Las principales variedades de Perú, Bolivia, Ecuador y Chile se citan en la tabla 1. Así también, en la figura 9 se pueden apreciar algunos genotipos nativos del altiplano peruano.

20 Capítulo 1: La planta del tarwi

Tabla 1. Principales variedades, procedencia y características de las variedades de tarwi (Lupinus mutabilis Sweet) por países (Jacobsen y Mujica, 2004). País de Nombre de la Localidad procedencia variedad de selección Institución Característica principal Perú Cusco Kayra-Cusco CICA-UNSAAC Flor blanca Perú Carlos Ochoa Kayra-Cusco CICA-CUSCO Alto rendimiento Perú Fortunato Herrera Kayra-Cusco CICA-CUSCO Alto rendimiento Perú Kayra E. E. Andenes INIA-CUSCO Alto rendimiento E. E. Baños Tolerante a antracnosis, Perú Huamachuco del Inca INIA- CAJAMARCA tardía Perú Alta gracia E. E. Santa Ana INIA-Huancayo Alto rendimiento Perú Puno E. E. Ilpa INIA-PUNO Precoz, planta pequeña Universidad Nacional Perú H6 E. E. Huancayo del Centro del Perú Buen rendimiento Alto rendimiento, color Perú SCG-9 Kayra- Cusco CICA-UNSAAC grano blanco Alto rendimiento, color Perú SCG-25 Kayra-Cusco CICA-UNSAAC grano blanco y negro Perú Sacacatani E. E. Camacani UNA-Puno Alto rendimiento, tardío Perú SCG-1 al SCG-4 E. E. Camacani UNA-PUNO Precoz Perú Andenes-80 E. E. Andenes-Cusco INIA-CUSCO Alto rendimiento Perú Yunguyo E. E. Ilpa INIA-PUNO Alto rendimiento Bolivia Toralapa E. E. Payrumani INIAP-Cochabamba Alto rendimiento, tardío Bolivia Carabuco E. E. Payrumani INIAP-Cochabamba Alto rendimiento, tardío Chile Inti E. E. Gorbea Semillas Baer Libre de alcaloides INIAP-450- Ecuador ANDINO E. E. Santa Catalina INIAP-Ecuador Alto rendimiento Ecuador INIAP-451 Catalina INIAP-Ecuador Grano blanco Caicedo et al. (1999) describen en forma detallada las características agro- nómicas y de cultivo de la variedad INIAP-450-Andino para condiciones del Ecuador.

1.4.2. Germoplasma Entre los objetivos de los programas de conservación y mantenimiento de germoplasma, no solo se contempla la colección y conservación de material gené- tico para las futuras generaciones, sino también la caracterización, evaluación, distribución y publicación de catálogos donde los investigadores puedan utilizar este material para futuras investigaciones o en programas de mejoramiento de la especie. Sin embargo, es necesario retornar a las comunidades originarias donde se colectó dicho material, sobre todo a aquellas que han perdido dichas variedades o donde ha habido erosión por factores ambientales y antrópicos (Mujica et al., 2002).

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La mayor colección de germoplasma de tarwi se tiene en el CICA-CUSCO (Centro de Investigaciones de Cultivos Andinos), de la Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco, Perú. Se tienen en conservación 1209 accesiones de germoplasma de tarwi (Lupinus mutabilis Sweet), a las cuales se les realizan estudios de caracterización y evaluación, así como de mejoramiento de cultivares para alto rendimiento. Se han generado nuevos cultivares como los denominados Carlos Ochoa y Fortunato L. Herrera, de amplia distribución en la región Cusco. Asimismo, el INIA-Cusco (Instituto Nacional de Innovación Agraria), en la Estación Experimental Andenes, conserva germoplasma de tarwi en su programa de Investigación de Cultivos Andinos, habiendo generado nuevas variedades, como la denominada Andenes-80 (Mujica, 1990a).

Figura 9. Genotipos nativos de tarwi (Lupinus mutabilis Sweet) del altiplano peruano. Fuente: Mujica et al. (2006).

Se conservan más de 1600 accesiones en cámaras frías de diferentes estaciones experimentales del INIA y en diferentes universidades en el Perú (Mujica, 1991), principalmente en la Estación Experimental Santa Ana - Huancayo.

22 Capítulo 1: La planta del tarwi

En América del Sur, los principales centros de conservación de germoplasma de tarwi son PROINPA (Toralapa y Pairumani), en Bolivia; Kayra (Cusco), Santa Ana (Huancayo), Camacani (Puno), Canaan (Ayacucho) y Baños del Inca (Cajamarca), en Perú; la Estación Experimental de Gorbea (Temuco), en Chile; y la Estación Experimental Santa Catalina - INIAP (Quito), en Ecuador.

1.5. Cultivo

1.5.1. Actividades precosecha Preparación del suelo Blanco (1977) y Mujica (1977) mencionan que el cultivo de tarwi prefiere suelos francos a franco arenosos, y que no es recomendable cultivar en terrenos arcillo- sos y limosos que presenten mal drenaje. Caicedo y Peralta (2001) manifiestan que las labores principales se pueden realizar con tractor (arado, rastra cruzada y surcado), yunta o manualmente. El número de labores dependerá de la clase de terreno, topografía y cultivo anterior, pero debe realizarse con la debida anticipación para que los restos de la cosecha anterior y malezas puedan incorporarse al suelo. Siembra Tapia y Fries (2007) mencionan que la siembra tradicionalmente se efectúa en condiciones generalmente de secano, en parcelas muy pequeñas y aisladas. Se recomienda efectuar la siembra en surcos que pueden estar distanciados (50 a 60 cm), o en golpes sin remoción del suelo en lo que se podría llamar siembra directa, labranza mínima o sin volteo de terreno. Los mejores rendimientos se obtienen con el método de siembra en surcos, en el que se emplea entre 60-80 kg/ha de semilla. En cuanto al periodo vegetativo, se ha observado que los ecotipos o variedades cultivadas cerca de la línea ecuatorial y en los valles interandinos son más tardíos, mientras que aquellos cultivados a mayor latitud y en regiones más altas, como el altiplano peruano-boli- viano, son más precoces (Jacobsen y Mujica, 2006). En muchos casos se siembra como borde de cultivos de maíz, papa, quinua, de modo que sea un medio de protección contra el ganado, ya que por su sabor amargo y olor algo repelente no es consumido.

23 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Deshierbo y otras actividades Caicedo y Peralta (2001) recomiendan realizar un primer deshierbo o rascadillo entre los 30 y 45 días después de la siembra, seguido de un aporque a los 60 días, que a su vez sirve como segundo deshierbo. Estas labores son de mucha importancia ya que dan aireación a las raíces de la planta, favorecen el crecimiento y evitan el encharcamiento del agua. La eficacia del deshierbo, aporque y otras actividades agronómicas radica en su ejecución adecuada y oportuna. El objetivo del deshierbo es evitar que el cultivo compita con la maleza por humedad, nutrientes del suelo y luz solar, además de reducir la incidencia de las plagas y enfermedades que se hospedan en ellas. El aporque debe realizarse cuando las plantas de tarwi alcancen unos 30 cm de altura aproximadamente. Al remover el suelo y formar surcos, con este proceso, se consigue completar la eliminación de maleza, aumentar la aireación del suelo, mejorar la retención e infiltración del agua, favorecer la formación de nuevas raíces y el desarrollo de las ya existentes otorgando a la planta mayor estabilidad, además de evitar el aniego del campo de cultivo. En los primeros estados fenológicos, el cultivo de tarwi es invadido rápida- mente por las siguientes malezas (Jacobsen y Mujica, 2004): • Chiriro/Mishico (Bidens andicola) • Cebadilla (Bromus unioloides) • Chijchipa (Tagetes mandonii) • Auja auja (Erodium cicutarium) • Amor seco (Bidens pilosa) • Layo (Trifolium amabile) • Nabo silvestre (Brassica campestris) • Ayara (Chenopodium quinoa subsp. melanospermun) • Bolsa de pastor (Capsella bursa-pastoris) • Trébol carretilla (Medicago hispida) • Kikuyo (Pennisetum clandestinum) • Kora (Malvastrum sp.)

Fertilización Caicedo y Peralta (2001) recomiendan de manera general −si no se dispone de análisis de suelo− usar 30 a 60 kg de P2O5 por ha (66 a 132 kg de superfosfato de calcio triple por ha) y abono foliar antes de la floración (200 g de Fetrilon® Combi).

24 Capítulo 1: La planta del tarwi

En cuanto a la fertilización, el tarwi no requiere mayores niveles de nitróge- no, porque a través de la simbiosis con bacterias del género Rhizobium lupini fija su propio nitrógeno de la atmósfera; en cambio, es necesario aplicar fósforo y potasio. Algunos especialistas recomiendan fertilización química con un nivel de 00-60-60; otros prefieren prescindir de ella. Cuando se siembra como monocultivo, las características para su conduc- ción son indicadas en la siguiente tabla (Mujica, 1992). Tabla 2. Características para siembra como monocultivo. Requerimiento Valor/modo Densidad de siembra 60 a 80 kg/ha Desinfección de la semilla Utilizar fungicidas Fertilización Ninguna, 0-60-60 Tipo de siembra En surcos de 0,60 a 0,80 m Aporque Uno al inicio de la floración (40 a 60 cm de altura) Cosecha Arrancando a mano o con segadoras Trilla A mano, con golpes de waqtanas o a máquina (poco común)

1.5.2. Plagas y enfermedades Frey y Yábar (1983) manifestaron que el tarwi, como cualquier otro cultivo, es afectado por diversas de plagas y enfermedades. Entre las enfermedades más importantes ocasionadas por microorganismos se tiene: • La antracnosis (Colletotrichum gloeosporioides), afecta los tallos, hojas, vainas y semillas; en las zonas afectadas se observan manchas hundidas de color anaranjado. Cuando el ataque es en la zona apical, la planta se torciona hacia abajo, se seca y no llega a formar flores ni frutos. Es la enfermedad más di- fundida en los valles interandinos y en el altiplano. • Quemado del tallo, los agentes causales de esta enfermedad son los hongos Ascochyta spp. y Phoma spp. Afecta al tallo y las vainas, pudiendo confundirse con antracnosis cuando ataca a estas últimas. La infección por Ascochyta presenta manchas alargadas de color negro con tendencia a violeta; causa quiebre y caída de los tallos en casos severos, por lo que se le conoce como quemado de tallo. Las lesiones que ocasiona Phoma spp. son de color marrón rojizo. • Marchitez de la planta, el agente causal en plántulas es el hongo Rhizoctonia solani y en plantas adultas es el hongo Fusarium oxysporium, los síntomas son marchitamiento, amarillamiento y posterior secado total de la planta con el cuello y la raíz podridos.

25 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Como medidas de control para combatir estas enfermedades es recomendable utilizar semillas sanas, procedentes de semilleros garantizados; rotar el tarwi con otros cultivos; quemar los rastrojos cuando haya sido atacado severamente; evitar el encharcamiento de agua dentro del cultivo. La aplicación de productos químicos solo se justifica en la desinfección de la semilla; la aplicación de fungicidas para el control de enfermedades que atacan la parte aérea de la planta es inefectiva. Los principales insectos dañinos al cultivo de tarwi son los siguientes: • Insectos del suelo (cortadores de plantas tiernas). Feltia experta, Agrotis ipsilon y Copitarsia turbata cortan las plantas tiernas a la altura del cuello dejando vacíos en el campo de cultivo, al ser noctuidos atacan durante la no- che y durante el día permanecen ocultos al pie de la plata dentro del suelo. • Gusano peludo de la semilla (Astylus sp.). La larva consume el polen de las flores dejándolas estériles y, lógicamente, sin formación de vainas. • Barrenadores (Gorgojo barrenador del tallo) Apium sp. Producen galerías que recorren por toda la base del tallo, el cual termina por quebrarse y romperse. • Minador de hojas (Liriomiza flaveola). Las larvas minan las hojas formando galerías internas mientras consumen el parénquima. En casos extremos, pueden dejar a las hojas solo con la epidermis. • Insectos picadores - trips (Frankliniella tuberosi). Laceran las hojas permitiendo el ingreso de otros patógenos como virus, bacterias y hongos. • Insectos masticadores de hojas. Lorito (Diabrotica decolor) y carhua (Epicauta latitarsis) son insectos que consumen las hojas y causan daño focalizado en los bordes del cultivo.

1.5.3. Cosecha Caicedo y Peralta (2001) señalan que la cosecha se realiza cuando la planta o las vainas de la inflorescencia están completamente secas. Al igual que la mayoría de las Fabaceaes de grano, una vez que han com- pletado su ciclo vegetativo, se procede a la siega. Luego se pasa a formar parvas colocando a las plantas con inflorescencias en la misma posición y en el mismo lugar donde se efectuó el cultivo; de no ser posible, se pondrán donde puedan secar por un mes, aproximadamente. Una vez secadas por completo, se pasa a la trilla y, por último, al venteo y selección de la semilla en forma manual para su posterior almacenamiento en un lugar seco y ventilado (Blanco, 1977).

26 Capítulo 1: La planta del tarwi

Cuando se busca conseguir grano comercial, se recomienda cortar las plantas y exponerlas al sol para conseguir un secado uniforme de tallos y vainas. Otra forma de proceder, para no cortar las plantas, sería esperar a que las inflorescencias con sus vainas presenten coloración pajiza y estén completamente secas para cortarlas con una hoz o manualmente. Para obtener grano como semilla, se recomienda seleccionar plantas sanas que presenten buena arquitectura, de las cuales se cosecharán, por separado, solo los ejes centrales. El almacenamiento se debe hacer en bodegas con adecuada ventilación (secas) y libres de insectos. Rendimiento El rendimiento de las plantaciones de tarwi alcanzan 3500-5000 kg/ha, cuando el cultivo es conducido en forma adecuada y se cubren todos los requerimientos en forma oportuna (Mujica, 1977). Postcosecha Luego de la trilla, se recomiendan ciertas prácticas de manejo postcosecha para evitar pérdidas innecesarias: • Secado del grano. Labor que se puede hacer exponiéndolos al sol durante determinado período de tiempo, que puede ser de uno a dos días. La humedad máxima que debe tener el grano para el comercio o semilla es 13% o menos. • Clasificado y limpieza del grano. Se realiza para obtener un producto de calidad y un mejor precio en el mercado, eliminando granos partidos y residuos de cosecha.

Almacenamiento Utilizar almacenes con adecuada ventilación (secos) y libres de insectos. Se recomienda el uso de tarimas para que los envases del tarwi no estén en contacto directo con el suelo.

1.6. Estadística de producción El área sembrada de tarwi en el altiplano peruano (Puno), de acuerdo a la esta- dística agraria de los últimos 10 años, reporta un ligero incremento del 18%, lo que es directamente proporcional al crecimiento poblacional. Aunque se asume que dicho aumento es a causa de la demanda interna por el producto, también puede estar motivado por la promoción del gran valor nutritivo que posee. Du- rante las campañas 2000-2001, el promedio fue de 1246 ha, mientras que en

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2009-2010 se incrementó ligeramente a 1471 ha, como se muestra en la tabla 3. La figura 10 muestra la producción de tarwi por provincias en la región Puno en el 2013. Así también, la tabla 4 describe la producción de tarwi del 2007-2015. Por otra parte, las cifras de producción por departamento en el Perú y los valores de exportaciones se detallan en las tablas 5 y 6, respectivamente. Tabla 3. Datos de producción de tarwi en Puno. Área sembrada, área cosechada, producción, rendimiento y precio en chacra del tarwi en el altiplano peruano para las campañas agrícolas del 2000 al 2010. Área Precio en Campaña sembrada Área perdida Área Producción Rendimiento chacra agrícola (ha) (ha) cosechada (t) (kg/ha) (S/ por kg) 2000/2001 1246 20 1226 1377 1123 1,31 2001/2002 1238 0 1238 1529 1285 1,30 2002/2003 1299 0 1299 1678 1291 1,08 2003/2004 1286 40 1282 1598 1246 1,06 2004/2005 1333 0 1333 1674 1255 1,04 2005/2006 1321 2 1319 1650 1250 1,05 2006/2007 1334 0 1334 1679 1258 1,06 2007/2008 1405 0 1405 1695 1204 1,29 2008/2009 1391 1 1390 1689 1215 1,97 2009/2010 1471 0 1471 1871 1272 2,17 Promedio anual 1332,4 6,3 1269,40 1644,00 1239,90 1,33

Fuente: Ministerio de Agricultura y Riego (2011).

Yunguyo Chucuito Huancané Carabaya El Collao Puno Sandia Otros Figura 10. Producción de tarwi por provincias de la región Puno para el año 2013.

28 Capítulo 1: La planta del tarwi

Tabla 4. Producción del tarwi 2007-2015. Superficie cosechada (hectáreas) 2007-2013 y área sembrada en miles de hectáreas 2011-2015 en el Perú. Años Rubro Unidad medida 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Miles de Producción toneladas 8,5 8,6 10,3 10,5 11,3 11,7 12,0 ------Área cosechada Hectáreas 7446 8048 9302 9258 9773 9656 9625 Miles de Área sembrada hectáreas ------9,6 9,5 9,6 9,3 9,5 Rendimiento promedio kg/ha 1240 nacional Precio promedio en S/ por 2,17 chacra kg Fuente: Ministerio de Agricultura y Riego (2016).

Tabla 5. Producción de tarwi por departamentos productores en el Perú (toneladas), porcentaje de producción 2013 y área sembrada por departamentos, 2014 y 2015 (ha). Porcentaje (%) Área sembrada Área sembrada Departamento Producción (t) 2013 2014 (miles de ha) 2015 (miles de ha) La Libertad 4192 34,8 3,5 3,6 Cajamarca 230 1,9 0,2 0,2 Amazonas 75 0,62 0,1 0,1 Áncash 726 6,03 0,5 0,3 Huánuco 548 4,56 0,6 0,8 Junín 93 0,77 0,1 0,2 Huancavelica 685 5,69 0,3 0,4 Ayacucho 677 5,62 0,4 0,4 Apurímac 867 7,2 0,5 0,5 Cusco 2199 18,26 1,7 1,7 Puno 1749 14,52 1,4 1,3 Total 12 042 100,00 9,3 9,5 Fuente: Ministerio de Agricultura y Riego (2016).

Tabla 6. Exportaciones de tarwi a diferentes mercados del mundo desde el año 2007 al 2013 en toneladas. Años Países 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Estados Unidos 227,50 150,00 0,00 0,00 24,00 0,00 0,00 Holanda 0,00 0,00 2245,00 2350,00 0,00 0,00 0,00 Alemania 0,00 0,00 0,00 0,00 1,32 0,00 1550,00 España 0,00 83,45 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Chile 0,00 0,00 0,00 93,60 799,50 0,00 0,00 Ecuador 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Total 227,50 233,45 2245,00 2443,60 824,82 0,00 1550,00 Fuente: ADEX-Perú (2013).

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1.7. Costos de producción Los costos de producción son aquellos desembolsos o gastos realizados durante el proceso de cultivo para conseguir una determinada producción, debiendo incluirse tam- bién la valorización del producto obtenido, que es influenciada por la depreciación. En consecuencia, esta definición implica a todos los gastos que se efectúan dentro de la campaña agrícola, desde la preparación de suelos hasta la venta del producto, los que serían en líneas generales: semillas, abonos, pesticidas, jornales, herramientas, maquinaria, gastos en administración.

1.7.1. Clasificación de los costos de producción Costos directos. Llamados también costos variables, son aquellos que se usan para adquirir bienes, insumos y servicios que intervienen directamente en el proceso productivo dentro de la campaña agrícola; varían según la cantidad de pro- ducción a obtener. Entre estos costos se consideran: • Maquinaria agrícola, equipos y herramientas • Insumos, materiales y envases • Transporte y almacenamiento Costos indirectos. Llamados también costos fijos, son gastos que permanecen inalterables durante la campaña agrícola ante cualquier volumen de producción; además, no intervienen directamente en la producción de semillas. Dentro de ellos se consideran: • Gastos administrativos • Depreciaciones • Gastos financieros 1.7.2. Costo de producción del cultivo del tarwi 2016-2017 (1 ha) Un consolidado de costos de producción se presenta en la tabla 7 y considera las siguientes características generales: • Campaña agrícola: 2016-2017 • Nivel tecnológico: medio • Fecha siembra: setiembre 2016 • Fecha cosecha: abril 2017 • Variedad: Yunguyo • Lugar: Puno, Perú • Tipo de cambio: 1 US$ = 3,29 soles • Rendimiento esperado: 3000 kg/ha

30 Capítulo 1: La planta del tarwi

Tabla 7. Costos de producción del tarwi. Actividades Época de Unidad Número Precio Valor agrícolas ejecución de medida de unidades unitario S/ S/ A) Costos directos del cultivo S/ 3157,30 Análisis de suelo S/ 62,50 Muestreo de suelo Jun-Set Jornal 0,50 35,00 17,50 Análisis de suelo Jun-Set Análisis fertilidad 1,00 45,00 45,00 Preparación de terreno S/ 435,00 Limpieza del terreno Ago-Set Jornal 1,00 35,00 35,00 Aradura Ago-Set Hora/máqa 4,00 50,00 200,00 Rastrado Ago-Set Hora/máqa 2,00 50,00 100,00 Surcado Ago-Set Hora/máqa 2,00 50,00 100,00 Siembra y fertilización S/ 1049,80 Semilla Set-Oct kg 80,00 6,00 480,00 Desinfectante semilla Set-Oct kg 0,25 80,00 20,00 Inoculante semilla Set-Oct kg 1,00 120,00 120,00 Desinfección e inoculación semilla Set-Oct Jornal 1,00 35,00 35,00 Siembra manual y fertilización Set-Oct Jornal 4,00 35,00 140,00 Fertilizantes: 00-60-00 Superfosfato triple de Ca Set-Oct kg 132,0 1,40 184,80 Tapado Set-Oct Jornal 2,0 35,00 70,00 Labores culturales S/ 525,00 1.er deshierbo Dic-Ene Jornal 10,0 35,00 350,00 2.o deshierbo Ene-Feb Jornal 5,0 35,00 175,00 Cosecha S/ 1085,00 Corte manual Mar-Abr Jornal 12,00 35,00 420,00 Emparve Mar-Abr Jornal 4,00 35,00 140,00 Trilla manual Mar-Abr Jornal 15,00 35,00 525,00 Limpieza y ensacado Mar-Abr Jornal 3,00 35,00 105,00 Transporte producto cosechado Mar-Abr Transporte 1,00 50,00 50,00 B) Costos indirectos del cultivo S/ 1555,51 Depreciación piquillos 5% (S/ 20) Ene-Feb Piquillos 15 1,0 15,00 Depreciación segaderas 5% (S/ 30) Abril Segaderas 12 5,0 60,00 Depreciación de envases Abril Envases 60 0,50 30,00 b Gastos administrativos Set-Abr 8% GD 8 3157,30 168,39 Costo uso de la tierra Set-Abr Meses 8 100,00 800,00 Costos financieros (23%) Set-Abr Meses 8 3157,30 482,12 Resumen de gastos Valor (S/) A) Costos directos 3157,30 B) Costos indirectos 1555,51 Total 4712,81

a máq: máquina b GD: gastos directos

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Análisis económico Costo total cultivo CTC = CD + CI CTC = 3157,30 + 1555,51 = S/ 4712,81 CD = Costos directos CI = Costos indirectos Valor total venta producto VTVP = 3000 x 4 = S/ 12 000,00 Utilidad neta UN = VTVP ‒ CTC UN = 12 000,00 ‒ 4712,81 = S/ 7287,19 Índice de rentabilidad UN x 100 7287,19 x 100 IR = IR = = 154,63% CTC 4712,81 Costo por kilogramo producido CTC 4712,81 = = S/ 1,57 RDT 3000 Valor de la producción Beneficio beneficio bruto VTVP 12 000 = valor de la = = = 2,54 costo producción ( egresos CTC 4712,81 ) B/C = Mide el flujo de los futuros ingresos y egresos, y determina si luego de descontar la inversión inicial queda alguna ganancia. Se acepta el proyecto cuando es igual o mayor a 1.

1.8. Composición química La semilla del tarwi presenta alto contenido de nutrientes (tabla 8) −destacando la proporción de proteína y grasa− y elevado contenido de oxígeno, en base al porcentaje de cenizas. La fibra observada en la composición proximal de la semilla se encuentra en el tegumento, que corresponde al 11,03% de esta, y es rica en celulosa y hemicelulosa (Mujica et al., 2002; Orf, 1988). Tabla 8. Composición química de la semilla del tarwi. Composición química Desamargado Amargado Humedad (%) 73,63 9,90 Proteína (%) 51,07 41,20 Cenizas (%) 2,38 3,98 Grasa (%) 20,44 17,54 Fibra (%) 7,35 6,24 Calorías (g) 5839,00 ---- Carbohidratos (%) ELN* 18,75 30,88 Materia seca (%) 26,37 90,10 Alcaloides (%) 0,08 3,11 ELN: extracto libre de nitrógeno. Fuente: Mujica et al. (2002); Villacrés et al. (1998); Gross et al. (1988).

32 Capítulo 1: La planta del tarwi

Desde el punto de vista nutritivo, el tarwi es una leguminosa de alto potencial energético que puede compararse e incluso superar, en este contexto, a otras materias primas empleadas comúnmente en la industria alimentaria, como la soya y el frejol. Así se puede apreciar en la tabla 9 (Jacobsen y Mujica, 2006; Villacres et al., 1998) Tabla 9. Composición del valor nutritivo de la semilla del tarwi y otros granos* Composición Química (%) Tarwi Soya Frejol Maní Humedad 9,00 8,00 12,00 12,00 Proteína 51,07 40,00 22,00 27,00 Grasa 20,44 18,00 1,60 42,00 Fibra 7,35 4,00 4,30 2,00 Cenizas 2,38 5,00 3,60 2,00 ELN 18,75 17,00 68,50 19,00 *En tarwi desamargado, porcentaje sobre materia seca de grano. ELN: Extracto Libre de Nitrógeno. Fuente: Mujica et al. (2002); Villacrés et al. (1998).

Proteínas La semilla del tarwi tiene una variabilidad muy amplia, incluso existen ecotipos con contenido de proteínas mayor al 50% (Tabla 10), por lo que son excelentes fuentes de estas. Las globulinas corresponden a la mayor fracción proteica, lo restante son albúminas. El proceso de desamargado concentra el contenido proteico, encontrándose en algunos casos valores por encima del 50% del peso seco (Jacobsen y Mujica, 2006; Lara, 2003). Tabla 10. Contenido de proteína en varias especies del tarwi. Especie Proteína (%) L. mutabilis 39,0 - 52,0 L. angustifolius 33,2 - 35,5 L. hispanicus 43,9 - 46,9 L. albus 39,2 - 43,3 Fuente: Von Baer, International Lupinus Association y Asociación chilena de lupino (1990).

Además, presenta un balance adecuado de aminoácidos esenciales, lo que determina su alta calidad nutricional. Se le ha descrito como la soya andina por su elevado contenido de lisina en comparación a otras leguminosas (Popenoe et al., 1989), y estudios comparativos han evidenciado que tiene mayor concen- tración de triptófano y tirosina que la soya y frejol; fenilalanina en comparación a la soya, frejol y maní; isoleucina en comparación al frejol y maní; arginina en

33 Lupinus mutabilis (Tarwi) comparación a la soya y frejol; e histidina en comparación a la soya y maní (Ta- bla 11). Sin embargo, el tarwi es deficitario en metionina, cuyo contenido dispo- nible depende de la variedad (Gross et al., 1988), por tanto, para compensar, se recomienda el consumo acompañado de cereales (Popenoe et al., 1989). Tabla 11. Contenido de aminoácidos en la semilla del tarwi (mg/g de N total). Aminoácidos Tarwi Soya Frejol Maní Isoleucina 274 284 262 211 Leucina 449 486 476 400 Lisina 331 399 450 221 Metionina 47 79 66 72 Cistina 87 83 53 78 Fenilalanina 231 309 326 311 Tirosina 221 196 158 244 Treonina 228 241 248 163 Triptófano 110 80 --- 65 Valina 252 300 287 261 Arginina 594 452 355 697 Histidina 163 158 177 148 Alanina 221 266 262 243 Ácido aspártico 685 731 748 712 Ácido glutámico 1372 1169 924 1141 Glicina 259 261 237 349 Prolina 257 343 223 272 Serina 317 320 347 299 Fuente: Mujica et al. (2002); Villacrés et al. (1998); Gross et al. (1988).

Lípidos Dentro de la cantidad total de grasa que contiene el tarwi, el 30% son ácidos grasos esenciales, siendo una valiosa fuente de ácido linoleico ω-6 (28,17%) y ácido linolénico ω-3, (2,54%), indispensables para el ser humano, por lo que no solo es un alimento nutritivo, sino que favorece la salud de los consumidores. Estos ácidos grasos se encuentran en proporción de 11:1, cercana a la recomen- dada a nivel nutricional por cumplir funciones biológicas distintas pese a tener como blancos a las mismas enzimas (Cruz, 2006; Biolley, 2007). En cuanto al contenido total de ácidos grasos saturados (12,19%) e insaturados (79,38%), las características son similares al aceite de soya (Villacrés et al., 2010). El proceso de desamargado eleva el rendimiento en la extracción de aceite, debido a que el grano desamargado presenta mayor concentración del mismo

34 Capítulo 1: La planta del tarwi

(23%) que el grano amargo (18%), teniendo el aceite refinado obtenido del pri- mero, características físicas similares a los de oliva, soya y girasol. Tanto el producto crudo como refinado, presentan 1172,8 ppm de γ-tocoferol, que actuaría como antioxidante y estabilizante de los ácidos grasos insaturados (Villacrés et al., 2010; Biolley, 2007). Tabla 12. Contenido de ácidos grasos de la semilla del tarwi comparado con otros granos. Lupinus mutabilis Sweet Ácidos Grasos Totales Maní Soya (%) Desamargado Amargo Semidulce Mirístico Trazas 0,60 0,30 0,10 11,00 Palmítico 11,28 13,40 9,80 11,00 11,00 Palmitoleico 0,16 0,20 0,40 ------Esteárico 7,30 8,52 7,80 3,00 4,00 Oleico (omega 9) 52,53 54,00 53,90 55,00 22,00 Linoleico (omega 6) 28,40 37,10 25,90 28,00 55,00 Linolénico (omega 3) 2,98 3,03 2,60 1,00 8,00 Araquídico --- 0,20 0,60 1,50 0,40 Behémico --- 0,20 0,50 3,50 0,30 Fuente: Villacrés et al. (2010); Villacrés et al. (1998); Gross (1982b).

Fibra El contenido de fibra representa entre el 6 y 10% del peso de la semilla, estando esencialmente conformado por polisacáridos el material que constituye las paredes de los cotiledones, aunque las proporciones varían notablemente entre especies e incluso entre variedades de Lupinus (Gross et al., 1988). La fibra des- empeña un rol muy importante en la fisiología humana. Carbohidratos El contenido de sacarosa y almidón es bajo en la semilla del tarwi, y la propor- ción de oligosacáridos no aprovechables por el hombre es relativamente alta. Se reportándose que son los causantes de flatulencias en sus consumidores por la producción de gases CO2, H2 y CH4. Algunos de estos oligosacáridos son los α-galactósidos, entre los cuales se han identificado a estaquiosa, rafinosa, verbas- cosa, etc. (Gross et al., 1988). Minerales El chocho contiene elevados niveles de fósforo, potasio, manganeso y hierro; y bajos niveles de calcio y magnesio. La mayor concentración de cada mineral, a excepción del calcio, se encuentra en los cotiledones, aunque el hierro y man-

35 Lupinus mutabilis (Tarwi) ganeso también tienen importante presencia en el tegumento. La distribución del calcio es diferente, el 38% respecto a otros minerales está en el tegumento, mientras que los cotiledones contienen solo el 1% (Tabla 13) (Ortega-David et al., 2010).

Tabla 13. Composición mineral de cotiledones y tegumento de la semilla del tarwi. Mineral Cotiledón Tegumento (g/g) x 100 Calcio 0,04 0,57 Fósforo 1,24 0,14 Magnesio 0,35 0,27 Potasio 1,67 0,42 Azufre 0,38 0,08 (mg/kg) Cobre 10,00 6,00 Manganeso 38,00 12,00 Zinc 34,00 8,00 Hierro 58,00 46,00 Fuente: Ortega-David et al. (2010), Mujica et al. (2002).

Vitaminas La semilla del tarwi contiene varias vitaminas, entre ellas tiamina y niacina (Ta- bla 14), en cantidades similares a otras leguminosas como la soya, por lo cual es considerada como fuente importante de vitamina B (Gross et al., 1988). Tabla 14. Contenido de vitaminas en la semilla del tarwi. Vitaminas mg / 100 g β-caroteno 0,09 Tiamina 0,51 Riboflavina 0,42 Niacina 4,1 Fuente: Mujica et al. (2002); Gross (1982b).

Alcaloides El grano del tarwi presenta sustancias tóxicas, como los alcaloides (Villacrés et al., 2008), que limitan su utilización en la industria alimentaria. Se han identificado aproximadamente 150 del tipo quinolizidínicos, siendo los de mayor presencia lupanina, 1-3 hidroxilupanina y esparteína (Hatzold et al., 1983; Ortega-David et al., 2010) (Tabla 15). Se ha descrito que el contenido de alcaloides depende de las condiciones de crecimiento del cultivo (Wink, 1991), pues la proporción de

36 Capítulo 1: La planta del tarwi metabolitos secundarios puede cambiar como mecanismo de respuesta ante las condiciones del ambiente o de defensa ante enemigos naturales como plagas y depredadores (Ortega-David et al., 2010).

Tabla 15. Contenido de alcaloides quinolizidínicos (AQ) de la semilla del tarwi. Alcaloides AQ (g/ 100 g semilla) Esparteína 0,2673 4-Hidroxilupanina 0,0281 Hidroxiesparteína 0,0078 Amodendrina 0,0046 Lupanina 0,7305 1-3 hidroxilupanina 0,1472 Fuente: Ortega-David et al. (2010).

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37 Lupinus mutabilis (Tarwi)

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40 Capítulo 2: Los alcaloides del tarwi

Omar Santiago Pillaca Pullo Laboratorio de Biología Molecular Facultad de Farmacia y Bioquímica Universidad Nacional Mayor de San Marcos María Antonieta Quispe Ricalde Facultad de Ciencias Biológicas Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco

2.1. Generalidades Los alcaloides son bases orgánicas nitrogenadas, por lo general, poseen un ani- llo heterocíclico y muestran una toxicidad característica y efectos farmacológi- cos notorios tanto en humanos como en animales. Son productos terminales del metabolismo del nitrógeno, denominados metabolitos secundarios, ya que derivan de otros primarios (aminoácidos), y porque no intervienen directamente en el desarrollo de la planta (crecimiento, supervivencia y reproducción). El número de alcaloides descritos en plantas supera los 12 000, lo cual indica una alta diversidad estructural y biosintética comparada con otros tipos de metabolitos secundarios. Los principales aminoácidos precursores de alcaloides en plantas son: fenilalanina (Phe), tirosina (Tyr), triptófano (Trp), ornitina (Orn) y lisina (Lys) (Facchini, 2001, citado en Bunsupa et al., 2012), estando más ampliamente distribuidos los derivados de Lys, que se subdividen en los tipos: piperidina, quinolizidina, indolizidina y alcaloides del licopodio (De Luca y St Pierre, 2000; Facchini, 2001; Croteau et al., 2000, citados en Bunsupa et al., 2012). Lupinus es un género diverso, sin embargo, solamente las especies L. angustifolius, L. albus, L. luteus y L. mutabilis han sido domesticadas y gozan de importancia agrícola. Dicho proceso de domesticación ocurrió hace, relativamente, poco tiempo, por lo que aún se encuentran características no deseables como la acumulación de alcaloides (Frick et al., 2017). Los alcaloides en Lupinus sp. se sintetizan en los cloroplastos de las hojas y se transportan para ser almacenados

41 Lupinus mutabilis (Tarwi) en tejidos periféricos, capas externas de tallos y raíces, epidermis y sub-epidermis de las hojas y tegumentos de semillas (Zamora-Natera et al., 2005). El nivel de alcaloides en las semillas de tarwi (L. mutabilis) se encuentra entre 2,5 y 4,0% (Hatzold et al., 1983), siendo del tipo quinolizidínicos o aminoalcaloides, que son compuestos heterocíclicos nitrogenados bicíclicos de carácter básico (Villa- crés et al., 2009). Esta variedad de alcaloides es producida por leguminosas de los géneros Lupinus, Baptisia, Thermopsis, Genista, Cytisus y Sophora (Ohmiya et al., 1995, citado en Bunsupa et al., 2012) y son parte de un sistema de defensa químico contra microorganismos fitopatógenos (virus, bacterias, hongos), animales herbívoros (nemátodos, insectos, vertebrados) y otras plantas competi- doras (Zamora-Natera et al., 2005). Los alcaloides identificados en Lupinus son presentados en la tabla 1. Tabla 1. Alcaloides identificados y sus abundancias relativas en los granos de las variedades domesticadas de Lupinus. Especie Alcaloides quinolizidínicos % L. mutabilis Lupanina 46 Esparteína 16 3β-hidroxilupanina 12 13α-hidroxilupanina 7 13-angeloiloxilupanina 2 Tetrahidrorombifolina 2 11-12-dehidroesparteína 1 Angustifolina 1 13-tigoiloxilupanina 1 L. angustifolius Lupanina 70 13α-hidroxilupanina 12 Angustifolina 10 L. albus Lupanina 70 Albina 15 13α-hidroxilupanina 8 Multiflorina 3 L. luteus Lupinina 60 Esparteína 30 Alcaloides menores desconocidos 1

Fuente: modificado de Frick et al. (2017).

Aunque los principales alcaloides quinolizidínicos (AQ) identificados en Lu- pinus se muestran en la tabla 1, han sido reportados alrededor de 70 (Carva- jal-Larenas et al., 2016). Los análisis de composición en el tarwi (L. mutabilis) muestran que contiene aproximadamente 26 diferentes alcaloides, de los que el

42 Capítulo 2: Los alcaloides del tarwi más abundante es la lupanina, seguida de la esparteína –ambos no exclusivos del género Lupinus– y en menor concentración 3-β-hidroxilupanina, 4-hidroxilupanina, 13-hidroxilupanina y tetrahidrorombifolina (Hatzold et al., 1983; Chamba et al., 2016).

COOH NH O H

NH N NH LDC CuAO

NH NH L-Lisina Cadaverina - Aminopentanal ∆ - Piperidina

H N

N H - - Esparteína N+

N+ H N Catión Diiminium

N H O + - Luteína

Figura 1. Biosíntesis de esparteína y lupanina, principales alcaloides de L. mutabilis. Fuente: modificado de Bunsupa et al. (2012).

La ruta biosintética de los alcaloides quinolizidínicos apenas ha sido parcialmente elucidada y la información acerca de las enzimas y los genes involucrados es muy limitada (Figura 1). La biosíntesis comienza con la formación de cadaverina a partir de lisina por la acción de la LCD (lisina descarboxilasa); esta molécula de cadaverina sufre una desaminación oxidativa por la enzima cobre amino oxidasa (CuAO), formando 5-aminopentanal que se cicla espontánea- mente en ∆1−piperidina. Una serie de reacciones, incluyendo formación de bases de Schiff, reacciones tipo aldol, hidrólisis, desaminación oxidativa, etc., llevan a la formación de las estructuras alcaloideas más grandes; el catión diiminium es un intermediario en la biosíntesis de estos alcaloides cíclicos (Frick et al., 2017).

43 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Varios esqueletos de alcaloides quinolizidínicos se modifican adicionalmente mediante reacciones de adaptación como: deshidrogenación, oxigenación y es- terificación, produciendo cientos de alcaloides estructuralmente relacionados. Se considera que los ésteres de AQ son productos finales de la biosíntesis y formas de almacenamiento. Lupinus acumula dos tipos de dichos ésteres, los derivados de lupinina y lupanina. (Bunsupa et al., 2012).

2.2 Factores ambientales influyen en la biosíntesis de alcaloides Se ha reportado que el contenido de alcaloides puede presentar cierta variación cuando el tarwi se cultiva en diferentes estaciones climáticas o localidades. Aunque el impacto es altamente impredecible, se sabe que los factores ambientales juegan un rol significativo, ya sea influyendo en la biosíntesis o en el transporte desde los tejidos de origen hacia el grano (Cowling y Tarr, 2004). A pesar de ello, una constante en los cultivos de Lupinus mutabilis es que la lupanina siempre resulta ser el alcaloide principal (Hatzold et al., 1983). Frick et al. (2017) describieron la forma en que diferentes factores ambientales influyeron sobre el contenido de AQ en Lupinus sp.: • La luz solar, puede incrementar el pH neutro del interior del cloroplasto (estroma) hasta un valor de 8,0 tornándolo más activo para la síntesis de alcaloides. Esto eleva la concentración de dichos compuestos en las hojas durante el día. • La sequía, no muestra un efecto definido; dependerá de la etapa de crecimiento en que se encuentra la planta al momento de la sequía. • La lluvia, su intensidad no muestra efectos en el contenido de alcaloides. • La temperatura ambiental, su efecto se hizo evidente en variedades euro- peas, en las cuales ligeros incrementos en la temperatura media (3 °C) elevan la concentración de alcaloides en los granos.

• El pH del suelo, al comparar el desarrollo de Lupinus en suelos de pH 5,3 - 5,8 con otros de valores más altos (6,7 - 7,1), se observó que en los más cer- canos a la neutralidad, la concentración de alcaloides en el grano disminuye. • La cantidad de sales minerales del suelo, la deficiencia de potasio aumenta los alcaloides, mientras que la deficiencia de fósforo los reduce. • El sistema de cultivo, bajo condiciones de cultivo orgánicas, el contenido de alcaloides es menor que bajo condiciones convencionales.

44 Capítulo 2: Los alcaloides del tarwi

Finalmente, como sucede en todos los seres vivos, el fenotipo siempre será resultado de la suma del genotipo y las condiciones ambientales, de ello dependerá toda la amplitud de respuestas en cuanto al contenido de alcaloides quinolizidíni- cos en el grano de tarwi.

2.3 Toxicidad de los alcaloides del tarwi Es de resaltar que los alcaloides están distribuidos en toda la planta (Kinghorn et al., 1980), principalmente en las ramas y semillas (Arias, 2000), lo que causa preo- cupación respecto al consumo de alimentos a base de tarwi. Dichos compuestos son los responsables del sabor amargo y pueden generar toxicidad anticolinérgica aguda, caracterizada por causar visión borrosa, dolor de cabeza, debilidad y náuseas (Daverio et al., 2013). La intoxicación con Lupinus sp. es muy rara en humanos y generalmente se debe a la ingesta accidental de semillas verdes o por consumo del agua utilizada en el desamargado (Luque y Gutierrez, 1991). La lupanina –el alcaloide más abundante–, administrada en dosis altas, blo- quea los receptores nicotínicos de los ganglios (Luque y Gutierrez, 1991) y detiene la diástole cardiaca; mientras que en dosis bajas reduce el flujo coronario, la amplitud de contracción y el ritmo cardiaco (Pothier et al., 1998). La DL50 en ratones (dosis letal a la que mueren la mitad de los animales dosificados) por administra- ción oral es de 410 mg x kg de peso (Yovo et al., 1984). En casos de intoxicación, hay presencia de D-lupanina en sangre y orina (Luque y Gutierrez, 1991). La esparteína posee propiedades cardiovasculares, presenta actividad antihipertensiva, diurética, oxitócica y como anestésico local. Se ha descrito una DL50 de 220 mg x kg de peso (Yovo et al., 1984). En el caso de los humanos, la dosis necesaria de alcaloides quinolizidínicos para producir intoxicación es de 10-25 mg x kg de peso en niños y de 25-46 mg x kg de peso en adultos (Villacrés et al., 2009; Cremer, 1983). Obviamente, ello dependerá del tipo de alcaloide presente, puesto que la lupanina y esparteína son más nocivos que la isolupanina, angustifolina y lupinina, y por supuesto que la L-7-hidroxilupanina, la cual es 10 veces menos tóxica que las primeras (Kinghorn et al., 1980). El consumo excesivo de Lupinus puede ocasionar tres diferentes síndromes en animales y humanos, de los cuales solo los dos primeros se deben a los alcaloides:

45 Lupinus mutabilis (Tarwi)

• Intoxicación aguda o lupinismo, se caracteriza por disnea, agitación, espas- mos, coma y muerte por parálisis respiratoria; se produce por acumulación de D-lupanina. • Síndrome del becerro encorvado, produce malformación espinal y de ex- tremidades, efectos teratogénicos que se presentan en los fetos de vacas con 40-75 días de gestación que consumen semillas con el alcaloide anagirina. • Intoxicación crónica o lupinosis, presenta estupor, anorexia, pérdida de peso, ictericia y atrofia hepática; la causa es el consumo de la micotoxina de los hongos Phomopsis leptostromiformis y P. rossiana que parasitan a la planta.

Debido a estas razones, para que los granos de tarwi sean aptos para el consumo humano, es necesario que los alcaloides sean removidos hasta niveles por debajo de 0,02% (20 mg de alcaloides/100 g de semillas) (Gross et al., 1983).

2.4. Eliminación de alcaloides del tarwi Como ya se mencionó, pese a su alto valor nutritivo, los granos de tarwi contienen diversos factores tóxicos y antinutricionales, entre ellos, hemaglutininas, glucósi- dos cianogénicos, inhibidores de tripsina (Ruiz, 1993) y, principalmente, alto contenido de alcaloides. Estos últimos, debido a sus efectos nocivos y sabor amargo, son inconvenientes para el uso industrial de la semilla, cuando el objeto de interés no son los alcaloides. Por ende, deben ser eliminados tanto para el uso industrial como tradicional mediante un proceso denominado desamargado. Para ello han surgido dos estrategias, la primera y más usada se enfoca en el desarrollo de tecno- logías de desamargado, la segunda en el desarrollo de variedades dulces. De superar este inconveniente, estaríamos frente a un producto de gran relevancia para la industria alimentaria, cuyo uso no solo mejoraría la nutrición en las poblaciones donde es cultivada, sino que incluso podría extenderse hacia regiones donde actualmente no es consumido.

2.4.1. Métodos de desamargado Las tecnologías de desamargado son aquellas que buscan eliminar o reducir el contenido de alcaloides de las semillas sin alterar significativamente su contenido nutricional, permitiendo utilizar estas semillas en la alimentación humana con me- nor riesgo de intoxicación y mayor beneficio en la alimentación humana o animal (Rahma y Narasinga Rao, 1984). Estas técnicas incluyen las etapas de hidratación, cocción, desamargado propiamente dicho, y lavado (Suca y Suca, 2015).

46 Capítulo 2: Los alcaloides del tarwi a) Hidratación, también conocida como remojo, es una etapa preparatoria realizada a temperatura ambiente, cuya finalidad es acondicionar los granos incrementando su contenido de agua y facilitando así la extracción de los alcaloides en etapas posteriores (Suca y Suca, 2015). Se puede realizar de dos maneras: en agua estacionaria o en agua en circulación. En la primera opción es posible controlar parámetros como relación materia prima-agua y el tiempo de hidratación; la segunda opción permite controlar el caudal y el tiempo, pero su baja reprodu- cibilidad y alto costo hacen inviable su aplicación (Quispe, 2015). b) Cocción, es la etapa clave del proceso ya que realiza muchas modificaciones en el grano que favorecen su procesamiento y la extracción de los alcaloides: in- activa la capacidad de germinación del grano, desnaturaliza las enzimas lipasa y lipoxigenasa, elimina microorganismos que pueden producir toxinas y ocasionar descomposición de los nutrientes, coagula las proteínas reduciendo las pérdidas en la siguiente etapa, facilita la lixiviación de alcaloides al aumentar la permeabi- lidad de la pared celular y los tejidos (Suca y Suca, 2015; Meneses et al., 1996), elimina hemaglutininas, inhibidores de tripsina y glucósidos cianogénicos que se encuentran en bajas cantidades (Ruiz, 1993). En esta fase los parámetros a controlar son la relación materia prima-agua, el tiempo, adición de cal, agitación y doble cocción (Quispe, 2015). La adición de cal permeabiliza la cáscara facilitando la salida del alcaloide (Gross et al., 1983), pero también reporta reducción del contenido proteico (Sosa, 2000). El uso de sales o ácidos incrementa la solubilidad de alcaloides, aunque también reduciría el contenido proteico (Jiménez et al., 2001). c) Desamargado, es el desamargado propiamente dicho. Se puede lograr a través de tres métodos: biológico, químico o físico. Este último es el más utilizado actualmente, tanto a nivel casero como comercial (Carvajal, 2013). Es muy importante elegir la técnica más adecuada ya que debe ser lo suficientemente eficiente para eliminar los alcaloides. A continuación se mencionan los tres métodos. Método biológico En este método se emplean microorganismos, cultivados en medio líqui- do o sólido, que degradan alcaloides quinolizidínicos. Entre las especies que cuentan con dicha capacidad hay hongos y bacterias, como Rhizopus microsporus var. oligosporus (Jiménez-Martínez et al., 2007; Ortega-Da-

47 Lupinus mutabilis (Tarwi)

vid y Rodríguez-Stouvenel, 2013), Xanthomonas oryzae, Gluconobacter cerinus, Acidovorax sp. (Santana et al., 1996), Pseudomonas sp. (Hopper et al., 1991), Lactobacillus acidophilus y Lactobacillus fermentun (Camacho et al., 1991). La degradación depende del microorganismo empleado, la forma de fer- mentación y el tratamiento aplicado a los granos. Así, Jiménez-Martínez et al. (2007) lograron reducir, empleando R. oligosporus, hasta en 91% los alcaloides en granos enteros de L. mutabilis; Santana y Empis (2001) consiguieron una degradación del 90% usando bacterias gram negativas en harina de L. albus; y Ortega-David y Rodríguez-Stouvenel (2013), en placas de agar, degradaron hasta un 63% en harina de Lupinus; y Cama- cho et al. (1991)redujeron en 60 y 61% el contenido de alcaloides en harina de L. albus con Lactobacillus acidophilus y Lactobacillus fermentum, respectivamente. La fermentación utilizando R. oligosporus es la que más se ha estudiado desde el punto de vista industrial, las condiciones de cultivo como el pH, porcentaje de humedad y tamaño de las partículas de lupino son evaluadas con la finalidad de optimizar el proceso. Por tratarse de un hongo, se utilizó la Fermentación en Sustrato Sólido (FSS) mediante la elaboración de Tem- peh (un tipo de pastel a base de soja) usando Lupinus. Se determinó que el pH 5.5 favorece la producción de enzimas encargadas de la degradación de los alcaloides, mientras que una humedad arriba del 50% en las partículas de lupino favorece la difusión de alcaloides y enzimas degradativas hacia el exterior e interior de la partícula, respectivamente. El tamaño de partícula influye en el área de crecimiento y penetración de los micelios, por lo cual la reducción del tamaño favorece la degradación de los alcaloides quino- lizidínicos (Ortega-David y Rodriguez-Stouvenel, 2014; Ortega-David y Rodríguez-Stouvenel, 2013; Görgens et al., 2005; Doyle et al., 2006). Método químico Este método se basa en la remoción de alcaloides por solventes orgánicos al mismo tiempo se extraen aceites del grano de tarwi. Esto significa que el desamargado resulta ser un efecto secundario beneficioso del desengrasado. Se ha aplicado empleando hexano, mezcla de agua y etanol (Ruiz,

48 Capítulo 2: Los alcaloides del tarwi

1993), cloroformo (Carvajal, 2013), isopropanol (Villacres y Raules. 2001) y diclorometano (Frick et al., 2017) como solventes. Por otra parte, se ha descrito que el proceso acuoso de desamargado, realizado a gran escala, no es práctico, ya que presenta problemas en el secado de las semillas y genera desperdicios tóxicos. Ante ello, el desengrasado con solventes orgánicos sería una buena alternativa, ya que elimina la mayoría de alcaloides (Ruiz, 1993), manteniendo la posibilidad de aislarlos y reutilizarlos para otros propósitos, como la elaboración de bioinsecticidas. Método físico Este método es el más utilizado y al parecer es empleado desde hace cientos de años en la región andina para desamargar los granos de tarwi. Se basa en la lixiviación de los granos con agua −en grandes cantidades para algunos casos−, por lo que no sería eficiente desde el punto de vista eco- nómico. Sosa (2002) comparó cuatro métodos acuosos para el desamargado del grano de tarwi con variaciones en términos de tiempo y adición de cal; los comparó en base a sus valores finales de concentración de pro- teína y alcaloides. En la tabla 2 se muestran los métodos, sus etapas y los valores obtenidos para los parámetros evaluados, además se muestra el contenido inicial de proteínas y alcaloides en los granos. Tabla 2. Métodos acuosos para desamargado del grano de tarwi. Valores de proteína y alcaloides obtenidos. Grano de tarwi (L. Proteína Inicial Alcaloide Inicial mutabilis) (43,07%) (3,39%)

Método Etapas Proteína final (%) Alcaloide final (%) Remojo 18 h Tradicional Cocción 1 h con cal 20,3 0,03 Lavado 6 días Remojo 18 h Egipcio Cocción 30 min 29,08% 0,19 Lavado 4 días Remojo 18 h Cuzco Cocción 1 h con cal 39,86 0,07 Lavado 1 día Remojo no efectuado Cuzco modificado Cocción 30 min con cal 63,80 0,10 Lavado 12 h

Fuente: modificado de Sosa (2000).

49 Lupinus mutabilis (Tarwi)

El método tradicional presenta el mejor nivel de eliminación de alcaloides, pero su rendimiento final es considerablemente reducido, porque la cantidad de proteínas que mantiene es baja debido al tiempo prolongado de lavado. En el método egipcio, el nivel final de alcaloides es mayor comparado con los demás aunque mantiene una concentración aceptable, esto es por la ausencia de cal durante la cocción; la cantidad de proteínas es mayor que en la técnica tradicional, pero sigue siendo baja. En el método Cuzco, el uso de cal vuelve a mejorar la extracción de alcaloides y la disminución en el tiempo de lavado reduce la pérdida de proteínas. Finalmente, en el método Cuzco modificado se observa un ligero incremento en la concentración de alcaloides, pues aunque la falta de hidratación o remojo reduce su difusión hacia el exterior, el uso de cal auxilia en el proceso y mejora la extracción. En este último, resalta que el porcentaje de proteínas termina siendo mayor que al inicio, lo que se explicaría por la reducción del tiempo de lavado y más aún por la pérdi- da de otros componentes del grano denominados «sólidos totales» (grasa, minerales y carbohidratos), lo que altera las relaciones porcentuales. d) Lavado, es la etapa final del proceso y en conjunto con el desamargado, y la adición de aditivos en algunos casos, consigue eliminar los alcaloides en lo que se conoce como lixiviación. Aquí, los alcaloides se solubilizan y luego son removidos mediante cambios periódicos del medio disolvente a temperatura ambiente. En esta etapa se deben controlar la relación materia prima-agua, tiempo de cambio de agua y tiempo total de lavado (Quispe, 2015). De los parámetros que se evalúan en cada etapa, los tiempos de hidratación y cocción son los que influyen significativamente en la eliminación de alcaloides y en la reducción de proteínas (Ortega y Palacios, 1995). Además se debe tener en consideración que el efecto que tenga un método sobre una determinada especie de Lupinus no siempre será el mismo para otras, debido a que cada especie/variedad tiene sus propias características (Quispe, 2015).

2.4.2. Efecto del hinchamiento de los granos de tarwi en la difusión de alcaloides El proceso de extracción de alcaloides y su difusión a través de la matriz de la semilla hacia el exterior resulta ser bastante complejo e influenciado por diversos factores como la presencia de proteínas, almidón, paredes celulares, etc. La cinética

50 Capítulo 2: Los alcaloides del tarwi de la eliminación de alcaloides en el proceso (ebullición, remojo y lavado) ha sido estimada en base al fenómeno de difusión de Fickian (Van Boekel, 2008) y al cál- culo de la Constante de Fickian o Constante de difusión. El modelo matemático basado en la difusión de Fickian sugiere que el coeficiente de difusión de los alcaloides se encuentra entre 10−10 y 10−11 m2.s−1 (Carvajal, 2013).

H2O

SEMILLA

DE H2O H2O TARWI

H2O

H O H O H O PARED 2 2 2

CELULAR H O H O alcaloide alcaloide 2 2

Figura 2. Esquema del proceso de hidratación de las semillas de tarwi (L. mutabilis) y su efecto sobre la difusión de los alcaloides. Fuente: elaboración propia.

En la figura 2 se representa lo que sucede en el proceso, inicialmente las matriz de las semillas presenta una tortuosidad elevada afectando y disminuyendo la difu- sión de los alcaloides hacia el medio externo (Walstra, 2002). Durante la cocción se produce el hinchamiento de las semillas debido a que los materiales hidrofílicos como almidón, celulosa y compuestos pécticos absorben agua (Neumann, 1972; Horn y Sterling, 1982). Una vez que la matriz va absorbiendo agua, el proceso de difusión mejora porque las moléculas de alcaloide se mueven a través de un entor- no más acuoso, lo que significa que la constante de difusión va aumentando a lo largo del proceso, aunque algunas veces el tegumento de la semilla podría restringir considerablemente el efluvio de los alcaloides hacia el exterior (Carvajal, 2013).

2.4.3. Desarrollo de variedades dulces A principios de siglo, en Alemania y Polonia, se aislaron y seleccionaron variedades de L. luteus y L. angustifolius con mutaciones naturales que presentaban bajo contenido de alcaloides, las que fueron denominadas variedades dulces (Ruiz, 1993). Actualmente se incluye a Lupinus mutabilis (Inti) (Gross et al., 1988)

51 Lupinus mutabilis (Tarwi) entre ellas y son valiosas debido a su alto contenido de proteínas y bajo contenido de alcaloides (alrededor de 0,0079%) (Hill, 1977); sin embargo, resultan ser considerablemente menos resistentes a enfermedades y plagas que sus similares amargas, pues son altamente susceptibles al ataque de insectos, transmisión de pulgones y virus. Por esta razón se ha trabajado en el desarrollo de fenotipos o variedades amarga/dulce, es decir, plantas que poseen altos niveles de alcaloides en los tejidos vegetativos para detener el ataque de insectos pero con bajos niveles en los granos (Wink, 1994). Para conseguirlo se ha puesto interés en las proteínas transportadoras de la membrana celular, principalmente aquellas involucradas en el ingreso de alcaloides desde el floema hacia el grano. Este proceso debe ser manejado con mucho cuidado para evitar la alteración de otros transportadores y generar consecuencias indeseables en la planta (Frick et al., 2017).

2.5 Usos de los alcaloides

2.5.1. Repelente, biocida El propósito principal de los alcaloides del tarwi parece ser la defensa del vegetal contra insectos, animales herbívoros, e incluso patógenos microbianos (Villacrés et al., 2009). El residuo acuoso procedente del proceso de desamargado físico tradicional del tarwi es de color amarillo marfil, sabor muy amargo y expresa intensamente el olor característico del tarwi. Su contenido de alcaloides, como lupanina y esparteína, le da poder biocida y repelente; por ello los agricultores lo emplean como repelente de distintas plagas que atacan los cultivos de maíz, papa, soya, trigo, entre otros (Jacobsen y Mujica, 2006), pues conocen su efectividad ante chupadores, laceado- res de hojas tiernas, perforadores y principalmente contra el gorgojo de los andes (Premnotrypes sp) que ataca a los tubérculos de papa (Stuart, 2008). Además, evita el daño a los cultivos por conejos, áfidos, nematodos, abejas, caracoles y escaraba- jos (Guerrero, 1990, citado en Villacrés et al., 2009). Un estudio realizado en el Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias (INIAP) de Ecuador evidenció que el extracto acuoso con una con- centración de 7% de alcaloides, aplicado a la cubierta de la fruta, retarda el desarrollo y la multiplicación del Penicillium digitatum durante los diez primeros días de almacenamiento a condiciones ambientales (17 °C y 50% HR), haciéndose

52 Capítulo 2: Los alcaloides del tarwi perceptible el crecimiento del hongo y deterioro de las características organolépti- cas de la fruta a partir del décimo cuarto día (Villacrés, 2009). Se ha observado su actividad como nematicida en cultivos de naranjilla y tomate, donde los extractos de chocho con 2% de alcaloides y de mashua (Tro- paeolum tuberosum R y P) con 4,2% de isotiocianatos, provocaron la mortalidad del 93,3% y 96,7% de larvas expuestas, respectivamente, evitando la penetra- ción de agentes patógenos como hongos y bacterias (Villacrés, 2009). Frente a insectos, el producto del desamargado del tarwi redujo la capacidad de alimentación de larvas, efecto que no se puede considerar mortal pero sí repelente (Gutiérrez et al., 2015). En cuanto a parásitos, Jacobsen (2006) indica que las sustancias que contienen alcaloides, principalmente esparteína, lupinina y lupanidina, son útiles en el control de garrapatas y parásitos gastrointestinales en animales domésticos En el campo, el agua de desamargado se usa mezclada con ceniza y ajenjo para bañar al ganado y eliminar parásitos externos (Jacobsen y Mujica, 2006). Entre otras aplicaciones para este líquido se conoce su uso como regulador de crecimiento o fertilizante en los cultivos (Galarza y Gondra, 2009) y como insumo en la elaboración de productos para aseo, como por ejemplo champúes desenredantes que dejan el pelo brillante y sedoso sin ser tóxicos para animales y humanos; se pueden elaborar tanto en versión antipulgas como antipiojos, según sea el caso. A continua- ción se muestran fórmulas de ambos tipos de champú (Galarza y Gondra, 2009).

Champú antipulgas

Componentes: • Agua de desamargado de tarwi • Genapol® • Sal • Aceite de coco 30% • Propilenglicol • Agua Proceso de elaboración: 1. Disolver el Genapol® en el agua de tarwi en cantidades iguales. 2. Agregar el propilenglicol y mezclar en un solo sentido.

53 Lupinus mutabilis (Tarwi)

3. Aparte, en 100 ml de agua de tarwi, agregar la sal y diluir bien. 4. Uniformizar la mezcla incorporando agua con sal en chorros, con agitación constante. 5. Al final agregar el aceite de coco.

Champú ecológico contra piojos

Componentes • Agua de desamargado de tarwi • Texapol K-22® • Comperland® • Sal • Propilenglicol • Agua desionizada

Proceso de elaboración: 1. En un recipiente mezclar una parte de Texapol K-22® y una parte de agua de tarwi desamargado. 2. Incorporar el propilenglicol agitando constantemente. 3. Añadir la sal en 100 ml de agua de desamargado y disolver bien en agua desionizada. 4. Mezclar uniformemente. 5. Agregar el Comperland®.

2.5.2. Hipoglicemiante Estudios in vitro demuestran que los alcaloides de Lupinus sp. poseen efecto se- cretagogo sobre los islotes pancreáticos de ratas sanas, es decir, incentivan la li- beración de insulina (Fornasini et al., 2012; García et al., 2004), al parecer, es más intenso en islotes cultivados con altas concentraciones de glucosa (Fornasini et al., 2012). Sin embargo, en ratas no diabéticas no causaron cambios signifi- cativos en la concentración plasmática de glucosa ni de insulina (Keskin et al., 2005), mientras en humanos solo provocaron disminución significativa de estos metabolitos en individuos con disglucemia (glucosa en ayunas > 100 mg/dl) (Fornasini et al., 2012). De otro lado, la 2-tionoesparteína fue capaz de promover la secreción de insulina tanto en islotes cultivados con bajas concentraciones de glucosa (Fornasini et al., 2012) como en animales no diabéticos (Keskin et al.,

54 Capítulo 2: Los alcaloides del tarwi

2005). Incluso en ratas con diabetes inducida por estreptozotocina redujo la glucosa hasta niveles similares a los que se obtienen cuando se usa glibenclamida. La esparteína administrada por vía intravenosa disminuyó la glucosa plasmáti- ca y aumentó la insulina en sujetos diabéticos no insulinodependientes (Matthews et al., 1985). Por el contrario, la lupanina no presentó efecto hipoglicémico ni se- cretagogo (Keskin et al., 2005). Los alcaloides purificados y los granos cocidos sin alcaloides de L. mutabilis, son capaces de reducir la glucosa e insulina en sangre (Baldeón et al., 2012). Ello podría significar que no solo los alcaloides son responsables del efecto hipoglicemiante, sino también las proteínas del tarwi estarían involucradas en esta acción farmacológica. De hecho, el conglutin-γ, una proteína de Lupinus sp., posee una unión específica a la insulina y causa efectos hipoglucémicos en ratas con concentraciones elevadas de glucosa, aunque su mecanismo de acción aún es desconocido (Magni et al., 2004). La actividad de los alcaloides y del grano sería distinta porque estos últimos contienen además micro y macronutrientes que podrían tener un efecto modulador sobre otras funciones, como la actividad secretagoga de alcaloides y la vida media de la insulina (Fornasini et al., 2012), lo que significa que la acción del grano sigue una ruta más compleja dentro del organismo.

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Capítulo 3: Potencial tecnológico de las semillas de tarwi

Rodolfo Vegas Niño Universidad Nacional de Trujillo Carlos Vegas Pérez Escuela de Ingeniería Agroindustrial Carmen Peña Suasnabar Laboratorio de Biología Molecular Facultad de Farmacia y Bioquímica Universidad Nacional Mayor de San Marcos

3.1. Potencial industrial Las semillas de tarwi (Lupinus mutabilis) son materias primas con gran potencial industrial en la elaboración de alimentos procesados o semiprocesados como pastas, harinas y aceites, que deben responder a determinadas características fi- sicoquímicas –pH, acidez, sólidos solubles, entre otros– y cuya fabricación debe considerar las alteraciones que pueden ocasionar los tratamientos térmicos inhe- rentes a su producción y los tiempos de almacenamiento. La pasta de tarwi es útil en la obtenciómn de bebidas, yogures y mermeladas. En tanto, la harina es usada principalmente en la elaboración de panes, pasteles, galletas, queques, fideos, hojuelas, sopas instantáneas y embutidos. De otro lado, las semillas después del deslupinizado son similares a la soya, por lo que se le considera como la «soya andina» gracias a su alto contenido de proteínas y aceites, macronutrientes que pueden aprovecharse en la formulación de diferentes alimentos funcionales para prevenir enfermedades metabólicas.

3.1.1. Pasta de tarwi 3.1.1.1. Características fisicoquímicas de la pasta de tarwi La acidez de las sustancias grasas es muy variable y este grano tiene un importante aporte graso. En alimentos con contenido lipídico, son muy relevantes la

61 Lupinus mutabilis (Tarwi) formación y descomposición de hidroperóxidos, pues generan compuestos oxi- dados como cetonas, aldehídos, alcanos y alquenos de bajo peso molecular y de alta volatilidad, que determinan las características sensoriales típicas de la rancidez (Witas, citado por Vicario, Guillén y Guzmán, 1997). Por otro lado, la presencia natural de acidez libre en las grasas a condiciones ambientales puede ser el resultado de la hidrólisis o descomposición lipolítica de algunos triglicéridos, degradados mayoritariamente por acción bacteriana (Badui, 2006). La conversión del grano de tarwi a pasta pasa por un proceso de triturado en presencia de agua. Una misma proporción en peso de grano hinchado desamargado y agua, genera un producto de aproximadamente 24% de sólidos (Vegas, 2016). Generalmente, las pastas frescas o recién preparadas no contienen ácidos grasos libres o los tienen en muy pequeñas cantidades; sin embargo, al envejecer, especialmente si no han estado protegidas de la acción del aire y la luz, su acidez aumenta, lentamente al principio y con cierta rapidez conforme transcurre el tiempo (Badui, 2006). Una estructura húmeda, como la pasta almacenada a condiciones ambientales (15 °C y HR: 55%), tiende a experimentar disminu- ción en su valor de pH, en tanto que la acidez, conductividad eléctrica y recuen- to de hongos mesófilos aumenta; por ello, una alternativa para dar estabilidad microbiológica y física a la pasta de tarwi sería reducir su contenido de agua y transformarla en harina (Vegas, 2016). Argomedo (2017) evaluó la oxidación de la pasta desamargada de tarwi (24% sólidos) por el método de índice de peróxidos y determinando las sustancias reactivas al ácido 2-tiobarbitúrico –este último permite tener datos cuanti- ficables–, y constató que a condiciones ambientales, a partir del cuarto día de almacenamiento, la pasta emanó olores fétidos debido a la acción microbiana, y aumentó su porcentaje de acidez hasta los siete días pudiendo llegar al 1,4% (expresado como ácido oleico). Buscando otorgar mayor estabilidad a dicha pasta, el mismo autor realizó un proceso de esterilización en vapor a 121 °C a diversos tiempos (5, 15 y 25 minutos), observando que al aumentar el tiempo de tratamiento térmico se ge- neró un pequeño descenso en el valor de pH, un ligero aumento del porcentaje de acidez y un aumento de sólidos solubles (expresado como grados Brix). En este contexto, lo ocurrido con el pH y la acidez de la pasta, probablemente se

62 Capítulo 3: Potencial tecnológico de las semillas de tarwi debe al desprendimiento de grupos acetilo que se encuentran como sustituyentes en la cadena de hemicelulosa perteneciente a la cáscara del grano (Argomedo 2017), pues se ha descrito que en procesos de tratamiento térmico, las uniones éter heterocíclicas de la hemicelulosa son las más susceptibles, generando oligo- sacáridos de distinto grado de polimerización y liberando grupos acetilo unidos (Lawford y Rousseau, 1993). En etapas de reacción más avanzadas, los iones hidronio generados de la autoionización de ácido acético también actúan como catalizadores en la degradación de los polisacáridos y son más relevantes que los provenientes de la autoionización del agua, cuyo efecto está limitado a las fases iniciales de reacción (Heitz et al., 1986; Carrasco et al., 1994). Adicionalmen- te, los ácidos urónicos (constituyentes de los materiales lignocelulósicos) pueden también contribuir a la generación de iones hidronio, pero sus efectos no están bien establecidos (Conner, 1984). El ligero aumento de sólidos solubles (de 3 a 5 °Brix) en la pasta desamargada de tarwi sometida a tratamiento térmico (121 °C x 25 min.) se debería, principalmente, a la hidrólisis parcial de la fracción amorfa del almidón antes que a la lignocelulósica (Argomedo, 2017). Se ha considerado que la hidrólisis de los materiales lignocelulósicos es un proceso muy complejo. Entre los factores que influyen en la cinética del proceso se encuentran: tamaño de partícula, relación sólido-líquido, temperatura y tiempo de reacción (Taherzadeh et al., 1997). Asi- mismo, se ha considerado que la configuración y grado de polimerización de las macromoléculas y su interacción con proteínas y elementos minerales son factores que influyen en el proceso hidrolítico (Kosaric et al., 1983). Por otro lado, el ligero aumento de azúcares reductores (0,4 a 1%, expresado como glucosa equivalente) después del mencionado tratamiento térmico de la pasta se debería a la glucosa generada de la hidrólisis parcial del almidón (Sánchez et al., 2004; Argomedo, 2017). En el caso de tratamientos más severos la glucosa proviene, mayoritariamente, de la fracción celulósica (Taherzadeh et al., 1997). El ligero oscurecimiento evidenciable en la pasta luego de un tratamiento térmico prolongado (Argomedo, 2017) sería a causa de la reacción de Maillard, producida por condensación química entre aminoácidos y azúcares reductores (Dendy et al., 2001), que genera compuestos volátiles de bajo peso molecular como alcoholes, cetonas, aldehídos, éteres, ésteres y componentes heterocíclicos como el furfural (Khan et al., 1995); además de compuestos menos volátiles con

63 Lupinus mutabilis (Tarwi) peso molecular medio-alto, tales como polifenoles, polipéptidos y pigmentos (Mastrocola et al., 2000). Se ha establecido que los furanos, productos predomi- nantes de la reacción de Maillard, son los responsables del color caramelo (Shi- bamoto, 1989). 3.1.1.2. Producción de la pasta de tarwi Uno de los primeros procesamientos agroindustriales del grano de tarwi es su conversión a pasta. Peñaherrera (2011), en la figura 1, propone una metodología para obtener granos de tarwi hervidos y desamargados, los cuales pueden servir de base para la obtención de pasta.

Grano de tarwi crudo

Agua : grano crudo h Agua : grano , : pp Hidratación Temperatura Triturado : pp ambiente

Agua : grano crudo , : pp Hervido h Pasta de tarwi

hdía Tres cambios de Hidroagitación días agua al día rpm

Grano de tarwi hervido y desamargado

Figura 1. Procesamiento de pasta de tarwi. Fuente: modificado de Peñaherrera (2011).

3.1.1.3. Usos de la pasta de tarwi Bebida de tarwi Una importante opción de aprovechamiento de la pasta de tarwi para consumo humano es su conversión en «bebida». Baldeón (2012) propone en la figura 2 un flujograma de proceso. Gonzáles (2011) propuso el uso de la bebida de tarwi para mejorar el aprovechamiento del suero de leche. Para ello el grano entero desamargado e hinchado fue sometido a un proceso de triturado en una proporción grano : agua como 1 : 2. Se formularon tres tipos de bebidas: tipo A (69% lactosuero, 23% bebida de tarwi y 8% otros componentes), tipo B (23% lactosuero, 69% de bebida de

64 Capítulo 3: Potencial tecnológico de las semillas de tarwi tarwi y 8% otros componentes) y tipo C (46% lactosuero, 46% de bebida de tarwi y 8% otros componentes). Ante las pruebas de degustación a las que fueron sometidas, que incluyeron a 73 niños, la bebida tipo A fue la preferida del 71% de los catadores; mientras que en cuanto a estabilidad, la formulación tipo C fue la más inestable al observarse precipitación al tercer día de refrigeración La fracción otros componentes corresponde al fermento, colorante, saborizante y azúcar.

Tarwi desamargado

Torta Descascarado Filtrado veces

º Escaldado Pasteurización ºC x , min. ºC x min.

H O Lavado Envasado y enfriamiento rápido a ºC º Escaldado ºC x , min. Almacenaje HO -ºC Lavado

Triturado tarwi, agua

Figura 2. Procesamiento de la bebida de tarwi. Fuente: modificado de Baldeón (2012).

Yogur de tarwi La pasta de tarwi también puede transformarse en yogur. Pérez et al. (2015) evaluaron el grado de aceptabilidad de un yogur compuesto de leche de vaca, bebida de tarwi y pulpa de tuna en un panel no entrenado de 20 alumnos universitarios, determinando que el constituido de 60% de leche de vaca, 40% de bebida de tarwi (50% de grano hinchado con 50% de agua) y 1,48% de pulpa de tuna tuvo mayor aceptabilidad mediante prueba hedónica de escala 1-9 sobre en el color (6,1), sabor (7,0) y olor (6,4). Al parecer la mayor proporción de leche de vaca generaría más aceptabilidad, lo que fue corroborado por Castañeda et al. (2008), quienes al comparar dos mezclas (YSPT1: 70% leche en polvo y

65 Lupinus mutabilis (Tarwi)

30% bebida de tarwi y YSPT2: 80 % leche en polvo y 20 % bebida de tarwi) observaron que aunque atributos sensoriales, como aroma y sabor, no presentaron diferencia estadística significativa, hubo preferencia en los consumidores por la que contenía más leche, con un nivel de agrado moderado (3,89) en una escala de 1 a 5. Posiblemente considerando esta información, Baldeón (2012), propuso un flujograma de procesamiento de yogur con sustitución parcial de bebida de tarwi, el cual se muestra en la figura 3.

Leche cruda Leche de de vaca LV tarwi LT

Recepción º Enfriado ºC Estandarización Concentrado de frutas , - gL Grasa: - Aromatización Saborización Azucar blanca Mezclado Sorbato de potasio LV: ; LT: Envasado < mgL aséptico Pasteurizado ºC x min Almacenaje - , ºC º Enfriado - ºC

Incubación Lactobacillus bulgaricus - ºC; h; Streptococcus thermophilus pH: , - ,

Figura 3. Diagrama de flujo para la elaboración de yogurt con sustitución parcial de bebida de tarwi. Fuente: modificado de Baldeón (2012).

Otras formulaciones con pasta de tarwi Otra alternativa donde la pasta de tarwi es un buen complemento, es la bebida a base de yogur de tarwi, jalea de piña, cultivos lácticos y otros componentes que evaluaron Rivera y Soto (2015) mediante tres formulaciones distintas: Yobyn-1 (50% de leche de vaca, 3% de leche en polvo, 24% de tarwi, 20% de jalea de piña, 1% de azúcar, 2% de gelatina alimenticia y agua), Yobyn-2 (45% de leche de vaca, 3% de leche en polvo, 29% de tarwi, 20% de jalea de piña, 1% de azú- car, 2% de gelatina alimenticia y agua) y Yobyn-3 (40% de leche de vaca, 3% de leche en polvo, 34% de tarwi, 20% de jalea de piña, 1% de azúcar, 2% de gelatina alimenticia y agua). De ellas, la última fue la de mejor aceptación.

66 Capítulo 3: Potencial tecnológico de las semillas de tarwi

Por otra parte, Castillo y Escudero (2010) formularon la mermelada de mashua (Tropaeolum tuberosum) y tarwi (Lupinus mutabilis) con el propósito de enriquecerla sin alterar las características organolépticas. El producto con 12% de mermelada de mashua y 15% de bebida de tarwi (proporción agua:grano hinchado desamargado igual 2:1) fue el que mejor aceptaron los consumidores por su color, olor y aspecto, sin embargo debía ser consumido antes de los 17 días debido a que, por su alto contenido de azúcares, mostraba tendencia a fer- mentarse. Estos investigadores también indicaron que elaborar preparados con mayor porcentaje de mermelada de mashua disminuyó la aceptabilidad, especialmente en los parámetros de olor y color.

3.1.2. Harina de tarwi 3.1.2.1. Características fisicoquímicas de la harina de tarwi Como se mencionó antes, es posible hacer que la pasta de tarwi sea estable a condiciones ambientales convirtiéndola en harina. Una de las alternativas para conseguirlo es someterla a secado en aire caliente, entre 37-40 °C, con el propó- sito de obtener una estructura granulada. Se ha descrito que la harina de tarwi presenta un color ligeramente amarillo, aunque ello variará dependiendo de la temperatura de secado (Ascate et al., 2016); humedad entre 11,28 y 13,36%; densidad 0,432-0,577 g/cm3 y cenizas 3,24-3,96% (Repo-Carrasco, 1998). Sin embargo, la densidad indicada podría ser la densidad aparente. Ensayos experimentales presentan valores de densidad aparente de 0,449 g/cm3, densidad real de 1,12 g/cm3 y porosidad de 0,59 (Ve- gas, 2016). En tanto, Sathe et al. (1982) destacaron su capacidad para absorber agua (1,20 g/g) y aceite (1,67 g/g). La harina de tarwi desamargada constituye un producto alimenticio cons- tructor, sin embargo, los microorganismos hidrolizan proteínas y grasas generando rancidez. Saavedra y Vásquez (2013) evaluaron el índice de yodo (como medida de las insaturaciones presentes en los ácidos grasos) en función al tiempo de almacenamiento de la harina de tarwi (HR = 86%, T = 24 °C), determinando a los 60 días un valor cercano a 90 (gramos de halógeno calculados en yodo que pueden fijar 100 gramos de grasa). Por otro lado, se ha evidenciado que a menor temperatura de almacenamiento mayor es el nivel de adsorción de agua (Bailón et al., 2016).

67 Lupinus mutabilis (Tarwi)

3.1.2.2. Producción de la harina de tarwi Limones y García (2011) propusieron un flujograma de proceso para la ob- tención de harina de tarwi con el propósito de elaborar una sopa instantánea (Figura 4).

Granos de tarwi desamargado

Selección Prensado Fracción Remojo Bagazo acuosa

Cáscara Descascarado Secado

Cocción Molienda - ºC, - min. Tamizado HO Enfriamiento - ºC Empacado

Licuado : min.

Figura 4. Flujograma de proceso para obtención de harina de tarwi. Fuente: modificado de Limones y García (2011).

3.1.2.3. Usos de la harina de tarwi Panificación La harina de tarwi está siendo introducida de manera creciente en la industria alimentaria. Entre otros usos, es utilizada como sustituto parcial (hasta 10%) de la harina de trigo en panificación, procurándose no exceder dicho porcentaje porque disminuyen las características organolépticas del pan como textura, aroma, suavidad, color de corteza y sabor. Es de resaltar que el volumen de los panes con presencia de harina de tarwi disminuye a medida que aumenta su proporción, siendo aceptable, para este pa- rámetro, hasta 15% (Palomino, 1975); sin embargo, en recetas australianas –el país que produce más lupino en el mundo–, las mezclas utilizan hasta un 30% (Burbano, 2014).

68 Capítulo 3: Potencial tecnológico de las semillas de tarwi

Se ha establecido que el valor panadero de la harina de tarwi desgrasada es superior a su similar con grasa, debido a que el aceite del tarwi confiere un débil amargor al pan (Palomino, 1975). Además, su color amarillo hace innecesario el uso de huevo (Burbano, 2014). Matos y Muñoz (2010) elaboraron panes empleando, para la sustitución parcial, harinas precocidas de ñuña (Phaseolus vulgaris L.) y tarwi (Lupinus mutabilis) con la finalidad de mejorar el nivel proteico. Utilizaron tres formulaciones con diferentes porcentajes de sustitución que fueron evaluadas mediante escala hedónica del 1 a 10. El pan con 30% de harina de tarwi presentó el contenido de proteína más alto (27,1%) y la mayor aceptabilidad en cuanto a sabor y textura. En lo que respecta a color, fue preferido el pan con sustitución de 20%. Una de las características importantes de la sustitución parcial fue el incremento del contenido de minerales en las tres sustituciones (2,7-3,8 mg/g), determinado indirectamente como contenido de cenizas. Fideos Por lo general, las pastas alimenticias se elaboran a base de harina de trigo. Ante ello, Pantoja y Prieto (2014) enriquecieron dicha fracción con harina de quinua y de tarwi. Emplearon 100% harina de trigo como control (S1) y tres formulaciones: S2 (trigo 80%, tarwi 5% y quinua 15%); S3 (trigo 80%, tarwi 10% y quinua 10%) y S4 (80% trigo, tarwi 15% y quinua 5%), siendo esta última la que presentó mayor porcentaje de proteína (21,36) y grasa (4,26 ± 0,08%) en el análisis químico proximal; mientras que al ser cocidas en agua-sal y en sopa, las mejores formulaciones fueron S1 y S3 según el análisis sensorial. Durante el periodo de almacenamiento de estas pastas en condiciones aceleradas, la acidez titulable tendió a disminuir. El tiempo de vida útil a temperatura ambiente

(25 °C) para un Q10=3,0, fue de 13, 7, 9 y 11 meses, respectivamente para cada formulación. La pasta S3 fue altamente nutritiva aportando 19,06% de proteí- na, 3,23 ± 0,23 de grasa, 0,646 ± 0,004 de ceniza y 2,163 ± 0,004 de fibra. Pepe (2012) evaluó el efecto de la sustitución parcial de harina de trigo por harina de tarwi, con cáscara y sin cáscara, en la elaboración de fideos empleando el diseño A x B, donde A es el tipo de harina de tarwi y B, los porcentajes de sustitución (0, 15, 20, 25 y 30%). El tiempo de cocción fue menor en los fideos elaborados con la mezcla (10,83 min) que con los de harina de trigo (14,35

69 Lupinus mutabilis (Tarwi) min). El porcentaje de hinchamiento fue menor con la mezcla (138% vs. 164%) aunque el grado de desintegración de los fideos con tarwi fue mayor (8,54) que en los de trigo (4,44). Según la evaluación sensorial, la mezcla harina de trigo 80% y harina de tarwi con cáscara 20% produjo los mejores fideos, aunque en lo referente a pegajosidad, apelmazamiento y firmeza, no hubieron diferencias significativas entre ellos, si existieron en el parámetro de aceptabilidad, sin embargo ambos tipos de pastas fueron aceptables. En cuanto a la dureza, los fideos de harina de trigo importado y los de la mejor mezcla fueron estadísticamente iguales, lo cual es de suma importancia para determinar la estabilidad en el momento del empaquetado del producto terminado. Galletas Las galletas son productos de alto valor energético muy bien aceptados por la población, tanto infantil como adulta. Coloma (2000) evaluó el grado de aceptabilidad de galletas incorporando harinas andinas cañiwa (Ca), cebada (Ce), quinua (Q), tarwi (Ta) en sustitución a la harina de trigo comercial (Tr), estando entre las mezclas probadas de Ca:Ce:Q:Ta:Tr:, 0:0:0:20:80 (20%); 5:5:0:20:70 (30%); 5:5:5:25:60 (40%); 10:10:10:30:40 (60%) y 10:10:40:20:20 (80% de sustitución). Las galletas elaboradas con sustitución del 80% de harina con proporciones 10:10:40:20:20 mostraron mayor aceptabilidad y cumplieron con los requisitos nutricionales exigidos. Mamani y Molina (2015) estudiaron la calidad proteica y el grado de satis- facción de galletas elaboradas a base de mezcla de harinas de tarwi, cuchucho, cañihua y gluten, bajo dos formulaciones, mezcla 1: tarwi 50%, cañihua 35%, cuchucho 10% y gluten 5%; y mezcla 2: tarwi 50%, cañihua 25%, cuchucho 20% y gluten 5%. Determinaron la Relación de Eficiencia Proteica (REP), Re- tención de Proteína Neta (RPN), Utilización de Proteína Neta (UPN), Valor Biológico (VB) y digestibilidad (DV) en ratas, encontrando diferencias significativas en cuanto a los valores de REP (1,6 y 1,71), RPN (1,75 y 1,87), UPN (77,81 y 85,4), VB (79,6 y 90,2) y DV (86,4 y 91,8). Concluyeron que la mezcla 1 fue superior en cuanto a calidad proteica y grado de satisfacción. Pre-mezclas Cotacallapa (1995) describió la posibilidad obtener productos procesados a partir de pre-mezclas de cebada, quinua y tarwi para consumo inmediato y mostró

70 Capítulo 3: Potencial tecnológico de las semillas de tarwi que la mezcla cebada 30%, quinua 34% y tarwi 36% tuvo buena aceptación. Otros estudios han propuesto una mezcla alimenticia a base de oca (Oxalis tuberosa Molina), tarwi (Lupinus mutabilis Sweet) y quinua (Chenopodium quinoa Willd); y la elaboración de hojuelas a base de tarwi, kiwicha y plátano dentro de un programa nutricional (Navarro, 1998). Chiroque y Huamán (2015) elaboraron una crema instantánea a base de una mezcla de harina de lupino y maíz amiláceo para niños y niñas menores de cinco años en las siguientes proporciones: 20/80, 30/70, 40/60 y 50/50. Considerando como criterios de selección la aceptabilidad y el valor nutritivo, se seleccionó la mezcla 40/60 por tener la mayor aceptabilidad con una composición de humedad 11,18%; proteínas 21,18%; extracto etéreo 8,84%; carbohidratos 54,01%; fibra 2,41% y cenizas 1,02%. Queque La elaboración de queques constituye una línea alterna al aprovechamiento de la harina de tarwi. García et al. (2015) evaluaron las proporciones de harina de tarwi (Lupinus mutabilis), harina de quinua (Chenopodium quinoa) y harina de maíz (Zea mays) en la aceptabilidad de queques en un panel no entrenado de 20 alumnos universitarios. Se evaluaron diversas proporciones: queque A: 33,4% de tarwi + 33,3% de maíz + 33,3% de quinua; queque B: 50% de tarwi + 25% de maíz + 25% de quinua; queque C: 20% de tarwi + 40% de maíz + 40% de quinua. Los resultados obtenidos en cuanto a atributos sensoriales como color, olor, textura y sabor, mediante escala hedónica de 9 puntos, no presentaron diferencias estadísticas mostrando todos un nivel de agrado moderado; sin embargo, los promedios generales reportaron una mayor preferencia por el queque A en cuanto a color (6,52) y sabor (6,48), y por el queque C en lo referente a olor (6,11). Esto demuestra que el lupino puede ser aprovechado para elaborar una alternativa enriquecida ante los queques que actualmente se comercializan. Embutidos Jacobsen y Mujica (2006) consideraron que la harina de tarwi posee un agra- dable sabor a almendras y que como materia prima en la elaboración de embutidos podría influir en la aceptabilidad de los mismos. Drakos et al. (2007) describieron que las proteínas de tarwi presentan propiedades de emulsión que permiten estabilizar partículas grasas en sistemas cárnicos y además facilitan

71 Lupinus mutabilis (Tarwi) la formación de geles. Estas características se han aprovechado para otorgar resistencia a la estructura en productos tales como jamón, chorizos y salchichas (Ogunwolu et al., 2009). Lupinus albus en harina (desamargado y entero) ha sido utilizado como materia prima para la elaboración de salchichas con sustituciones del 0,5 al 2% en peso, sin causar impacto significativo en cuanto a la textura y elasticidad en comparación con un producto convencional, el cual, sin embargo, sí demostró mayor resiliencia (capacidad para acumular energía que le permite recobrar su estado original) (Alvarado, 2006). Sánchez (2012), al realizar el análisis sensorial de chorizo parrillero con complemento de lupino, determinó que el mayor grado de aceptabilidad se dio cuando el intervalo de sustitución de carne de cerdo por harina de tarwi estuvo entre el 5 y 24%. Por otro lado, ha sido demostrado que concentraciones elevadas de esta harina afectan negativamente al producto por aportarle distinta textura y sabor a frejol (Pantoja y Prieto, 2014). Cachangas y otros productos Uno de los productos alimenticios que tradicionalmente se consume en la zona andina del Perú es la denominada «cachanga», una especie de tortilla grande y crocante hecha a base de harina de trigo. Amador et al. (2015) propusieron mejorar el producto complementando la harina de trigo (T) con harina de tarwi (W) y espinaca (E), para lo que evaluaron, mediante prueba hedónica, la aceptabilidad de diversas proporciones propuestas (T: 500-800 g; W: 200-500 g; y E: 20 g), sin encontrar diferencias significativas en el color, olor, sabor y textura en las diversas combinaciones. Probablemente el proceso de fritura requerido para la elaboración de este tipo de producto estandariza las características antes mencionadas. La harina de tarwi también podría utilizarse –como se verá en el último capítulo de este libro– en otras diversas facetas dentro del ámbito culina- rio doméstico o comercial, en la elaboración de purés, mazamorras, torrejas, humitas, patés, charcutería, tortas, etc. (Jacobsen y Mujica, 2006). Incluso, también podría incursionar dentro de la elaboración de masas para pizzas o hamburguesas dando origen a versiones peruanas y/o andinas de dichos productos.

72 Capítulo 3: Potencial tecnológico de las semillas de tarwi

3.1.3. Aceite de tarwi Los lípidos de las semillas de tarwi constituyen, después de las proteínas, el segundo nutriente con gran potencial industrial de esta leguminosa. Entre todas las especies de lupino, Lupinus mutabilis es la especie con mayor porcentaje de proteínas y lípidos (Caligari et al., 2000). El contenido de lípidos del tarwi puede variar probablemente debido a la diferencia en las condiciones edafoclimáti- cas donde es cultivado (Jacobsen y Sherwood 2002; Hatzold et al., 1983), lle- gándose a obtener entre 14-24% (Jacobsen y Mujica, 2006; Gross et al., 1988). Dichos lípidos son considerados de muy buena calidad, puesto que entre el 3 y 14% de ellos corresponden a ácidos grasos esenciales, lo que ha promovido el in- terés de industrializarlo como un alimento funcional, en este caso, bajo la forma de aceite. Entre los ácidos grasos insaturados del tarwi, destacan principalmente el ácido oleico (mayor a 41%), seguido del ácido linoleico (mayor a 26%) (Gross et al., 1988; Hatzold et al., 1983; Schoeneberger et al., 1982). Los ácidos palmítico, esteárico y linolénico componen el 20%. La baja concentración de este último es beneficiosa para su estabilidad (Schoeneberger et al., 1982), puesto que cuanto más insaturado es el ácido graso, mayor es la susceptibilidad a la rancidez oxidativa (Damodaran et al., 2008). Por otra parte, los lípidos del tarwi destacan –a diferencia de otras especies de lupino– por no contener ácido erúcico, ca- racterística que es atractiva por ser un compuesto tóxico (Hatzold et al., 1983; Schoeneberger et al., 1982). 3.1.3.1. Producción del aceite de tarwi El proceso de industrialización del aceite de tarwi es bastante similar al utilizado para otras semillas oleaginosas, como soya, palma, girasol, maíz, etc. Sin embargo, tiene algunas excepciones debido principalmente a su contenido amargo (alcaloides). El diagrama de flujo (Figura 5) detallado a continuación está basado en los procesos de extracción de aceite de tarwi propuestos por Navarrete (2010) y Arias y Guamán (2016) en sus respectivas tesis de grado.

1. Recepción de la materia prima. Se seleccionan granos de calidad uniforme, separándose aquellos que presenten defectos, como roturas o partición. Luego son lavados con la finalidad de separar impurezas como piedras, tierra, ramas, etc.

73 Lupinus mutabilis (Tarwi)

2. Tratamiento de la semilla. Este paso implica que las semillas pueden, o no, ser sometidas a alguno de los distintos procesos de deslupinizado o desamargado (ver Capítulo 2, apartado 2.4.1.). La elección entre alguno de dichos procesos o su omisión, dependerá de las necesidades del fabricante en cuanto a reducir costos en la producción y/o tiempo de procesamiento. El tratamiento de la semilla finaliza con el secado, que consiste en deshidratarlas con calor seco. 3. Molienda. El tarwi desamargado o no desamargado (previamente secado) es molido para reducir su tamaño y facilitar el proceso de extracción del aceite. 4. Extracción del aceite. La extracción del aceite de tarwi se realiza con un extractor de Soxhlet, siendo hexano el solvente mayormente utilizado. Este proceso consiste en separar el aceite del solvente y la torta, que es el residuo polvo de tarwi.

Recepción de la materia prima

Tratamiento de la semilla

Tarwi desamargado Tarwi amargo

Molienda

Extracción del aceite del aceite Extracción

Aceite de tarwi Torta crudo Solvente

Desgomado

Neutralizado

Decolorado

Aceite de tarwi renado Renación del aceite

Figura 5. Diagrama de flujo de elaboración de aceite de tarwi. Fuente: Elaboración propia.

74 Capítulo 3: Potencial tecnológico de las semillas de tarwi

5. Desgomado. Es el primer paso para la refinación del aceite de tarwi. En general, consiste en mezclar agua destilada y ácido cítrico al 1%, para luego centrifugar y separar el sobrenadante (aceite) de otras sustancias presentes en la mezcla. 6. Neutralizado. Se lleva el aceite de tarwi a pH 7 con NaOH 0,5 N. Luego se centrifuga haciendo lavados sucesivos con la finalidad de separar los jabones, generados por la neutralización, de los ácidos grasos libres. 7. Decolorado. Consiste en mezclar el aceite con carbón activado, mezclar, centrifugar y separar el sobrenadante para luego filtrarlo al vacío con la finalidad de reducir los pigmentos que trasmiten color al aceite.

3.1.3.2. Análisis físicos, químicos y sensoriales para el aceite de tarwi Diversos análisis físicos, químicos y sensoriales son realizados para evaluar la com- posición y calidad del aceite. Los análisis físicos son densidad, viscosidad e índice de refracción. Los análisis químicos son índice de acidez, índice de saponificación, índice de yodo, índice de peróxidos y materia insaponificable. Los análisis sensoriales para determinar la calidad de los aceites evaluan el color, olor, sabor y apariencia. Análisis físicos • Densidad. Se define como la cantidad de masa contenida en un volumen. Para los aceites se suele utilizar el picnómetro y el oleómetro en su determinación. • Viscosidad. Se define como la resistencia del movimiento del aceite frente a otro fluido. La viscosidad disminuye cuando el grado de insaturación aumenta y viceversa. • Índice de refracción. Se define como la razón entre la velocidad de un rayo de luz en el vacío y la velocidad del rayo de luz a través del aceite. Su deter- minación tiene relación con la composición de ácidos grasos y puede aumentar con el número de insaturaciones y la longitud de las cadenas que forman los ácidos grasos. Además, permite controlar las adulteraciones y la pureza de los aceites.

Análisis químicos • Índice de acidez. El contenido de acidez representa el porcentaje de ácidos grasos libres en el aceite, expresado principalmente como ácido oleico. Fun- ciona como indicador de la calidad del aceite, pudiendo aumentar con el mal almacenamiento de las semillas o producción defectuosa, lo que incrementa el grado de oxidación de los aceites. • Índice de saponificación. Es determinado para verificar si el aceite ha su- frido alguna adulteración. Además, permite saber si en el aceite predominan ácidos grasos de cadena larga o corta, siendo menor cuanto más largos son

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los ácidos grasos componentes de los glicéridos del aceite. • Índice de yodo. Representa el grado de insaturación de distintos glicéridos del aceite. Su determinación permite identificar el aceite y ubicarlo dentro de un grupo particular, asimismo presenta relación con el índice de refrac- ción y la densidad. Mientras mayor grado de saturación (menor índice de yodo), menor es la propensión del aceite a oxidarse. Los aceites comestibles tienen buena cantidad de ácidos grasos insaturados. • Índice de peróxido. Es un buen indicador de la calidad del aceite. Se define como los miliequivalentes de oxígeno activo contenidos en 1 kg de aceite, y es calculado a partir del yodo liberado por el yoduro de potasio. Este mé- todo estima la rancidez oxidativa del aceite. Entre los principales factores que influyen sobre la velocidad de la oxidación del aceite están la luz, calor, trazas metálicas, catalizadores orgánicos. • Materia insaponificable. Es el material presente en los aceites que no se vo- latiliza, inclusive luego de los procesos de saponificación con álcali cáustico y extracción con disolvente orgánico. Suele estar presente baja cantidad, y comúnmente constituida por hidrocarburos, alcoholes superiores y esteroles (colesterol, fitoesterol). También sirven para detectar la adulteración el aceite. • Color. Existen diversos métodos para determinarlo, de los cuales el más utilizado es el ABT (azul de bromotimol) por ser económico, fácil de manejar e interpretar (Gutiérrez, 1987). Consiste en comparar tonalidades de color entre la muestra problema y un estándar, a los que se adiciona ABT; se emplea para ello una escala de color de aceite que va desde el amarillo (índice 0) hasta el verde (índice 200); se deben excluir los tonos rojizos. • Determinación de ácidos grasos. La composición de los ácidos grasos puede ser determinada por cromatografía de gases (Arias y Guamán, 2016; Na- varrete, 2010). • Determinación de tocoferol. Puede ser determinado por cromatografía lí- quida de alta resolución (HPLC, en inglés) según el protocolo descrito por Pearson (2005).

Análisis sensorial • Color, olor, sabor y apariencia. Las características organolépticas de los aceites pueden ser evaluadas mediante pruebas sensoriales, las cuales requieren de un panel de catadores previamente seleccionados y entrenados. El jui- cio final de cada panelista es analizado estadísticamente. En el caso del aceite, el olor y sabor deben ser característicos, ligeros, no desagradables y que recuerden a las semillas, exento de otros olores y sabores extraños o rancios. La apariencia del aceite debe ser transparente y libre de cuerpos extraños.

76 Capítulo 3: Potencial tecnológico de las semillas de tarwi

3.1.3.3. Caracterización y composición del aceite de tarwi La información que se describirá a continuación con respecto a la caracteriza- ción y composición del aceite de tarwi se encuentra basada en los estudios realizados por Arias y Guamán (2016), Navarrete (2010) y Villacrés et al. (2010), en los que se utilizaron la semilla de tarwi variedad INIAP 450 ANDINO y como solvente orgánico el hexano, a excepción de Arias y Guamán, quienes adicionalmente trabajaron con el ecotipo local de la provincia de Cotopaxi y éter de petróleo (Tabla 1). En los análisis físicos se observaron diferencias en la densidad dependiendo del solvente utilizado, donde la densidad del aceite crudo de tarwi fue relativamente más alta con hexano (0,91-0,97 g/ml) que utilizando éter de petróleo (0,87-0,89 g/ml). Para el aceite refinado, la densidad se mantuvo constante (Navarrete, 2010). La viscosidad del aceite crudo de tarwi fue más alta que la obtenida tras el refinado (62,5 vs. 55,6-56,3 cP); a excepción de lo encontrado a partir del ecotipo local utilizando como solvente éter de petróleo. Los índices de refracción fueron similares en los tres estudios, encontrándose dentro de los rangos per- mitidos por el Codex Alimentarius para aceites de soya, girasol, maíz y pepitas de uva (1,465-1,477; rango general entre todos los aceites). Los puntos de humo del aceite crudo y refinado de tarwi fueron 140,3 y 188,7 °C, respectivamente. Según lo descrito por Pearson (2005), no son los adecuados para freír, puesto que la temperatura mínima para ello debe ser 215 °C. En los trabajos realizados por Navarrete (2010) y Villacrés et al. (2010), los valores de acidez en el aceite crudo de tarwi, utilizando hexano en la medi- ción, fueron más altos que en el refinado (1,9 vs. 0,66-0,87%); mientras que según Arias y Guamán (2016) los valores, tanto con hexano como con éter de petróleo para las dos variedades de semillas, fueron similares entre ellas pero estuvieron por debajo de los descritos en los estudios mencionados previamente. Arias y Guamán (2016) afirman que el aceite extraído del tarwi amargo tiene menor acidez debido a que no ha sido sometido a las altas temperaturas del proceso de desamargado. Por otro lado, Navarrete (2010), menciona que el aceite refinado es menos ácido porque el proceso de neutralización afecta a los

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ácidos grasos libres presentes en aceite crudo. En ninguno de estos trabajos se observaron notables diferencias en la determinación de los índices de saponi- ficación, tanto en el aceite crudo como refinado, encontrándose dichos valores dentro de los límites establecidos por el Codex Alimentarius (rangos normales 184-196 mg de KOH por gramo de muestra). El índice de yodo del aceite de tarwi obtenido a partir del ecotipo local y con éter de petróleo, fue menor en comparación al de los otros tipos de aceites obtenidos. Cabe resaltar que el índice de yodo muestra el grado de insaturación del aceite, que para el de tarwi representa principalmente ácido oleico. Navarrete (2010) menciona que cuan- to más bajo es el grado de insaturación del aceite, será menos susceptible a la oxidación, haciéndose más estable durante el almacenamiento. Por otra parte, el índice de peróxido para el aceite de tarwi a partir del ecotipo local y éter de petróleo fue 0 meq KOH/Kg aceite, lo que significa mínima susceptibilidad a la oxidación; una ventaja sobre otros aceites que suelen estar por encima de 2 meq KOH/Kg. La materia insaponificable en el aceite crudo de tarwi fue mayor que en el refinado, debido a que los componentes residuales son sapo- nificados durante la etapa de neutralización (refinación del aceite), luego de la extracción con hexano. Dicho contenido, tanto en el aceite crudo como en el refinado se encuentran dentro de lo establecido para aceites comestibles por el Codex Alimentarius. En la determinación del color realizada por Navarrete (2010) mediante el método ABT, se observó que los aceites crudo amargo y desamargado presentaron un índice de color 0, adicionando 6 ml de azul de bromotimol (coloración amarillo intenso), mientras que los aceites refinado amargo y desamargado presentaron un índice de color de 150 y 125, respectivamente, mediante la adición de 1 ml de azul de bromotimol (en ambos casos); dichos colores corresponden a una coloración amarillo-verdosa.

78 Capítulo 3: Potencial tecnológico de las semillas de tarwi a b b b b –2,59 a 1,16 1,47 0,66 115,1 188,2 188,7 Refinado 2,66 150 (1 ml)* et al . (2010) a a, b b b 2 1,9 191,5 140,3 Crudo 62,5 Villacrés Villacrés Hexano INIAP 450 ANDINO b b b b b b a a a a a a a a a a a a a a a a –1,2 –21,48 –0,89 –4,23 –2,85 –4,96 a 0 a a a a a 0,2 2,8 53,5 1,47 24,5 0,25 8,85 0,67 0,72 0,14 0,14 94,39 45,06 15,38 188,06 1,01 0,87 3,50 2,79 4,76 16,48 Éter de petróleo Éter b b b b b b b Ecotipo local Ecotipo –17,26 –0,97 –0,46 –3,11 –2,60 –4,26 –2,98 a a a a a a a Hexano 0,91 0,25 4,18 3,68 1,83 4,83 15,39 Crudo b b b b b b a, b –21,63 –0,37 –4,91 –2,88 –1,25 –4,71 a a a a a Arias y Guamán (2016) y Guamán Arias a 0,87 4,2 0,22 3,45 2,13 1,48 15,42 Éter de petróleo Éter b b b b b b a, b –2,7 –17,17 –0,93 –0,54 –2,71 –3,58 a INIAP 450 ANDINO a a a a a 4,14 Hexano Análisis físicos Análisis 1,54 0,91 0,22 3,46 2,76 Análisis sensorial Análisis Análisis químicos Análisis Ácidos grasos (%) grasos Ácidos 16,39 b b b b b b b Compuestos orgánicosCompuestos (ppm) b b b b b b b b b b b b a, b a, b (1 ml)* b –28,17 –56,3 –0,66 –188,21 –2,59 –115,19 –1,13 –48,68 –0,2 –6,45 –2,54 –0,67 –0,82 –0,31 –0,28 –18,2 –11,72 –1172,8 a a a a a a a a a a a a a a a a a a 0,16 0,92 1,47 –125 0,3 Refinado a 55,6 0,87 2,66 0,93 6,31 2,39 0,69 0,65 0,22 0,22 21,5 15,1 25,97 48,16 938,4 191,49 113,53 150 b a, b b b b b b b b b b b b b b b b a, b a, b b Navarrete (2010) Navarrete –0,92 –23 a a 1,9 INIAP 450 ANDINO 2,15 2,01 6,57 2,56 0,69 0,88 0,25 20,3 189,1 11,88 48,09 28,41 807,5 62,5 1,47 Crudo 115,78 Hexano 18 0 (6 ml) * 0,91 Características físicas, químicas sensoriales del aceite crudo y refinado de tarwi. 1. Características físicas, químicas sensoriales del aceite crudo y refinado Tabla /kg aceite) 2 /g) 2 Solvente Características del aceite Características Variedad de semilla tarwi Variedad elaboración propia Densidad (g/ml) Densidad de acidez (%) Índice γ -Tocoferol Viscosidad (cP) Viscosidad Índice de refracción Índice de humo (°C) Punto KOH/g aceite) saponificación (mg Índice (gI de yodo Índice (meq. O de peróxido Índice insaponificable (%) Materia Color (Método ABT) Color (Método Palmítico Palmitoleico Esteárico Oleico Linoleico Linolénico Araquidónico Behémico Lignocéurico Láurico δ -Tocoferol Textura Olor Aceptabilidad (%) Rendimiento Color Mirístico desamargado amargo Los valores en paréntesis indican la adición de azul de bromotimol en ml indican la adición de azul bromotimol en paréntesis Los valores a b * Fuente:

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El análisis de la composición de ácidos grasos de los aceites obtenidos a partir de la semilla INIAP 450 ANDINO, no mostró diferencias notables entre ellos, sin embargo, sí hubo ligeras diferencias con el extraído del ecotipo local. Se determinaron dos tipos de tocoferoles (vitamina E): γ-tocoferol, que se encuentra en mayor proporción, tiene alta actividad antioxidante in vivo (pro- tección de lípidos celulares ante la oxidación, actividad vitamina E) y baja actividad in vitro (protección al aceite y alimento de la oxidación); y δ-tocoferol, con actividades intermedias tanto in vivo como in vitro (Calvo et al., 2012). Arias y Guamán (2016), al evaluar la aceptabilidad del aceite, empleando como herramienta estadística la prueba de tukey, observaron que todas las variables probadas para la obtención de aceite crudo de tarwi fueron aceptables. Sin embargo, tuvieron particular influencia el color medianamente pálido del aceite crudo de la semilla desamargada obtenido con hexano; la textura medianamente líquida del aceite crudo de tarwi amargo obtenido con éter de petróleo (para ambos parámetros el producto provino de la variedad INIAP 450 ANDINO); y el olor muy ligero del aceite crudo obtenido con éter de petróleo a partir del ecotipo local. En cuanto al rendimiento en la extracción de los aceites crudos, Navarrete (2010) evaluó diferentes tamaños de partícula, diferentes tratamientos del tarwi (amargo y desamargado) y diferentes tiempos de extracción con hexano, obte- niéndose un promedio de 18% para los aceites amargos y 23% para los desamargados, y reportando que el mayor rendimiento fue 25,65% con el uso de tarwi desamargado, tamaño de partícula (20 mesh) y 8 horas de extracción con hexano. Por otro lado, lograron un rango de rendimiento de 15,39-21,63% según las variables que estudiaron. 3.1.3.4. Perspectivas en las técnicas de extracción de aceite La producción de aceite a partir de semillas, frutos y vegetales novedosos está teniendo un especial interés debido a la alta concentración de compuestos lipí- dicos bioactivos, como los ácidos grasos insaturados, que han demostrado tener efectos beneficiosos en la salud. En la actualidad, usualmente la obtención de aceite es realizada mediante el uso de solventes o por presión de semillas y frutos de muchas plantas, incluso se pueden combinar ambos métodos para incrementar el rendimiento (Valderrama et al., 1994); sin embargo, la extracción por

80 Capítulo 3: Potencial tecnológico de las semillas de tarwi fluidos supercríticos se está convirtiendo en una buena alternativa (Sahena et al., 2009). Los métodos de extracción convencional consumen mucho tiempo, son laboriosos, tienen baja selectividad y/o rendimiento, y existe la posibilidad de contaminación del producto final con los solventes. Tanto el método con solventes como por presión presentan ventajas y des- ventajas que tienen que ser estudiadas de acuerdo al alimento a utilizar como materia prima. La extracción con solventes puede llegar a reducir el contenido de aceites en semillas oleaginosas hasta menos de 1%, mientras que por prensado se alcanza hasta 6%. Para aquellas muestras con bajo contenido de aceites es preferible la extracción con solventes, aunque el producto será de calidad inferior al obtenido por presión en frío, siendo necesario refinarlo (Valderrama et al., 1994). La extracción del aceite puede llevarse a cabo mediante disolventes de diferentes fracciones ligeras parafínicas del petróleo, como pentano, hexano, heptano y octano; donde es más frecuente el uso de hexano, pese a que en insta- laciones modernas se prefiere al heptano (Bailey, 1984). La extracción por fluidos supercríticos permite obtener extractos libres de residuos tóxicos que pueden ser directamente utilizados sin tratamientos adicio- nales, con excelentes características y composición ultrapura del producto final (Straccia et al., 2012). Reduce el uso de solventes orgánicos, permite la extrac- ción, fraccionamiento, refinado y desodorizado de grasas y aceite, y actualmente está incluido entre los métodos recomendados por la Asociación Oficial de Química Analítica (AOAC, en inglés) para la extracción de aceite de semillas (AOAC, 2000). El uso del dióxido de carbono supercrítico es un método verde para obtener productos cosméticos, alimentos funcionales y nutracéuticos, disolventes puros y libres para productos naturales y respetuosos con el medio ambiente (Straccia et al., 2012). La calidad del aceite de tarwi se sitúa entre el aceite de maní y de soya, debido a su composición en ácidos grasos (principalmente oleico, linoleico). En este sentido, al igual que con la soya, se han realizado diversos estudios respecto a la obtención del aceite utilizando fluidos supercríticos (Jokic et al., 2012; Jokic et al., 2010; Taylor et al., 2000; Matthaus y Brühl, 2001; Araujo et al., 2000; Chang et al., 2000) y se podrían emprender otros para analizar el rendimiento y sus características físicas, químicas y sensoriales.

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86 Capítulo 3: Potencial tecnológico de las semillas de tarwi

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Capítulo 4: Potencial biotecnológico de las semillas de tarwi

Arturo Intiquilla Quispe Carol Flores-Fernández Karim Jiménez Aliaga Amparo Iris Zavaleta Laboratorio de Biología Molecular Facultad de Farmacia y Bioquímica Universidad Nacional Mayor de San Marcos

4.1. Potencial biotecnológico El tarwi es una de las leguminosas con más alto porcentaje de proteínas, cuya comercialización se viene incrementando cada año; sin embargo, representa un recurso subutilizado en nuestro país. Las proteínas pueden ser obtenidas y aisladas por diversos métodos y, debido a sus propiedades tecno-funcionales, son útiles para la industria alimentaria en diversas formulaciones. Además, al hidro- lizarlas, es posible obtener suplementos para alimentación animal y/o humana y péptidos con actividad biológica que pueden ser ingredientes de alimentos funcionales. Es así que, las investigaciones están orientadas a dar valor agregado a esta leguminosa, aprovechando el gran potencial biotecnológico que presentan las proteínas que contiene.

4.1.1. Proteínas del tarwi En los últimos años se viene reconociendo que las leguminosas no son solo una fuente importante de proteínas y lípidos para la nutrición y mantenimiento de la salud, sino que también pueden ser utilizadas como fuente de nuevos compuestos bioactivos capaces de ejercer distintas actividades biológicas beneficiosas para la salud tras su liberación en el organismo, lo que fomenta su consumo (Duranti, 2006). La comercialización de proteínas de origen vegetal y sus derivados se ha incrementado significativamente en los últimos años, en el 2012 se movieron cerca de 1,7 millones de toneladas métricas y se espera que para el 2018 haya un

89 Lupinus mutabilis (Tarwi) incremento del 5,5%, siendo los mercados de mayor consumo los de Norteamé- rica y Europa (Shanahan, 2013). El tarwi ha mantenido su uso desde tiempos ancestrales debido a su alto contenido de proteínas (41-51%) y de lípidos (14-24%) (Jacobsen y Mujica, 2006), y actualmente constituyen una excelente fuente potencial para la obtención de aislados proteicos y compuestos bioactivos para la industria de alimentos funcionales y nutracéuticos (Jacobsen y Mujica, 2006; Chirinos-Arias, 2015). Las proteínas son los macronutrientes más abundantes e importantes de esta leguminosa, y su concentración puede aumentar consideradamente luego del desengrasado, pudiendo alcanzar valores de 47 a 64% en la torta residual, la cual puede ser aprovechada para obtener concentrados y aislados proteicos útiles en la gastronomía tradicional, industria alimentaria, pienso (alimento para ganado), acuicultura, entre otros (Tapia, 2015). Estas proteínas presentan grados de digestibilidad superiores al 90%, lo cual es de vital importancia para su uso en alimentación especializada (Schoeneberger et al., 1982). 4.1.1.1. Propiedades tecno-funcionales de las proteínas Las propiedades funcionales de las proteínas aisladas, sea de manera total o frac- cionada, están relacionadas directamente con sus propiedades intrínsecas, es decir, dependen de la composición aminoacídica, estructura secundaria, tamaño molecular, integridad proteica, grados de hidrofobicidad y flexibilidad. Estas propiedades suelen estar sujetas a modificación por distintos factores como temperatura, pH, constante dieléctrica, grado de pureza del aislado y la interacción con otras moléculas (Pinciroli, 2010). Los aislados proteicos podrían ser una alternativa muy importante para suplir a las proteínas de origen animal procedentes de fuentes ampliamente explotadas como la leche, la carne, el huevo, entre otros, que por su costo suelen no estar al alcance de los segmentos sociales con bajo poder adquisitivo (Accoroni, 2015). Según Sunley (1995), las características que estos aislados proteicos pueden aportar al procesamiento de productos alimentarios destacan: • Son una fuente importante de enriquecimiento proteico para otros productos industrializados. • Mejoran las propiedades funcionales de las proteínas, ofreciendo aplicaciones en otros productos alimenticios.

90 Capítulo 4: Potencial biotecnológico de las semillas de tarwi

• Reducen las propiedades menos deseables de la fuente proteica, como antinutrientes y otras características de sabor y olor no deseados.

Las proteínas aisladas del lupino o tarwi presentan buenas propiedades tecno-funcionales, alta solubilidad, capacidades de retención de agua y acetite, emul- sionante y formadora de espuma, que son tan buenas como las de la soya, por lo que son muy atractivas para la industria alimentaria y/o farmacéutica (Villacrés, 2001). Solubilidad y capacidad de absorción de agua La solubilidad de las proteínas aisladas de Lupinus, al igual que muchas otras, es significativamente influenciada por el pH, siendo 10 el valor en el que alcanza su mayor grado, llegando hasta 89%. Esto se debe a que las proteínas son anfó- teras y al encontrarse en un medio alcalino incrementan su solubilidad, incluso aquellas parcialmente desnaturalizadas. Asimismo, la captación de agua se realiza mejor a pH extremos (2 y 12). Estas propiedades son de vital importancia para la industria de alimentos, ya que influyen en la textura y la sensación en la boca de distintos alimentos como las carnes trituradas, expandidos, y masa para hornear (Piornos et al., 2015). Capacidad de absorción de aceite Esta propiedad funcional indica la cantidad de aceite que puede ser retenida por cada gramo del aislado proteico; es importante su consideración en el área de productos emulsificantes dentro de la industria alimentaria. Se basa en el perfil aminoacídico del aislado, ya que los aminoácidos hidrófobos favorecen la inte- racción de la proteína con la cadena carbonada de la estructura del lípido. Se ha reportado que cada gramo de semillas de Lupinus mutabilis puede atrapar hasta 1,63 gramos de aceite, pudiendo absorber 2,86 g bajo la forma de concentrados proteicos, resultado que es similar –y en algunos casos mejor– que el de muchos aislados proteicos de frejoles (Sathe et al., 1951). Capacidad y estabilidad emulsificante Esta propiedad está estrechamente relacionada con la estructura de la proteína, su composición, hidrofobicidad, flexibilidad superficial, factores ambientales y, además, con la buena solubilidad que pueda tener (Sharif et al., 2017). Mayor solubilidad genera una mejor formación de la interfase aceite-agua, favoreciendo la formación y estabilidad de la emulsión lograda. El género Lupinus manifiesta

91 Lupinus mutabilis (Tarwi) esta propiedad notoriamente, ya que alcanza valores superiores al 95% respecto a la capacidad y estabilidad de la emulsión. Se ha demostrado que compuestos con estas propiedades funcionales logran valores convenientes a pH extremos, porque estos fomentan la exposición de los grupos lipofílicos, contribuyendo a la formación de la emulsión (Piornos et al., 2015). Formación y estabilidad de espuma La capacidad de formación y estabilidad de espuma aumenta cuando las proteínas están, en su gran mayoría, solubilizadas, lo que se logra con mayor facilidad en me- dios alcalinos; asimismo, la estabilidad de la espuma formada también está fuertemente influenciada por sus propiedades reológicas, que dependen de la flexibilidad de las proteínas. El aislado proteico de Lupinus ha evidenciado valores de forma- ción de espuma superiores a 114,20% a pH 10, siendo comparable –en este aspec- to– con aislados proteicos de soya. Además, con el aislado de lupino la espuma es muy estable en el tiempo, llegando a superar las 24 horas (Sathe et al., 1951). Formación de geles La capacidad de formación de geles es muy importante en la industria alimentaria para la elaboración de distintos productos, por lo cual se busca encontrar compuestos que en baja concentración tengan la capacidad de formar geles. Los aislados proteicos de Lupinus han mostrado esta propiedad a concentración mínima (14 g / 100 mL), a pH cercano al punto isoeléctrico de las proteínas, tal vez debido a que su carga neta cercana a cero disminuye la repulsión intermolecular (Piornos et al., 2015). A la vez, la propiedad gelificante, basada en transformaciones quími- cas como desnaturalización, agregación y formación de redes proteicas, es favoreci- da después del calentamiento de las proteínas (Kaur y Singh, 2007) . 4.1.1.2. Obtención de concentrado y aislado proteico Estos productos pueden obtenerse a partir de la harina. El proceso de concentra- ción de proteínas desde harina desengrasada proveniente de semillas oleaginosas, como el tarwi, busca eliminar compuestos no proteicos como antinutrientes, azúcares solubles, entre otros, y así enriquecer su contenido proteico, llegando a alcanzar valores de hasta 80% (FAO, 2007). La obtención del concentrado proteico mejora nutricionalmente la harina, sin embargo, aún se encuentran presentes componentes no deseados como fibra, azúcares reductores y fenoles que pueden perjudicar la estabilidad y la calidad del mismo. Por ello, generalmente,

92 Capítulo 4: Potencial biotecnológico de las semillas de tarwi es necesario realizar el aislamiento de las proteínas, siendo el método de preci- pitación isoeléctrica el más utilizado (Figura 1), con el que se puede lograr valores superiores al 90% de contenido proteico en la harina (Vioque et al., 2001), aunque se ha reportado la obtención de 99,3% a partir de harina de L. mutabilis (Villacres, 2001).

Harina de tarwi

Lavar Suspensión veces harinasolvente

Llevar a pH , con NaOH , N y agitar por hora centrifugar a g por minutos

Precipitado Sobrenadante

Llevar a pH , con HCl N centrifugar a g por minutos

Precipitado Sobrenadante

Aislado protéico

Figura 1. Metodología para la obtención de aislado proteico por precipitación isoeléctrica a partir de harina de tarwi. Fuente: elaboración propia.

4.1.1.3. Fracciones proteicas El fraccionamiento y aislamiento de las proteínas se puede realizar en base a distintas características, tanto intrínsecas como extrínsecas, de las mismas. Es conocido que una de las formas de fraccionar las proteínas de origen vegetal es por la solubilidad que presenten. Se desarrolla en base a la clasificación dada por Osborne, 1924, modificada para optimizar los procesos según la materia prima de trabajo. Con ella se pueden catalogar las cuatro fracciones más importantes, denominadas fracciones Osborne, que contienen albúminas, globulinas, prola- minas y glutelinas. Se ha estudiado mucho el fraccionamiento proteico por solubilidades en el género Lupinus, principalmente en L. albus cuyas fracciones se muestran en la figura 2 (Vaz et al., 2004).

93 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Hay poca investigación al respecto en L. mutabilis; hasta el momento se ha descrito su fraccionamiento preliminar en albumina y globulina, siendo esta úl- tima la de mayor presencia en las semillas, representando entre el 43-45% de nitrógeno que contienen (Santos et al., 1997). Fracción albúmina Santos et al. (1997) determinaron un patrón electroforético heterogéneo donde se evidenciaba la banda proteica sobresaliente de albúmina de 34 kDa, que se encuentra normalmente en el cotiledón de la semilla de Lupinus.

Figura 2. Perfil electroforético de las fracciones proteicas de Osborne (albumina, globulina y glutelina) aisladas de las semillas de Lupinus albus. I: presencia, NI: ausencia de cocktail inhibidor. Fuente: Santos et al. (1997).

Fracción globulina Las globulinas son un tipo de proteínas globulares solubles en soluciones salinas, donde la fracción total se muestra como un grupo de polipéptidos con un rango alto de tamaños moleculares, algunos de los cuales están unidos por enlaces disulfuro.

94 Capítulo 4: Potencial biotecnológico de las semillas de tarwi

El total de la fracción globulina puede subdividirse en otras fracciones más pequeñas como γ, β y α conglutinas. Santos et al. (1997) obtuvieron bandas proteicas de tamaños 18 a 30 kDa; 50 a 67 kDa y 32, 40, 45, 49, y 53 kDa, para las fracciones γ, β y α, respectivamente (Figura 3). 4.1.1.4. Hidrolizados proteicos Existe gran interés por los alimentos funcionales ya que promueven la salud, especialmente los de origen vegetal porque presentan mejores características de sostenibilidad con respecto a los de origen animal, y satisfacen las necesidades de consumo de una dieta sana y equilibrada. Los hidrolizados proteicos de leguminosas cumplen un papel muy importante en este campo, ya que las proteínas suelen tener propiedades tecno-funcionales mejoradas tras la hidrólisis, e incluso muchas muestran nuevas propiedades bioactivas debido a la presencia de pépti- dos biológicamente activos que se encuentran encriptados dentro de la proteína nativa y que tras su liberación pueden ejercer distintas acciones beneficiosas para la salud (Mulero et al., 2011).

Figura 8. Perfil electroforético del sub-fraccionamiento de la globulina, donde 1 y 6 son marcadores de peso molecular; 2, fracción de globulina total; y 3, 4 y 5: γ, β y α conglutinas aisladas de semillas de Lupinus mutabilis.

95 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Dichas nuevas funciones pueden ser tanto nutricionales como biofuncionales, y dependen del grado de hidrólisis proteica alcanzando. El grado de hidró- lisis de un producto se describe como la cantidad de enlaces peptídicos que se logran romper respecto al total que posee una proteína, que a su vez está condi- cionado por los factores que influyen en la hidrólisis enzimática (concentración de enzima/sustrato, actividad enzimática de la enzima, tiempo, pH y temperatura). Un producto con grado de hidrólisis menor al 10% presenta mejoras en lo tecno-funcional (solubilidad y poder emulsificante); productos por encima de este valor pueden ser útiles en la obtención de péptidos bioactivos o para alimen- tación especializada (Vioque y Millán, 2005). Existen diversas formas de obtener dichas hidrolizados de leguminosas. En primer lugar, están los métodos químicos (sustancias alcalinas) que suelen disminuir el valor nutricional de la proteína y tienden a formar compuestos tóxicos como la lisinoalanina. También se tiene el método biológico, que utiliza enzimas peptidasas (proteasas) en reactores con condiciones suaves que permiten un mejor manejo y control de la hidrólisis en base a los factores que influyen en ella, como pH, temperatura y agitación. Este último método es el más usado para estos fines (Benítez et al., 2008). Actualmente existen tres métodos básicos para obtener hidrolizados proteicos mediante hidrólisis enzimática con propiedades funcionales: hidrólisis por simulación del sistema gastrointestinal, fermentación con microorganismos productores de exoproteasas; e hidrólisis utilizando enzimas proteolíticas comerciales. Métodos de hidrólisis enzimática Hidrólisis enzimática por fermentación Muchos microorganismos producen proteasas extracelulares que contribuyen a la hidrólisis de las proteínas que se encuentran en su medio, generando así gran variedad de péptidos. Este proceso fermentativo puede tomar desde unas horas a varios días dependiendo del tipo de microorganismo y del sustrato. Las bacterias ácido lácticas, principales responsables de la obtención de alimentos fermentados (Tabla 1), debido a la gran adaptabilidad a ambientes y matrices que presentan, puede liberar compuestos como fenoles y péptidos biológi- camente activos (Rizzello et al., 2016).

96 Capítulo 4: Potencial biotecnológico de las semillas de tarwi

Tabla 1. Péptidos bioactivos obtenidos a partir de alimentos con distintas bacterias ácido lácticas (BAL). Bioactividad Alimento Bacterias ácido lácticas Antifúngico Trigo blando L. brevis AM7 Inhibidor ECA Trigo integral L. alimentarius 15M, L. brevis 14G, L. hilgardii 51B, L. sanfranciscensis 7A, LS3, LS10, LS19, LS23, LS38 y LS47 Antifúngico Germen de trigo L. plantarum LB1, L. rossiae LB5 Antioxidante Trigo integral L. alimentarius 15M, L. brevis 14G, L. hilgardii Antioxidante Centeno LS23, LS38 y LS47 Inhibidor ECA Guisante L. plantarum 299v Antitumoral Soya L. curvatus SAL33, L. rossiae CD76, L. brevis AM7, L. pentosus 12H6, L. plantarum 3DM

Fuente: modificado de Rizzello et al. (2016).

Hidrólisis enzimática por proteasas comerciales En el mercado actual encontramos gran variedad de enzimas proteolíticas co- mercializadas para su uso en la industria alimentaria y/o farmacéutica. La hidró- lisis enzimática de las proteínas aisladas de diferentes leguminosas con proteasas comerciales (Tabla 2) se realiza con más eficiencia que las trabajadas bajo procesos fermentativos, ya que el tiempo de hidrólisis es menor. Entre las enzimas comerciales más utilizadas se tienen pepsina, tripsina, papaína, corolase®, alcalasa®, neutrase®, Flavourzyme® (Rizzello et al., 2016).

97 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Tabla 2. Proteasas utilizadas en la obtención de péptidos bioactivos a partir de diversos alimentos. Bioactividad Alimento Enzimas Antihipertensivo Gliadina de trigo Alcalino proteasas Germen de trigo Alcalasa® Arroz Protesasa P Soya Alcalasa® Maíz Alcalasa® Soya Alcalasa y Flavourzima Garbanzo Pepsina, tripsina Pistacho Alcalasa® Antiinflamatorio Soya Proteasa de Aspergillus oryzae Trigo Antioxidante Arroz Neutrasa® Salvado de arroz Pepsina Semilla de cánamo Alcalasa®, Papaína, pepsina y tripsina Inmunomoduladora Soya Tripsina Arroz Tripsina Anticancerígeno Salvado de arroz Alcalasa® Soya Thermoase Hipocolesterolémico Soya Tripsina Soya Pepsina Soya Alcalasa® Amaranthus Pepsina y tripsina

Grado de hidrólisis Caracterización Distribución de peso molecular físico-química Per l cromatográ co Tensión super cial

Hidrolizado Solubilidad protéico Tecno - funcionales Emulsión Espuma Gusto

Propiedades Nutricional funcionales digestibilidad hipoalergenicidad actividad antimicrobiana Biofuncionales Fisológica bioactividad de péptidos inhibición ECA biodisponibilidad

Figura 4. Cambios en las características de la proteína debido a la hidrólisis. Fuente: adaptada de Benítez et al. (2008).

98 Capítulo 4: Potencial biotecnológico de las semillas de tarwi

Propiedades tecno-funcionales de los hidrolizados Como ya se mencionó, propiedades tecno-funcionales de los hidrolizados tienden a mejorar significativamente en la mayoría de los casos, tanto en lo nutri- mental (digestibilidad, hipoalergenicidad, actividad antimicrobiana), como en lo fisiológico (biodisponibilidad, bioactividad, inhibidor de la ECA); asimismo, son fuentes potenciales para el aislamiento de péptidos bioactivos beneficiosos para la salud. (Benítez et al., 2008). Usos y aplicaciones de los aislados proteicos En la actualidad, existen aislados proteicos de distintas fuentes, diseñados para proporcionar características deseadas en otros productos industrializados. Co- múnmente se emplean en la elaboración de suplementos proteicos para niños y adultos, y bebidas nutritivas para adultos (Vioque et al., 2001); sin embargo, también tienen otros usos que aprovechan sus propiedades tecno-funcionales (Tabla 4). Tabla 3. Funcionalidad de los aislados proteicos en los alimentos.

Usado en Funcionalidad Alimentos cárnicos procesados Emulsificación, retención de agua, gelificación, texturización, dispersabilidad Sopas, cremas y salsas Viscosidad, emulsificación, retención de humedad, blanqueamiento Productos de panadería Formación de película, textura, gelificación, retención de agua, formación de espuma, coloración Bebidas Solubilidad, viscosidad, estabilidad térmica

Productos lácteos Emulsificación, viscosidad, formación de espuma, gelificación, textura Sustituto de huevos Formación de espumas, gelificación

Productos de confitería Dispersabilidad, emulsificación

Fuente: Accoroni (2015).

En términos generales, las proteínas aisladas a partir de las semillas de Lu- pinus mutabilis son una buena alternativa para distintas áreas de la industria alimentaria y/o farmacéutica (nutracéuticos), por lo que es de interés evaluar distintos métodos de obtención y optimizar los procesos para producirla (Casta- ñeda et al., 200; Sirtori et al., 2010).

99 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Aplicación del hidrolizado de tarwi como fertilizante Las propiedades tecno-funcionales y la buena composición química que puede presentar un hidrolizado proteico de tarwi (Tabla 2) lo convierte en potencial candidato para su uso como fertilizante. El aislado proteico de tarwi hidrolizado con papaína y flavourzyme® presenta dentro de su composición foliar alto contenido de material orgánico (90,49%), nitrógeno (8,88%), además de ser rico en calcio (0,33%) y magnesio (0,07%) (Acuña y Simbaña, 2010).

4.2. Potencial nutracéutico El potencial nutracéutico del tarwi esta orientado a la obtención y purificación de péptidos con actividad biológica, los cuales se han descrito en gran variedad de leguminosas –principalmente en la soya– presentando entre sus actividades más destacadas: anticancerígena, antioxidante, antidiabética y antihipertensiva. Por tales características, dichos péptidos podrían ser usados como coadyuvantes o como alternativa a los medicamentos de síntesis que existen en el mercado, contribuyendo en la mejora de la salud humana.

4.2.1. Péptidos bioactivos Los péptidos bioactivos son secuencias específicas de aminoácidos que se encuentran encriptados en las proteínas y que al ser liberados tienen la capacidad de regular diversos procesos fisiológicos en el organismo. Estudios científicos evidencian que pueden atravesar el epitelio intestinal y llegar a tejidos perifé- ricos vía circulación, por lo cual pueden actuar tanto a nivel local como sisté- mico (Kitts y Weiler, 2003; Korhonen y Pihlanto, 2006; Segura-Campos et al., 2013). Los efectos fisiológicos que ejercen dependen de diversas características fisicoquímicas y estructurales, tales como la secuencia de aminoácidos, tama- ño e hidrofobicidad (Iwaniak y Minkiewicz, 2007; Meisel y Fitzgerald, 2003; Pripp et al., 2005). Los péptidos bioactivos por lo general contienen de 2 a 20 residuos aminoacídicos, aunque se han reportado algunos de mayor número como la lunasina, un péptido de 43 aminoácidos con actividad anticancerígena (Bhat et al., 2015). Numerosos estudios han demostrado que cualquier proteína, independien- temente de la fuente, funciones y aportes nutricionales, puede generar péptidos con actividad biológica (Segura-Campos et al., 2013), por lo que se cree que es

100 Capítulo 4: Potencial biotecnológico de las semillas de tarwi posible potenciar el uso y valorar proteínas de origen vegetal subutilizadas en Perú como las de Lupinus mutabilis –al igual que se hace con otras leguminosas como soya, garbanzo, frejol, arveja y lenteja, que también poseen péptidos biológicamente activos (Aluko, 2008; Roy et al., 2010)–, las cuales generan un creciente interés científico, tecnológico y de los consumidores por el rol que pueden desempeñar en la salud (Hartman y Miesel, 2007). Además, dichos péptidos bioactivos son seguros, presentan menos reacciones adversas que los fármacos obtenidos por síntesis química y son mejor absorbidos en el tracto gastrointestinal (Agyei y Danquah, 2011; Erdman et al., 2008). Entre las proteínas precursoras de biopéptidos, las de origen vegetal tienen especial importancia debido a su mayor disponibilidad y menor costo (Gibbs et al., 2004; Yoshikawa et al., 2000). La soya es la fuente más estudiada de péptidos con actividad biológica, los cuales han mostrado acciones antihipertensiva, hi- pocolesterolémica, antioxidante, antidiabética, anticancerígena e inmunomoduladora; ya sea que se obtengan por fermentación microbiana o hidrólisis enzimá- tica (Singh et al., 2014). Las proteínas de Lupinus han sido estudiadas por tener efectos beneficiosos en la salud (Arnoldi et al., 2015; Cabello-Hurtado, 2016; Duranti, 2008), tales como disminuir los niveles de LDL (lipoproteínas de baja densidad) y triglicéridos en casos de hipercolesterolemia (Bähr et al., 2015; Sir- tori, 2012), reducir la presión arterial (Boschin et al., 2014) y presentar efecto hipoglicémico (Arnoldi et al., 2015; Cabello-Hurtado, 2016). Estos efectos pa- recen provenir de los péptidos activos liberados de dichas proteínas (Lammi et al., 2014), por lo que han suscitado creciente interés en la industria alimenticia y farmacéutica. Sin embargo, los estudios se han restringido principalmente a las especies L. albus y L. angustifolius (Carbonaro et al., 2015), dejando de lado al resto del género que también tiene gran potencial biotecnológico y nutracéutico, lo que impide que se puedan obtener otros péptidos que podrían presentar diferentes actividaes biológicas, si se considera lo avanzado en diversos estudios sobre otras leguminosas. 4.2.1.1. Obtención Los péptidos con actividad biológica pueden obtenerse por distintos métodos y a partir de proteínas de diversas fuentes, entre los más comunes tenemos fermen- tación microbiana e hidrólisis enzimática. Una vez purificados y caracterizados, pueden ser obtenidos por síntesis química (Bhat et al., 2015).

101 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Fermentación microbiana Se ha demostrado que los cultivos utilizados en la industria de alimentos para elaborar productos derivados de la leche presentan propiedades proteolíticas, por lo cual se espera que durante el proceso de fermentación se generen péptidos con actividad biológica (Gobbetti et al., 2004; Gomez-Ruiz et al., 2002). Péptidos principalmente con actividades antihipertensiva y antioxidante han sido liberados de la leche debido a la hidrólisis de sus proteínas por acción microbiana (FitzGerald y Murray, 2006; Hernández-Ledesma et al., 2005; Korhonen, 2009; Matar et al., 2003). Es así que las bacterias más ampliamente usadas para este proceso han sido las acidolácticas, entre ellas destacan Lactococcus lactis, Lacto- bacillus helveticus, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, L. acidophilus, L. casei y L. rhamnosus (Korhonen y Pihlanto, 2006). L. helveticus, ampliamente usado como cultivo iniciador («starter») en la producción de productos fermentados a partir de la leche, esta principalmente asociado a la producción de péptidos con actividad antihipertensiva (Aihara et al., 2005; Hirota et al., 2007; Nakamura et al., 1995; Sipola et al., 2002). Similarmente, se generan péptidos bioactivos durante la producción de alimentos fermentados a partir de leguminosas como la soya, por acción de enzimas proteolíticas de diversas fuentes. Se ha reportado que estos péptidos presentan principalmente propiedades antihipertensivas y antioxidantes (Boschin et al., 2014; Liu et al., 2005). Tomando como base los estudios mencionados, se po- drían elaborar alimentos fermentados con propiedades funcionales a partir de las proteínas del Lupinus mutabilis. Hidrólisis enzimática La hidrólisis enzimática de proteínas es el método más comúnmente usado por la industria alimenticia y farmacéutica para la obtención de péptidos bioactivos, debido a la ausencia de solventes orgánicos y sustancias químicas tóxicas residuales en los productos finales y a la obtención de péptidos con mayor actividad (Ag- yei y Danquah, 2011; Korhonen y Pihlanto, 2006; Makinen, 2014; Ryan et al., 2011). Sin embargo, el uso de enzimas puede incrementar el costo de los procesos y por ende del producto final, razón por la cual se vienen investigando nuevas fuentes de enzimas, principalmente microbianas, y procesos que sean rentables a escala industrial. Los métodos de hidrólisis incluyen el uso de enzimas digestivas o de origen animal, microbiano y vegetal. Además, se han reportado estudios

102 Capítulo 4: Potencial biotecnológico de las semillas de tarwi en los cuales se obtienen péptidos con actividad biológica mediante la hidrólisis secuencial de diferentes enzimas (Arihara, 2006). Durante la hidrólisis enzimáti- ca, diversos factores afectan la composición y las características fisicoquímicas y estructurales de los péptidos resultantes; estos factores incluyen la especificidad de la enzima utilizada, el tiempo de hidrólisis, la relación enzima/sustrato y el tratamiento previo de la proteína sustrato (Inouye et al., 2009). Enzimas microbianas Las enzimas microbianas son las más usadas para la obtención de péptidos con actividad biológica a partir de proteínas de diversas fuentes. Esto debido a que los microorganismos empleados son de fácil cultivo, bajos requerimientos nutricionales y cortos periodos de tiempo para su multiplicación constituyendo op- ciones competitivas. Por otra parte, las enzimas producidas por microorganismos extremófilos presentan características especiales que les permiten ser activas en amplios rangos, por ejemplo, de pH y temperatura, permitiendo que sean usadas en diferentes procesos industriales produciendo altos rendimientos. Entre las enzimas microbianas comercialmente disponibles que se han utilizado para la obtención de péptidos se tienen a Alcalase®, Flavourzyme®, Neutrase®, Pro- tamex®, Subtilisina y Termolisina (Prieto et al., 2007; Torruco-Uco et al., 2009; Valdez-Ortiz, 2012; Yust et al., 2003; Zambrowicz y Timmer, 2013). Enzimas digestivas o de origen animal Las proteínas y péptidos de la dieta están expuestas a hidrólisis durante los diferentes estados de la digestión gastrointestinal. Los péptidos así generados pueden ejercer su función directamente en el tracto digestivo o ser absorbidos y ejercer efectos sistémicos a través de la circulación (Hernández-Ledesma et al., 2011). Es así que la simulación del proceso de digestión gastrointestinal ha sido usada para la obtención in vitro de péptidos con actividad biológica a partir de pro- teínas de distintas fuentes. La hidrólisis de las proteínas alimenticias se realiza usando enzimas digestivas como pepsina, pancreatina, tripsina y quimiotripsina (Boschin et al., 2014; Hernández-Ledesma et al., 2011; Ryan et al., 2011). Enzimas vegetales Además de las digestivas y microbianas, para la obtención de péptidos bioactivos se han usado enzimas de fuentes vegetales. Entre estas, las más ampliamente usadas han sido la papaína (papaya) y bromelina (piña) (Rui et al., 2012). Su

103 Lupinus mutabilis (Tarwi) uso ha sido reportado principalmente en la obtención de péptidos con actividad antioxidante a partir de proteínas de diversas fuentes. Síntesis peptídica La síntesis peptídica permite la producción a mayor escala de los péptidos bioactivos previamente purificados y caracterizados a partir de sus fuentes naturales, así como la sustitución de determinados aminoácidos en la secuencia peptídica, lo cual puede resultar en la modulación o diferenciación de la actividad biológica (Matoba et al., 2001; Yamada et al., 2002) y el diseño de péptidos multifuncio- nales (Gurevich et al., 1997) que puedan ser aplicados tanto en el tratamiento como en el diagnóstico de diferentes dolencias (Erdman et al., 2008). Los principales criterios que determinan el método más adecuado para su síntesis son el tamaño y la cantidad del péptido deseado. Existen tres métodos para la síntesis de péptidos: síntesis química, la cual usa reactivos químicos para generar la formación de los enlaces peptídicos; síntesis enzimática, en la cual la formación de los enlaces peptídicos es catalizada por enzimas; y la síntesis usando la tecnología del ADN recombinante, basada en el uso de técnicas de clonaje (Bongers y Heimer, 1994; Sewald y Jakubke, 2002). 4.2.1.2. Purificación En la purificación de los péptidos existen diversos métodos según tamaño molecular, carga, polaridad, solubilidad e interacciones específicas covalentes o no covalentes (Jin, 2012). Sin embargo, la escasa disponibilidad de tecnologías es- calables y la costosa purificación, representan factores limitantes para la comer- cialización de péptidos bioactivos (Agyei y Danquah, 2011). Por ello, para la industria alimentaria, en muchos casos, se usan los hidrolizados de proteínas como los componentes principales de los alimentos funcionales, mientras que para la industria farmacéutica se requieren péptidos con alto grado de pureza (Hartman y Miesel, 2007). Por lo tanto, el nivel de pureza de los péptidos determina su uso en diferentes campos tal como se muestra en la tabla 4.

104 Capítulo 4: Potencial biotecnológico de las semillas de tarwi

Tabla 4. Usos de los péptidos en función a su nivel de pureza Nivel de pureza Usos Mayor a 95 % Investigación clínica y terapéutica Producción de anticuerpos monoclonales Estándares de cromatografía Estudios cuantitativos con enzimas Bioensayos in vivo e in vitro Ensayos de competencia e inhibición Estudios cuantitativos de interacción ligando-receptor Protocolos de ELISA Mayor a 80 % Electroforesis Estudios cuantitativos por inmunocitoquímica Reacciones de fosforilación Estudios cuantitativos de interacción enzima/sustrato Mayor a 70 % Inmunización y anticuerpos policlonales en animales

Fuente: adaptado de Perez et al., 2012.

Las técnicas más usadas para la purificación de péptidos se detallan a conti- nuación. Ultrafiltración (UF) La ultrafiltración (UF, por sus siglas en inglés) permite separar péptidos en fun- ción a su tamaño y forma; constituye una técnica comúnmente usada en laboratorio y a escala comercial para fraccionar, purificar y concentrar péptidos (Ah- med, 1959; Ghosh, 2003). Permite obtener fracciones peptídicas con alto grado de pureza, es de bajo costo y fácilmente escalable, por lo cual es ampliamente usada en la industria de alimentos para la rápida separación y concentración de fracciones peptídicas derivadas de proteínas alimentarias (Raghavan y Kristins- son, 2009). Asimismo, constituye uno de los primeros pasos dentro del proceso de purificación y se utiliza para separar péptidos con un tamaño inferior a 7 kDa (Mehra y Kelly, 2004). Si se combinan los procesos de ultrafiltración y nanofil- tración pueden obtenerse péptidos menores a 1 kDa (Butylina et al., 2006). Cromatografía de filtración en gel (GF) La cromatografía de filtración en gel (GF, por sus siglas en inglés) permite la separación de péptidos en función a su tamaño y forma. Al igual que la ultrafil- tración, esta técnica constituye uno de los primeros pasos dentro del proceso de

105 Lupinus mutabilis (Tarwi) purificación, además de permitir separar impurezas de bajo peso molecular. A través de esta técnica pueden separarse péptidos con diferencias significativas de tamaño, en tanto la separación de péptidos de tamaños similares es prácticamen- te imposible (Jin, 2012; Perez et al., 2012; Sunantha y Saroat, 2013). Cromatografía de intercambio iónico (IEC) La cromatografía de intercambio iónico (IEC, por sus siglas en inglés) permite separar péptidos de similar peso molecular pero con distinta carga superficial (Jin, 2012). La purificación se realiza en función a la distribución y carga superficial de los residuos aminoacídicos que presenten los péptidos, lo cual determina su interacción con la fase estacionaria (Perez et al., 2012). Es una de las técnicas cromatográficas más frecuentemente empleadas para la purificación de péptidos debido a que presenta alta resolución, es simple y controlable, teniendo así variedad de aplicaciones. Sin embargo, las altas concentraciones de sales usadas durante la elución, hacen que sean necesarios procesos posteriores de desalado mediante ultrafiltración o filtración en gel. Estos procesos representan un problema principalmente para los péptidos de tamaños menores a 1 kDa (Jin, 2012). Cromatografía de afinidad (AC) La cromatografía de afinidad (AC, por sus siglas en inglés) es usada cuando se requiere un alto grado de especificidad. La purificación se basa en la interacción bioquímica altamente específica de los péptidos con un ligando inmovilizado. Esta técnica es usada cuando se requiere purificar péptidos que sean muy espe- cíficos o que estén presentes en muy bajas concentraciones (Perez et al., 2012). Asimismo, representa numerosas ventajas respecto a otras técnicas cromatográfi- cas ya que frecuentemente permite purificar péptidos mediante un solo paso de purificación, con altos rendimientos, y muchas veces es escalable a nivel comercial (Zachariou, 2008). Cromatografía líquida de alta resolución de fase inversa (RP - HPLC) La cromatografía líquida de alta resolución de fase reversa (RP-HPLC, por sus siglas en inglés) representa quizás el avance más significativo hasta la fecha en lo que a técnicas de purificación de péptidos se refiere (Conlon, 2007). La purifi- cación se realiza en función a la hidrofobicidad, consta de una fase estacionaria de baja polaridad y una fase móvil de alta polaridad. Permite la rápida detec- ción y purificación de péptidos a partir de una mezcla de compuestos (Perez et al., 2012). Es un método muy versátil que permite separar péptidos tanto de

106 Capítulo 4: Potencial biotecnológico de las semillas de tarwi estructuras distintas como similares con altos niveles de recuperación (Aguilar, 2004). Además, esta técnica acoplada a espectrofotometría de masas permite determinar la composición y secuencia de aminoácidos de péptidos bioactivos (Forghani et al., 2012). 4.2.1.3. Caracterización Luego de la obtención y purificación de los péptidos con actividad biológica, es necesario caracterizarlos mediante la determinación de su peso molecular y análisis de aminoácidos. Las técnicas para la caracterización se describen a continuación. Electroforesis en gel La electroforesis en gel de poliacrilamida (SDS-PAGE) es un método que permite la determinación aproximada del peso molecular de péptidos, pero presenta limitaciones, sobre todo en aquellos que presentan pesos moleculares inferiores a 3 kDa (Sunantha y Saroat, 2013). Degradación de Edman (ED) La degradación de Edman (ED, por sus siglas en inglés) permite determinar la estructura primaria de los péptidos (Sunantha y Saroat, 2013). En esta técnica, el aminoácido del extremo N-terminal es removido secuencialmente siguiendo una cascada de reacciones y es analizado por HPLC (Edman y Begg, 1967). Sin embargo, presenta algunas limitaciones tales como la finalización de la reacción cuando se tiene la presencia de glutamina en el extremo N-terminal. Otra de las limitaciones es que los residuos aminoacídicos removidos son detectados en función a sus tiempos de retención, por lo que los residuos modificados o poco comunes pueden ser no considerados. Espectrometría de masas (MS) La espectrofotometría de masas (MS, por sus siglas en inglés) es una herramienta espectroscópica analítica enfocada en la separación de especies moleculares y atómicas de acuerdo a su masa (Ayala, 2004). Permite la determinación del peso molecular de péptidos, así como su composición y secuencia de aminoácidos. Además, supera las limitaciones de la degradación de Edman. Esta técnica es sensible, exacta, rápida y probablemente la más versátil empleada para la caracte- rización de péptidos (Dass, 2007). Las técnicas que más se usan acopladas a este método se describen a continuación.

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Ionización por electrospray (ESI-MS) La caracterización por ionización por electrospray (ESI-MS, por sus siglas en inglés) se realiza a partir de soluciones de péptidos en solventes, las cuales al ser dispersadas como un fino aerosol emiten iones que posteriormente serán detectados (Perez et al., 2012; Singh et al., 2014). Bombardeo atómico rápido (FAB-MS) En el bombardeo atómico rápido (FAB-MS, por sus siglas en inglés), los pép- tidos son depositados en una matriz mediante un sistema al vacío. Esta matriz está constituida por un compuesto químico que tiene la capacidad de absorber radiación a la frecuencia del láser utilizado y juega un papel importante en la dispersión de las moléculas del péptido como en la absorción de la energía láser para producir iones del mismo. Las partículas empleadas para el bombardeo son de gases inertes como argón o xenón (Abián et al. Gay, 2008; Perez et al., 2012). Desorción/ionización láser asistida por matriz (MALDI-MS) En la desorción/ionización láser asistida por matriz (MALDI-MS, por su siglas en inglés), los péptidos, luego de ser protegidos por una matriz, son bombar- deados por un haz de gas. La matriz permite evitar el contacto directo de los péptidos con el haz, facilitando su vaporización e ionización (Perez, et al., 2012).

108 Capítulo 4: Potencial biotecnológico de las semillas de tarwi et al ., 2006 Referencia et al ., 2007 et al , 2011 et al ., 2001 et al ., 2007 et al ., 2009 et al ., 2013 et al ., 2014 et al ., 2006 Shin Shin Li Kodera y Nio, 2006 y Nio, Kodera Mallikarjun, Kim Zhong Rho Zhang 2013 Tiku, y Vallabha 2013 Wu, y Gu Rui 2014 y Baraniak, Jakubczyk Liu Bioactividad Antihipertensiva Antihipertensiva Antihipertensiva Antihipertensiva de la adipogénesis Inhibidor Hipocolesterolémico Antihipertensiva Antioxidante Antihipertensiva Antihipertensiva Antihipertensiva Antihipertensiva Antioxidante caracterización MS

δ -MS /MS Método de purificación/ Método * HPLC / ED HPLC –MALDI GF,RP-HPLC/ TOF GF, RP-HPLC / ESI-MS RP-HPLC GF, / MALDI-TOF RP-HPLC RP-HPLC UF,GF, GF, RP-HPLC / MS RP-HPLC GF, ED RP-HPLC/ UF, UF, IEC, GF, RP-HPLC / RP-HPLC IEC, GF, UF, LC-MS/MS RP-HPLC/ED LC /MS UF,GF/RP-HPLC IEC,GF/ESI-MS ESI- GF/RP-HPLC, UF,IEC, MS Método obtención Método Hidrólisis enzimática (alcalasa) Hidrólisis Fermentación Hidrólisis enzimática (Proteasa D3) enzimática (Proteasa Hidrólisis Hidrólisis enzimática (Proteasa P) enzimática (Proteasa Hidrólisis enzimática Hidrólisis Hidrólisis enzimática (Alcalasa) Hidrólisis Fermentación Hidrólisis enzimática (Proteasa neutral) enzimática (Proteasa Hidrólisis Fermentación (Termolisina, enzimática Hidrólisis pepsina, tripsina) enzimática (Alcalasa, papaína, Hidrólisis pepsina, tripsina, quimiotripsina) enzimática (pepsina, Hidrólisis pancreatina) enzimática Hidrólisis . Péptidos bioactivos purificados y caracterizados obtenidos a partir de leguminosas. bioactivos de proteínas 5 . Péptidos Tabla Péptido KDYRL VTPALR KLPAGTLF HHL NWGPLV VLIVP IQN WGAPSL LVQGS SRCHV PEHW LIVTQ IVF LLF LNF LSW LEF PVNNPQIH GGSGNY DLKLP GSSDNR MRDLK HNTPSR SFV Fuente Cromatografía líquida Cromatografía Time-Of-Flight Frejol Soya Soya Soya Soya Soya Soya Garbanzo Soya Soya Frejol Arveja Soya

Fuente: elaboración propia Fuente: * δ

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Proteína hidrolizada

Ultraltración Cromatografía

Nanoltración Filtración en gel Intercambio iónico

Fracciones peptídicas de distintos tamaños

RP-HPLC

Fracciones peptídicas de diferente hidrofobicidad

Péptidos puros

Determinación del Análisis de peso molecular aminoácidos

Q-TOF-ESI-MS Degradación Espectrofotometría MALDI-TOF-MS RP-HPLC de Edman de masas

Péptidos con actividad biológica

Figura 5. Diagrama mostrando métodos posibles de purificación y caracterización de péptidos con actividad biológica. Fuente: adaptado de Sunantha y Saroat, 2013.

110 Capítulo 4: Potencial biotecnológico de las semillas de tarwi

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Capítulo 5: Gastronomía

Elizabeth Chávez Hidalgo Stephy Saavedra Bocanegra Zorys Jiménez Andrianzén Laboratorio de Biología Molecular Facultad de Farmacia y Bioquímica Universidad Nacional Mayor de San Marcos

5.1. Generalidades El tarwi es una especie de gran importancia para la seguridad alimentaria y nutricional de la población andina. La buena calidad de las proteínas vegetales que contienen sus semillas hacen que puedan considerarse como sustitutas de las de origen animal. Es consumido de varias formas tradicionales, variando la prepa- ración según las regiones y ocasiones de consumo. Es posible elaborar con él sopas (crema de tarwi), estofados, purés, ensaladas, postres (mazamorras), salsas, además de pepián y mote; también se pueden obtener productos derivados como leche y harina de tarwi. Cada etnia de las diferentes culturas andinas tiene sus propios hábitos alimentarios, los cuales reflejan sus tradiciones y necesidades nutricionales; sin embargo, en Lima se han generado nuevas formas de preparación con la incorpora- ción de nuevos ingredientes. Usos innovados en el área rural El consumo de tarwi se ha expandido a diferentes lugares del Perú, incluyendo la capital, donde se ha fusionado con otros ingredientes para la elaboración de distintos y novedosos potajes, como por ejemplo: • Salsa blanca de tarwi: Se prepara licuando el tarwi con leche, mezclándolo con harina de trigo −para dar espesor− y agregando sal al gusto. Esta salsa se puede consumir con platos de fondo como asados de chancho, churrascos u otras carnes fritas, etc. (Jacobsen y Mujica, 2006).

123 Lupinus mutabilis (Tarwi)

• Ocopa de tarwi: Acompaña bien a la watias de papas en tiempos de cosecha (Jacobsen y Mujica 2006). Su preparación se detalla más adelante.

5.2. Recetas

5.2.1. Entradas i. Saltado de tarwi Ingredientes Medida Tarwi fresco 2 tazas Harina de trigo 2 tazas Papas ½ kg Cebollas 2 unidades Tomate 1 unidad Arvejitas 1 taza Pimienta 1 cucharada Pasta de tomate, sal y pereji al gusto Preparación Mezclar el tarwi molido con harina de trigo y un poco de sal hasta formar una masa manejable. Dividir la masa en pequeños trozos y freír en aceite caliente. Pelar las papas, cortarlas en bastones y freír en aceite. En una olla preparar aderezo con cebolla y tomate cortados en tiras o juliana, pimienta y sal al gusto. A este aderezo agregar los trocitos de tarwi, las papas fritas, arvejitas cocidas, perejil picado y una taza de agua hervida. Servir, si se desea, acompañado de arroz graneado. Fuente: Jacobsen y Mujica (2006). ii. Albóndigas de tarwi con puré de papas Ingredientes Medida Tarwi 800 g Cebolla 360 g Zanahoria 180 g Tomate 360 g Huevos 2 unidades Pan molido 2 tazas Hoja de laurel 1 unidad

124 Capítulo 5: Gastronomía

Ajos 2 dientes Chicha de jora ½ taza Sal y pimienta al gusto Perejil 1 rama Preparación Lavar y moler el tarwi, luego mezclarlo con cebollas y hojas de perejil picadas, sazonando con sal y pimienta. Agregar los huevos batidos y formar las albóndigas con la ayuda de pan molido. Con cuidado, freír en aceite y reservar. Hacer un aderezo con la cebolla restante, ajo picado, tomate, y zanahoria ra- yada; el laurel es opcional. Añadir la chicha y sazonar. Colocar las albóndigas y dejar cocinar por 5 a 7 minutos, bien tapado. Servir acompañado de arroz, papas o yuca. Rinde cuatro porciones. Fuente: Alexis (2014). iii. Ceviche de tarwi Ingredientes Medida Cebollas cortadas a la pluma fina 2 unidades Limones 3 unidades Ají amarillo molido 1 cucharada Ají limo finamente picado 1 unidad Aceite 1 cucharada Tarwi 400 g Lechuga verde en trozos 6 hojas Tomates sin piel ni pepas 2 unidades Perejil picado 1 cucharada Culantro (cilantro) picado 1 cucharada Sal y pimienta al gusto Preparación Mezclar en un bol la cebolla lavada y escurrida, el jugo de los limones, ají amarillo, ají limo, ajo y aceite, sazonando con sal y pimienta; luego incorporar el tarwi, agregar las lechugas y rectificar la sazón. Para servir se decora con tomate, perejil y culantro y acompañar con yucas sancochadas. Fuente: Alexis (2014).

125 Lupinus mutabilis (Tarwi) iv. Huancaína con tarwi Ingredientes Medida Harina de tarwi ¾ de taza Queso fresco 200 g Leche evaporada ½ taza Huevos 2 unidades Aceitunas 5 unidades Choclos 4 unidades Aceite 1 cucharada Sal, pimienta al gusto Agua 1 ½ taza

Preparación: Sancochar los choclos en agua con azúcar y gotas de limón. Lavar los ajíes, licuar- los sin semillas junto con el queso fresco. Luego, mezclar la harina de tarwi con la leche y el agua y cocinar por 5 minutos, moviendo constantemente, hasta formar una pasta. Después freír en aceite el licuado de queso y ají, añadir la pasta de tarwi y sazonar con sal y pimienta. Finalmente, colocar los choclos cortados en rodajas en una fuente y cubrirlos con la salsa, decorándolo con rodajas de huevos y aceitunas. Fuente: Alexis (2014). v. Ensalada acebichada con tarwi Ingredientes Medida Cebollas cortadas a la pluma fina 2 unidades Jugo de limón 7 limones Ají amarillo molido 6 cucharadas Ají limo finamente picado 1 cucharada Ajo molido ½ cucharadita Aceite 3 cucharadas Tarwi cocido 400 g Champiñones cortados en láminas 150 g Espárragos 50 g Alcachofa cocida cortada en cubos 4 unidades Lechuga verde en trozos 6 hojas Lechuga morada en trozos 6 hojas Tomate sin piel ni pepas, cortados en cubos pequeños 2 unidades Perejil picado 1 cucharada Culantro picado 1 cucharada Sal y pimienta al gusto

126 Capítulo 5: Gastronomía

Preparación Poner en un bol la cebolla lavada y escurrida, el jugo de los limones, ají amarillo, ají limo, ajo y aceite, sazonar con sal y pimienta, mezclar, incorporar el tarwi y reservar. Pasar los champiñones por agua hirviendo con unas gotas de limón, durante un minuto; colar y reservar. Repetir el mismo procedimiento con los es- párragos, pero en este caso dejarlos cuatro minutos en el agua hirviendo escurrir y cortar. Mezclar el tarwi con los champiñones, los espárragos, los corazones de alcachofa y las lechugas; rectificar la sazón, decorar con tomate, perejil y culantro y servir con yuca sancochada. Fuente: Alexis (2014). vi. Ensalada de tarwi a la cochapatina Ingredientes Medida Tarwi enteros cocidos ½ kg Cebollas 3 unidades Tomates pelados y sin pepas 3 unidades Hojas de lechuga bien lavadas al gusto Cochayuyo al gusto Zanahorias medianas sancochadas y picadas 3 unidades Aceite 1 cucharada Sal y pimienta al gusto Jugo de limón ½ limón

Preparación Si se va a cocinar inmediatamente, lavar el tarwi repetidas veces para eliminar la cáscara, en caso contrario, mantenerlo en agua con cáscara para facilitar que pierda su sabor amargo característico (se podrá guardar hasta 15 días). Cocinar el tarwi cambiando de agua de tres a cuatro veces; en caso de comprarlo ya cocido, lavar bien y pasar por agua hervida. En un recipiente, mezclar el tarwi con cebolla, zanahoria y tomate cortado a la juliana; agregar aceite, sal, pimienta y el jugo de limón. Mezclar con una cuchara de palo. Servir adornado con lechuga y/o cochayuyo, acompañar con papa sancochada o chuño. Opcionalmente se puede incorporar queso picado en cuadritos. Fuente: Rurandes (2009).

127 Lupinus mutabilis (Tarwi) vii. Ocopa de tarwi Ingredientes Medida Tarwi ½ kg Ají verde 100 g Cebolla 100 g Ajos 20 g Aceite vegetal ¼ litro Huacatay al gusto Queso fresco 200 g Leche evaporada 300 ml Papa 1 kg Huevo 2 unidades Aceitunas negras 10 unidades Lechuga para decorar varias hojas Sal y pimienta al gusto

Preparación Tostar la cebolla con ajos, ají y huacatay. Después licuar el tarwi con el queso y la leche evaporada hasta lograr la consistencia deseada. Luego, llevarlo a cocción y hervir por 10 minutos. Finalmente, rectificar sazón y servir acompañado de papas, huevo, lechuga y aceitunas. Fuente: Alexis (2014). viii. Ñoquis en salsa tarwi Ingredientes Medida Masa Harina de maíz amiláceo 100 g Queso fresco desmenuzado 250 g Sal y pimiento al gusto Queso maduro desmenuzado 50 g Mantequilla 50 g Ajo triturados 6 dientes Huevo 1 unidad Salsa de Tarwi Tarwi pelado y licuado 250 g Crema de leche 1 taza Cebolla picada en cuadrados pequeños 1 unidad Pimiento rojo soasado y licuado 1 unidad Queso parmesano rallado 20 g Vino blanco al gusto

128 Capítulo 5: Gastronomía

Aceite de oliva al gusto Sal y pimienta al gusto Preparación Para preparar la masa, en un tazón mezclar la harina de maíz, mantequilla, los quesos, ajos y huevo; sazonar y amasar hasta obtener una consistencia homogénea. Formar canutos pequeños. Enseguida cocinar los ñoquis en agua hervida con sal y aceite de oliva, cuando floten retirar y reservar. Para la salsa, poner en una sartén aceite de oliva y preparar un aderezo de cebolla y ajos, luego incorporar el tarwi y la crema de leche. Agregar la crema de pimiento, sazonar, añadir el queso parmesano y por último el vino blanco. Disfrutar los ñoquis acompañados con la salsa. Fuente: Alexis (2014). ix. Solterito de Tarwi Ingredientes Medida Tarwi pelado 1 kg Cebolla ½ kg Queso fresco ¼ kg Arvejas frescas ½ kg Habas frescas ½ kg Zanahoria 1 kg Tomate ¼ kg Cochayuyo 250 g Rocoto 1 unidad Sal y pimienta al gusto Limones 6 unidades Aceite para sazonar 2 cucharadas Preparación Lavar el tarwi pelado. Hervir las verduras por separado con sal hasta que estén al dente. Pasar por agua tibia el cochayuyo y hervirlo durante 5 minutos, después cortarlo en tiras finas. Mezclar todos los ingredientes y sazonar la preparación con limón, sal, pimienta y aceite. Fuente: Alexis (2014). x. Souflé de tarwi Ingredientes Medida Leche 1 taza Harina de trigo 1 taza

129 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Comino molido 1 cucharada Cebolla 1 unidad Huevos 4 unidades Queso fresco 1 taza Tarwi ½ taza Ajos y sal al gusto

Preparación Freír las cebollas y ajos con comino; añadir la leche, luego la harina y hervir por 3 minutos; retirar del fuego y dejar enfriar. Agregar las yemas, el queso, tarwi, sal al gusto y finalmente las claras batidas a punto de nieve. Engrasar un molde, vaciar la preparación y hornear a 160 °C, hasta que esté dorada, luego servir con papas sancochadas. Fuente: Jacobsen y Mujica (2006). xi. Salpicón de tarwi Ingredientes Medida Tarwi en grano 1 ¼ de taza Huevos 2 unidades Tomate 1 unidades Apio 1 rama Carne picada (cocida) 1 taza Cebolla 1 unidad Choclo 1 unidad Aceite 3 cucharadas Ajíes verdes 2 unidades Queso fresco 50 g Aceitunas 5 unidades Mayonesa ½ taza Hojas de lechuga cantidad suficiente Vinagre, sal y pimienta al gusto

Preparación Cocinar las semillas de tarwi por media hora y pelarlas. Luego, picar las cebollas y aderezarlas con vinagre, sal, aceite y pimienta. Después, cocer los huevos y picar en cuadraditos. Posteriormente, picar el tomate pelado, el apio, la carne cocida, el ají y el queso. Desgranar el choclo cocido. Finalmente, mezclar todos los ingredientes y servir en las hojas de lechuga y decorar con aceituna y mayonesa. Fuente: Tapia (2015).

130 Capítulo 5: Gastronomía xii. Tarwi con maíz reventado

Ingredientes Medida Maíz pelado 3 tazas Cebollas 2 unidades Aceite 3 cucharadas Tomates 2 unidades Tarwi molido 1/2 tazas Sal y huacatay al gusto Tarwi ½ taza Ajos y sal al gusto

Preparación En una olla a presión con 3 tazas de agua, cocinar el maíz pelado con cal hasta que reviente (se puede usar olla corriente). En otra olla, preparar un aderezo, colocar el maíz reventado y el tarwi molido; agregar agua, sal al gusto y dejar hervir 15 minutos (debe tener consistencia de puré). Servir adornando con perejil picado o huacatay.

Fuente: Jacobsen y Mujica (2006). xiii. Ají de tarwi y tomate de árbol

Ingredientes Medida Tarwi ½ taza Tomate de árbol 1 unidad Ají fresco 2 unidades Cebolla 1 unidad mediana Culantro 2 cucharaditas Agua ½ taza Sal al gusto

Preparación Hervir el tomate de árbol por 10 minutos, quitarle la cáscara y las semillas. Lavar el ají, quitar las semillas y moler con sal hasta que esté bien triturado, luego agregar el tomate de árbol y seguir moliendo, añadiendo poco a poco el agua hasta formar una preparación uniforme. Finalmente poner en esta preparación el tarwi entero sin la cáscara, la cebolla y el culantro finamente picados; agregar más sal si es necesario.

131 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Nota: esta preparación se utiliza como sazonador adicional. Se puede hacer con el chocho también molido. Fuente: FAORLC (2010). xiv. Ensalada de tarwi con tomate y cebollas Ingredientes Medida Tarwi 1 taza Tomate 1 unidad mediana Cebolla paiteña o roja 1 unidad Limón 1 unidad mediana Aceite 1 cucharada Sal al gusto

Preparación Cortar la cebolla finamente en rodajas, lavarlas y ponerles el jugo de limón y sal. Picar el tomate en cuadritos medianos y añadir a la cebolla. Agregar a la prepa- ración anterior el tarwi pelado, omitir aceite y sal, si es necesario. Adornar con perejil picado. Fuente: FAORLC (2010). xv. Puré de zapallo con tarwi y papa Ingredientes Medida Harina de tarwi 75 g Papa 300 g Zapallo 250 g Aceite 2 cucharadas Agua 2 tazas Sal y hierbas aromáticas al gusto

Preparación Sancochar el zapallo y las papas, luego aplastarlos. Disolver la harina de tarwi en agua fría y hervirla moviendo constantemente. Agregar el zapallo y las papas aplastadas, el aceite y sazonar. Dejar hervir por unos minutos. Nota: el zapallo se puede reemplazar por zanahoria y se puede agregar leche. Fuente: FAORLC (2010).

132 Capítulo 5: Gastronomía xvi. Ceviche de tarwi con corvina Ingredientes Medida Tarwi 400 g Corvina 675 g Limón 12 unidades Cebolla paiteña 500 g Naranja 2 unidades Salsa de tomate 1 taza Sal y culantro al gusto

Preparación Quitar la piel de la corvina, cortar en tiras y hervir por un minuto en agua con sal y condimentos. Retirar del agua de cocción y dejar encurtir en el jugo de limón y naranja durante dos horas aproximadamente. Mezclar esta preparación con el tarwi, la cebolla paiteña y la salsa de tomate. Mejorar la sazón con sal y una porción de culantro picado. Fuente: FAORLC (2010). xvii. Tarwi en mayonesa Ingredientes Medida Tarwi 600 g Arveja cocida 450 g Mayonesa casera 1 taza Zumo de limón 1 cucharadita Sal al gusto

Preparación Pelar el tarwi y cocer durante 5 minutos en agua con sal y el zumo de limón. Escurrir el agua y mezclar con las arvejas cocidas. Cuando estén completamente fríos, mezclar con mayonesa. Fuente: FAORLC (2010). xviii. Ensalada de tarwi y queso Ingredientes Medida Tarwi 400 g Queso 250 g Leche ¾ taza

133 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Mayonesa casera 2 cucharadas Papas cortadas en cuadrados 800 g Pimiento rojo sancochado y picado 90 g Huevos cocidos 2 unidades Sal perejil al gusto Preparación Cocer las papas, sacar del agua un poco duras, déjelas enfriar. Mezclar el tarwi con las papas y los pimientos. Licuar el queso con la leche, la sal y la mayonesa. Luego colocar esta crema sobre la mezcla anterior. Mezclar lentamente y disponer en una fuente adornando con las tajadas de huevo duro y hojas de perejil. Fuente: FAORLC (2010). xix. Ensalada tropical de tarwi Ingredientes Medida Tarwi 400 g Manzana 400 g Apio picado 30 g Yogur natural 1 taza Tomate picado 80 g Sal y condimentos al gusto

Preparación Mezclar el tarwi pelado con las manzanas previamente picadas en cuadritos y sumergidas en agua con limón, los tomates y los tallos de apio picados. Sazonar con yogur natural, sal y condimentos al gusto. Se puede servir con arroz. Fuente: FAORLC (2010). xx. Paté de tarwi Ingredientes Medida Tarwi 100 g Crema de leche ½ taza Queso 200 g Limón 1 unidad Aceite 2 cucharadas Cebolla blanca 30 g Sal, culantro y pimienta al gusto

134 Capítulo 5: Gastronomía

Preparación Hacer un refrito con la cebolla blanca, jugo de limón, culantro, sal, pimienta y dejar enfriar. Aparte, licuar el chocho con la crema de leche, verter en un recipiente y añadir el queso y el refrito preparado, batir fuertemente hasta que espese y esté homogéneo. Servir el paté, untado en galletas, pan o bocaditos. Fuente: FAORLC (2010). xxi. Salsa de tarwi Ingredientes Medida Tarwi 200 g Leche 1 taza Agua 1 taza Carne de cerdo 450 g Caldo de carne 2 tazas Mantequilla 60 g Harina 100 g Cebolla blanca 100 g Ajo 15 g Perejil 15 g Achiote 30 g Sal y orégano al gusto

Preparación Sofreír la carne de cerdo con cebolla blanca, una pizca de comino y sal al gusto; luego cocinarlo en tres tazas de agua. Licuar el tarwi entero con una taza de agua y una de leche. Dorar ligeramente la cebolla blanca y el perejil con una cucharada de mantequilla, agregar los condimentos y una parte del tarwi licuado, dejar que hierva unos minutos. Aparte calentar el resto de la mantequilla, poner la harina y, cuando esté espu- mosa, añadir el caldo de carne. Sazonar con sal y condimentos. Mantener al fuego sin dejar de mover hasta que espese. Unir ambas preparaciones y mantener caliente hasta el momento de servir. Fuente: FAORLC (2010).

135 Lupinus mutabilis (Tarwi) xxii. Ensalada de tarwi primavera Ingredientes Medida Tarwi 400 g Arveja 400 g Zanahoria amarilla ½ taza Fideo 200 g Crema de leche 1 cucharada Sal y pimienta al gusto

Preparación Cocinar las arvejas y la zanahoria amarilla hasta que estén suaves. En otro recipiente, cocinar los fideos. Enfriar estos ingredientes y mezclar con la crema de leche y el tarwi; agregar sal y pimienta al gusto. Fuente: FAORLC (2010). xxiii. Torta de tarwi con queso Ingredientes Medida Tarwi 100 g Huevo 3 unidades Queso rallado 100 g Mantequilla 50 g Harina de trigo 15 g Leche 1 taza Sal y pimienta al gusto

Preparación Preparar una salsa blanca dorando la harina en la mantequilla caliente y agregando poco a poco la leche sin dejar de mover hasta que espese. Moler el tarwi y mezclar con las yemas de huevo, la salsa blanca y el queso rallado, condimentar con sal y pimienta, batir fuertemente para unir los ingredientes. Batir las claras de huevo a punto de nieve e incorporar lentamente en la prepara- ción anterior. Vaciar en un molde enmantequillado y dorar en horno a temperatura moderada. Fuente: FAORLC (2010).

136 Capítulo 5: Gastronomía xxiv. Soufflé de tarwi Ingredientes Medida Tarwi 400 g Caldo o agua 2 tazas Mantequilla 45 g Huevos 6 unidades Queso rallado 250 g Azúcar 15 g Sal y pimienta al gusto

Preparación Licuar el tarwi con el agua o caldo y llevar al fuego añadiendo la mantequilla y el azúcar, hervir sin dejar de mover hasta que la preparación esté muy espesa. Cuando enfríe, agregar el queso rallado y las yemas de huevo batiendo bien para incorporarlas; sazonar con sal y pimienta necesarias. Finalmente, colocar la preparación en moldes individuales engrasados y unirla suavemente con las claras de huevo batidas a punto nieve. Hornear hasta que estén dorados. Fuente: FAORLC (2010). xxv. Bocaditos de tarwi y queso Ingredientes Medida Tarwi molido 400 g Queso rallado 200 g Huevo 1 unidad Migas de pan 100 g Aceite 1 taza Sal y pimienta al gusto

Preparación Mezclar el tarwi molido con el queso rallado, los huevos, sal, pimienta y miga de pan. Cuando se logre obtener una masa suave y moldeable, formar bolitas peque- ñas y freír en aceite caliente, colocando las que estén listas sobre papel absorbente. Para servir, disponer las bolitas en una fuente y pinchar un palillo en cada una. Se puede acompañar con mayonesa, salsa rosada o cualquier otra de su preferencia. Fuente: FAORLC (2010).

137 Lupinus mutabilis (Tarwi) xxvi. Causa con atún y tarwi Ingredientes Medida Harina de tarwi 1 taza Atún 1 lata pequeña Papa blanca ½ kilo Cebolla 1 unidad grande Aceite ½ taza Leche fresca ¼ de litro Jugo de limón 2 cucharadas Aceitunas 6 unidades Lechuga 5 hojas Tomate 1 unidad mediana Sal, pimienta, ají molido al gusto Perejil picado al gusto

Preparación Lavar y cocer las papas en agua con sal, luego pelarlas y prensarlas. Preparar la mayonesa con 1 huevo y ½ taza de aceite, sazonarla con sal, pimienta y unas gotas de jugo de limón. Mezclar la harina de tarwi con la leche y cocinar por 5 minutos, moviendo constantemente. Dejar enfriar y agregar las papas prensadas. Sazonar con aceite, sal, pimienta, jugo de limón y ají molido. Condimentar el atún con sal, pimienta y cebolla. En una fuente colocar la mitad de la masa de papa y tarwi, rellenar con el preparado de atún y un poco de mayonesa, y cubrir con la otra mitad de la masa. Servir sobre hojas de lechuga. Fuente: Tapia (2015). xxvii. Caritas felices de tarwi

Ingredientes Medida Masa Tarwi molido 100 g Harina de trigo 100 g Sal 15 g Aceite 1 taza Salsa Cebolla blanca 25 g

138 Capítulo 5: Gastronomía

Pimiento 1 unidad Papas 80 g Leche 1 taza Queso 200 g Huevo 60 g Zanahoria 70 g Ajo 5 g Sal al gusto Decoración Maíz tostado 225 g Tomate 80 g

Preparación Hacer una masa con el tarwi molido, harina y sal. Si la masa sale muy suave, agregar un poco de harina hasta formar un conjunto manejable. Formar tortillas y freír en aceite caliente. Hacer un refrito con la cebolla blanca, ajo y pimiento finamente picados. Apar- te, cocinar en un poco de agua con sal las papas y la zanahoria blanca. Cuando estén suaves incorporar el refrito, la leche, el huevo cocido y licuar hasta formar una salsa. Bañar cada tortilla con la salsa y decorar disponiendo dos granitos de maíz tostado como ojos y un pedacito de tomate como sonrisa. Fuente: FAORLC (2010).

5.2.2. Sopas i. Sopa verde de tarwi y trigo Ingredientes Medida Trigo pelado 600 g Tarwi fresco 600 g Papa blanca 500 g Aceite 2 cucharadas Cebolla roja 150 g Ajo 20 g Sal al gusto Paico 30 g Huacatay 30 g

139 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Preparación Cortar finamente el ajo y la cebolla. Sudar la mezcla en una olla hasta que la cebolla esté cristalina. Añadir el trigo y el tarwi. Cubrir con agua y cocinar hasta que estén blandos. Agregar las papas cortadas en cubos de 1 cm y cocinar por 10 minutos aproximadamente. Sazonar con sal, pimienta, un poco de paico y huacatay picados. Fuente: Alexis (2014). ii. Sopera casera de tarwi

Ingredientes Medida Aceite 4 cucharadas Cebolla 1 unidad Ajo picado 2 dientes Comino ½ cucharadita Ají molido 1 cucharadita Morón tostado 2 tazas Papas medianas cortadas en trozos 8 unidades Zanahorias cortadas en rodajas 2 unidades Repollo 1 trozo Tarwi fresco pelado 3 tazas Agua o caldo 2 litros Perejil picado 1 cucharada Cebolla de verdeo tierna 1 unidad Sal al gusto

Preparación En una olla grande, rehogar en aceite la cebolla picada; ablandar y seguir con el ajo picado, la media cucharadita de comino, el ají molido. Agregar las tazas de morón, papas en trozos, rodajas de zanahorias, repollo cortado, tarwi pelado y dos litros de agua o caldo. Llevar a ebullición y cocinar a fuego moderado hasta que los ingredientes estén bien cocidos. Retirar del fuego y salpicar con perejil picado y la cebolla de verdeo picadísima. Mezclar bien, darle otros cinco minutos de cocción y servir. Fuente: Alexis (2014).

140 Capítulo 5: Gastronomía iii. Crema de tarwi

Ingredientes Medida Harina de tarwi ¾ de taza Maicena 1 cucharada Margarina 3 cucharadas Aceite 2 cucharadas Cebolla 1 unidad Ajos molidos 1 cucharadita Tocino 100 g Leche evaporada ¼ de litro Queso parmesano rallado 2 cucharadas Caldo de carne 5 tazas Sal, orégano, pimienta al gusto

Preparación Dorar la harina de tarwi en margarina, agregando luego el caldo y la leche lentamente para que no se formen grumos; dejar hervir por 10 minutos a fuego lento, moviendo constantemente. Después, dorar en aceite los ajos molidos, la cebolla y tocino picados, añadir este aderezo a la crema, sazonado con sal, pimienta y orégano. Finalmente, al servir espolvorear el queso parmesano rallado. Fuente: Tapia (2015). iv. Crema de lentejas con tarwi

Ingredientes Medida Lentejas 1 taza Margarina 1 cucharada Cebolla 1 unidad Tocino picado 100 g Salsa de tomate 1 cucharada Harina de tarwi ¾ de taza Caldo 7 ½ tazas Ajos molidos 1 cuharadita Sal, pimienta y pan frito al gusto

Preparación Sancochar las lentejas en agua con sal, licuarlas o pasarlas por un tamiz hacién- dolas puré. Mezclar la harina de tarwi con el caldo y llevar al fuego por 5 minutos. Hacer un aderezo con la margarina, tocino y cebolla picados, ajos, sal,

141 Lupinus mutabilis (Tarwi) pimienta y salsa de tomate para luego mezclarlo con el caldo y el puré de lentejas y dejarlos hervir por un rato más. Finalmente, servir con el pan frito. Fuente: Tapia (2015). v. Crema de zapallo con tarwi

Ingredientes Medida Harina de tarwi 1 taza Zapallo 1 kg Margarina 3 cucharadas Cebolla 1 unidad Agua 5 tazas Leche evaporada 1 taza Apio 1 rama Nabo ½ unidad Poro ½ cabeza Ajo molido ¼ de cucharadita Sal pimienta y perejil picado al gusto

Preparación Cocinar las verduras y tamizarlas. Luego, dorar la harina de tarwi y el ajo en margarina. Añadir el caldo de las verduras poco a poco, moviendo constantemente para evitar que se formen grumos, dejarlo cocinar por espacio de 5 minutos. Agregar las verduras tamizadas y, antes de retirar del fuego, añadir la leche. Finalmente, servir espolvoreando perejil picado. Fuente: Tapia (2015). vi. Sopa de legumbres con tarwi

Ingredientes Medida Tarwi 100 g Carne de res 225 g Tomate 200 g Queso fresco 200 g Sambo tierno picado 300 g Zanahoria amarilla 1 unidad mediana Choclo tierno 100 g Vainitas 100 g Cebolla blanca 60 g

142 Capítulo 5: Gastronomía

Ajo 15 g Agua 4 tazas Azúcar ½ cucharadita Sal, pimienta, orégano al gusto

Preparación Cocinar la carne, el sambo, los tomates, la cebolla y el ajo. Retirar la carne cuando esté cocida para licuar y cernir la sopa, ponerla nuevamente al fuego, añadir el tarwi, la zanahoria picada, las vainitas y los choclos, condimentar con sal, pimienta, orégano y una pizca de azúcar. Agregar la carne cortada en trozos peque- ños y hervir hasta que todo esté bien cocido. Para servir, añadir queso picado. Fuente: FAORLC (2010). vii. Cazuela de tarwi con pollo

Ingredientes Medida Tarwi 200 g Plátano verde 200 g Tomate 200 g Cebolla paiteña o roja 1 unidad mediana Cebolla blanca 25 g Pechuga de pollo 250 g Caldo 3 tazas Mantequilla 1 cucharada Sal, pimienta, orégano, perejil, culantro y achiote al gusto

Preparación Cocinar la pechuga en tres tazas de agua con una pizca de sal. En una olla, preparar un refrito con la mantequilla, cebolla blanca, sal y condimentos, añadir el tomate picado y sofreír por cinco minutos, incorporar el caldo en que se cocinó la pechuga, además del tarwi molido y el plátano verde rallado, y cocinar por 15 minutos moviendo constantemente para que no se pegue la preparación a la olla. Agregar la pechuga de pollo desmenuzada, hervir 5 minutos más y servir caliente. Fuente: FAORLC (2010).

143 Lupinus mutabilis (Tarwi) viii. Sopa de bolas de tarwi con relleno

Ingredientes Medida Col blanca 45 g Arveja tierna 225 g Zanahoria amarilla 60 g Leche 1 taza Agua lo suficiente Cebolla blanca 25 g Sal y condimentos al gusto Masa Tarwi molido 200 g Harina de trigo 225 g Leche 200 g Mantequilla 225 g Relleno Arveja tierna 225 g Tarwi molido 100 g Zanahoria amarilla 80 g Carne molida 225 g Cebolla blanca 25 g Achiote 15 g Sal y condimentos al gusto

Preparación Preparar un caldo con zanahoria amarilla, cebolla blanca y col picadas. Añadir la arveja, la carne en trozos, una taza de leche, sal y condimentos al gusto. Para el relleno, cocinar las arvejas y zanahoria amarilla picada, escurrir el agua de cocción, incorporar la carne y el tarwi molido, cebolla blanca, sal, achiote y preparar un refrito. Para la masa, mezclar el tarwi molido con la harina de trigo y mantequilla, disolver la sal en la leche y agregar a la mezcla. Amasar hasta obtener una masa manejable, formar bolitas, rellenar con el refrito y agregar al caldo preparado. Hervir durante 5 minutos y servir caliente. Fuente: FAORLC (2010).

144 Capítulo 5: Gastronomía ix. Crema de zapallo con tarwi

Ingredientes Medida Harina de tarwi 1 taza Zapallo 1 kg Margarina 3 cucharadas Cebolla 1 unidad grande Agua 5 tazas Leche evaporada 1 taza Apio 1 rama Nabo ½ unidad mediana Poro ½ cabeza Ajo molido ¼ de cucharadita Sal pimienta y perejil picado al gusto

Preparación Cocinar las verduras y tamizarlas. Dorar la harina de tarwi y el ajo en margarina, añadir el caldo de verduras poco a poco, moviendo constantemente para evitar que se formen grumos, dejarlo cocinar por espacio de 5 minutos, agregar las verduras tamizadas y antes de retirarla del fuego añadir la leche. Servir espolvoreando perejil picado. Fuente: Tapia (2015).

5.2.3. Platos y guisos i. Puré de tarwi con guiso de hígado de pollo

Ingredientes Medida Arroz 1 ½ taza Tarwi licuado 1 taza Hígado de pollo ¼ kg Cebolla 1 unidad Tomates medianos 2 unidades Aceite ⅛ taza Ajo molido, comino, vinagre, sillao, oréga- no, limón, huacatay y sal yodada. al gusto

Preparación Limpiar y picar los hígados, lavar, sazonar con ajos, comino, vinagre, sal y adicionar a un aderezo de cebolla, tomate, ajo, gotas de limón y orégano espolvo-

145 Lupinus mutabilis (Tarwi) reado, dejar cocinar. Después preparar un puré dorando cebolla, ajo, comino, adicionar agua hervida en cantidad suficiente, sal, el tarwi licuado con ramitas de huacatay y dejar cocinar. Finalmente, servir el guiso de hígado de pollo con el puré de tarwi y arroz graneado, acompañando con ensalada de betarraga. Fuente: Cenan (2012). ii. Ajiaco de tarwi

Ingredientes Medida Tarwi ½ kg Papas ½ kg Cebollas ½ taza Aceite o manteca ⅛ taza ají, ajos, palillo, comino, perejil y sal al gusto

Preparación En una olla, preparar un aderezo con cebolla picada en cuadros, ajo, comino y palillo molido en un poco de aceite o manteca. Agregar agua, dejar que hierva y añadir las papas peladas y picadas en cuadraditos. Cuando esté casi cocido agregar el tarwi lavado con cáscara o sin cáscara, dependiendo del gusto. Dejar hervir hasta que todo esté cocido y espeso, añadir perejil picado y servir acom- pañado de quinua graneada. Fuente: BioAndes (s. f.). iii. Croquetas de tarwi

Ingredientes Medida Harina de tarwi ¾ de taza Caldo de carne 2 tazas Papas amarillas ¼ de kilo Pan rallado cantidad suficiente Aceite cantidad suficiente Pimienta al gusto Nuez moscada al gusto

Preparación Mezclar la harina de tarwi con el caldo y dejar hervir por 5 minutos moviendo bien. Preparar un puré espeso con las papas prensadas y el tarwi cocido. Formar

146 Capítulo 5: Gastronomía croquetas y espolvorearlas con el pan rallado. Freír en aceite caliente hasta que se doren. Servir acompañado de carne, guisos o pescado. Fuente: Tapia (2015). iv. Pepián de choclo con tarwi

Ingredientes Medida Choclo 6 unidades Harina de tarwi 1 taza Aceite 4 cucharadas Cebolla 1 unidad Tomate 1 unidad Ajos molidos 1 cucharadita Aji molido 1 cucharada Carne de pollo 300 g Hierba buena 2 ramitas Caldo de carne 3 tazas Sal, pimienta al gusto

Preparación Hacer un aderezo con la cebolla, tomate, ajos, ají y añadir la carne de pollo cortada en trozos. Una vez dorada agregar agua hasta cubrir y dejar cocinar el tiempo necesario. Rallar o licuar el choclo, mezclar con la harina del tarwi y agregarlo al guiso, cocinar por 5 minutos moviendo constantemente. Agregar la hierba buena y servir acompañado de arroz blanco. Fuente: Tapia (2015). v. Picante de tarwi

Ingredientes Medida Cebolla 1 unidad Tomate 1 unidad Tarwi fresco 3 tazas Papa ¼ kg Queso fresco 1 tajada Aceite 6 cucharadas Ajos molidos 3 cucharaditas Ají amarillo 2 cucharadas Ají colorado 2 cucharadas

147 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Yemas de huevo 3 unidades Caldo 6 tazas Arroz 2 ½ tazas Aceite 2 cucharadas Pimienta y sal al gusto

Preparación Remojar el pan en el caldo y luego estrujar con tenedor. Freír la cebolla y el tomate cortado finamente. Agregar luego el pan estrujado, ají molido, ajos, sal y pimienta. Añadir luego las papas cortadas en rodajas y el tarwi pelado y triturado. Cuando estén cocidos, retirar del fuego y agregar las yemas batidas y el queso rallado para luego volver a poner al fuego para que de un hervor. Servir acompañado de trigo o arroz graneado para completar su valor nutritivo. Fuente: Jacobsen y Mujica (2006). vi. Papas a la cusqueña con tarwi

Ingredientes Medida Ají amarillo 3 unidades Tarwi fresco 2 ½ tazas Queso fresco 1 taza Maní tostado ½ taza Cebolla 1 unidad Pan 2 unidades Aceite 3 cucharadas Papa 1 kg Lechuga 1 unidad Huevos 3 unidades Aceitunas 12 unidades Sal al gusto

Preparación Moler o licuar el ají, tarwi fresco de preferencia pelado, queso, maní tostado, cebolla ligeramente dorada, pan remojado y sal al gusto, añadiendo poco a poco los ingredientes juntamente con el agua, hasta que tome consistencia de ocopa. Añadir a la crema 3 cucharadas de aceite, poner a hervir 5 minutos, retirar del fuego y dejar enfriar. Servir con papas sancochadas adornando con lechuga, huevo y aceitunas. Fuente: Jacobsen y Mujica (2006).

148 Capítulo 5: Gastronomía vii. Tarwi relleno

Ingredientes Medida Tarwi 100 g Papa 500 g Zanahoria 100 g Cebolla 100 g Ají, ajo Al gusto Aceite ½ taza

Preparación Hacer una masa con las papas sancochadas prensadas y el tarwi molido. En una sartén, preparar un aderezo con ají, ajos molidos y cebolla finamente picada; agregar la zanahoria sancochada picada en cuadritos pequeños y sazonar. Rellenar una porción de la masa con el aderezo, darle forma de papa alargada y en aceite caliente. Se puede servir con trigo graneado. Fuente: FAORLC (2010). viii. Tarwi frito

Ingredientes Medida Tarwi 400 g Aceite 3 cucharadas Sal al gusto

Preparación Poner el tarwi en el aceite caliente, remover constantemente hasta que el grano este dorado y retirar del fuego, agregar sal al gusto y servir caliente. Fuente: FAORLC (2010). ix. Locro de tarwi

Ingredientes Medida Tarwi pelado 200 g Papas en tajadas 800 g Crema de leche ½ taza Leche 1 taza

149 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Cebolla blanca 100 g Mantequilla 30 g Palta en tajadas 90 g Tomate en rodajas 90 g Cebolla encurtida 60 g Sal, pimienta al gusto Hojas de lechuga al gusto

Preparación En una olla sopera, calentar la mantequilla, añadir la cebolla y freír a fuego lento hasta que esté dorada. Agregar las papas y freír a fuego medio-alto de 5 a 10 minutos removiendo constantemente hasta que la papa esté dorada. Añadir la crema de leche y cuando hierva agregar el agua caliente, sal y pimienta, cocinar de 20 a 30 minutos o hasta que las tajadas de papas delgadas se deshagan en parte para espesar el locro. Para servir, licuar la mitad del tarwi con un poco de crema de leche e incorporar al preparado en vez de sopa. Añadir el tarwi entero restante y el culantro. Servir adornado con una tajada de palta, media hoja de lechuga, una rodaja de tomate y cebolla encurtida. Fuente: FAORLC (2010). x. Llapingachos de tarwi

Ingredientes Medida Papas 900 g Tarwi 300 g Cebolla blanca 25 g Queso 200 g Aceite ½ litro Sal al gusto

Preparación Hacer un refrito con la cebolla blanca, ajo, sal, y aceite. Moler las papas cocidas y el chocho, agregar el refrito junto con el queso desmenuzado y mezclar hasta formar una masa homogénea. Formar tortillas y sofreír en aceite. Fuente: FAORLC (2010).

150 Capítulo 5: Gastronomía xi. Ají de gallina con tarwi

Ingredientes Medida Carne de gallina 2 kilos Caldo de gallina 1 taza Harina de tarwi 1 taza Aceite ½ taza Cebolla ¼ de kilo Ajos molidos ½ cucharada Ajíes verdes 6 unidades Pan de molde 8 tajadas Leche evaporada 1 taza Queso parmesano 10 cucharadas Nueces ¼ de kilo Papa ½ kilo Huevo 2 unidades Aceituna 10 a 12 unidades Sal, pimienta al gusto

Preparación Sancochar la gallina en agua con sal, escurrir, enfriar, deshilachar y separar el caldo. Remojar el pan de molde en leche y, un poco del caldo, licuarlo o tamizarlo. Freír en el aceite, la cebolla picada, los ajos molidos y los ajíes sin semillas. Agregar el resto de la leche, el caldo de gallina y la harina de tarwi, dejándolo cocinar por espacio de 10 minutos moviendo constantemente. Añadir las nueces molidas, el queso rallado y la gallina deshilachada. Si la preparación resulta muy espesa, agregarle más caldo. Servir acompañado de papas y decorar con aceitunas y huevo duro. Fuente: Tapia (2015).

5.2.4. Postres i. Panqueque de tarwi con manjar blanco

Ingredientes Medida Harina de tarwi ¼ de taza Harina de trigo ¾ de taza

151 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Huevo 1 unidad Azucar blanca ¼ de taza Leche condensada ½ taza Margarina para freír 3 cucharaditas

Preparación Preparar el manjar blanco con leche condensada, dejándola hervir hasta que tenga la consistencia deseada. Mezclar las harinas de trigo y tarwi con los huevos y el azucar, y freír con margarina pequenas porciones de esta preparacion para hacer los panqueques. Untar cada uno con el manjar blanco, enrollar y espolvorear con la azucar en polvo.

Variación: la preparación del manjar blanco puede hacerse agregando harina de tarwi disuelta en agua a la leche condensada y dejando hervir la mezcla hasta que tome consistencia.

Fuente: Tapia (2015). ii. Mazamorra morada con tarwi

Ingredientes Medida Harina de tarwi ¾ taza Harina de maíz morado ½ taza Azúcar ½ taza Canela en rama 3 ramas Clavo de olor 5 clavos Limón 1 unidad

Preparación Hervir agua con la canela y el clavo de olor durante 5 minutos. Diluir las harinas con agua fría y añadir al agua hirviendo, agregar el azúcar, mezclar bien y dejar cocinar por 10 minutos, revolviendo constantemente para que no se que- me y luego añadir el jugo de un limón. Servir caliente con pan o empanadas fritas como desayuno. Fuente: Alexis (2014).

152 Capítulo 5: Gastronomía iii. Camotillo con tarwi

Ingredientes Medida Camote amarillo 6 unidades Cáscara de naranja 3 ½ tazas Cáscara de limón 1 unidad Harina de tarwi 1 taza Agua 1 taza Grageas de color al gusto

Preparación Sancochar los camotes, pelarlos y prensarlos. Cocinar la harina de tarwi en agua durante 5 minutos moviendo constantemente, y luego añadir el camote prensado, azucar, cáscara de naranja y de limon, moviendo constantemente hasta que tome punto. Retirar del fuego y servir con las grajeas de color. Rinde 10 raciones. Fuente: Tapia (2015). iv. Galletas de tarwi

Ingredientes Medida Harina de tarwi 1 taza Harina de trigo 5 tazas Polvo de hornear 2 cucharaditas Mantequilla 150 g Yemas de huevo 4 unidades Azúcar ½ taza Naranjas 2 unidades

Preparación Mezclar la harina preparada, harina de tarwi y polvo de hornear, luego colocar sobre la mesa, hacer un hoyo en la harina y agregar la mantequilla en pedacitos, las yemas de huevo, el azucar diluida en jugo de naranja y amasar hasta lograr una consistencia suave y manejable para dejar reposar por 15 minutos. Estirar la masa con un rodillo hasta obtener una lámina delgada, cortar dando forma de galletas, en latas engrasadas, pincelando las galletas con las yemas batidas y hornear 180 °C por espacio de 15 minutos. Fuente: Tapia (2015).

153 Lupinus mutabilis (Tarwi) v. Champús agrios de tarwi

Ingredientes Medida Harina de tarwi ½ taza Harina de maiz ½ taza Mote cocido 1 taza Pina 1 rodaja Membrillo 1 unidad Guanabana 2 tazas Chancaca 1 ½ tazas Agua Canela y clavo de olor al gusto

Preparación Poner a remojar la harina de maiz en un recipiente con agua caliente durante 24 horas para que fermente. En una olla con agua, clavo de olor, mote y las frutas peladas y partidas en trozos medianos. Cuando rompa el hervor, anadir las harinas y las chancacas raspadas. Dejar a fuego lento moviendo constantemente hasta que las harinas esten bien cocidas y tome una consistencia espesa. Fuente: Jacobsen y Mujica (2006). vi. Queque de tarwi

Ingredientes Medida Harina de tarwi (chocho) ¼ taza Harina de trigo 1 taza Huevo 1 unidad Margarina o manteca 2 cucharadas Azúcar ½ taza Leche fluida ½ taza Limón 1 unidad Esencia de vainilla 1 cucharadita Polvo de hornear 3 cucharaditas Sal yodada ½ cucharadita Pasas de uva 2 cucharadas Pisco o alcohol blanco ½ copita

Preparación Colocar en el bol o fuente el azúcar y la margarina, batir hasta formar una crema, añadir el huevo y seguir batiendo. Incorporar las harinas tamizadas, alter- nando con la leche a la que se añade la sal, hasta formar una masa suave. Rallar la

154 Capítulo 5: Gastronomía cáscara del limón y luego sacar el jugo para agregarlos a la preparación anterior. Incorporar las pasas de uva enharinadas y el pisco o alcohol. Añadir el polvo de hornear y batir nuevamente. Vaciar la masa en un molde previamente en mante- cado y enharinado. Poner al horno. Fuente: Alexis (2014). vii. Torrejas de tarwi

Ingredientes Medida Harina de tarwi 12 g Harina de trigo 40 g Mantequilla o margarina 30 g Huevos 50 g Leche ¾ taza Polvo de hornear 5 g Panela 60 g Sal al gusto Azúcar al gusto Canela 1 rama mediana Agua lo necesario Aceite ½ taza

Preparación Mezclar las harinas de chocho y trigo, polvo de hornear, sal y azúcar, agregar la mantequilla derretida y el huevo, mezclar todo y añadir, poco a poco, leche hasta formar una preparación espesa. Freír la preparación en porciones medianas, ba- ñándolas con el aceite para que se doren. Aparte, hacer un almíbar con panela, agua y canela. Las torrejas se sirven poniendo el almíbar sobre ellas. Fuente: FAORLC (2010). viii. Dulce de tarwi

Ingredientes Medida Tarwi 200 g Piña 500 g Queso 400 g Agua ½ taza Azúcar 5 tazas

155 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Preparación Licuar las rodajas de piña en una cantidad mínima de agua y cernir. Licuar el tarwi en media taza de agua, agregar el jugo de piña, el azúcar y hervir a fuego lento de una y media a dos horas hasta que al pasar rápidamente una cuchara de palo se vea el fondo del recipiente. Luego de esto, vaciar enseguida en un recipiente engrasado, y dejar enfriar a temperatura ambiente. Cortar en la forma deseada (cuadritos, rectángulos) y servir con tajadas de queso. Fuente: FAORLC (2010). ix. Yemas de tarwi

Ingredientes Medida Yemas de huevo 8 yemas Tarwi molido 200 g Azúcar en polvo 150 g Licor 50 g

Preparación Poner las yemas en una olla, batir ligeramente, añadir el azúcar en polvo, el licor y cocinar en baño maría, removiendo constantemente con una cuchara de ma- dera hasta que ligue pero sin dejar de hervir. Retire del fuego, agregue el tarwi molido reservando a parte seis o siete cucharadas, mezcle bien y vierta la prepa- ración en un plato, dejándolo enfriar. Con la mezcla ya fría, formar pequeñas bolas, pasarlas por el tarwi reservado y servirla. Fuente: FAORLC (2010). x. Tortilla de tarwi en tiesto

Ingredientes Medida Harina 400 g Tarwi 200 g Mantequilla 3 cucharadas Polvo de hornear 20 g Leche 1 taza Sal al gusto

156 Capítulo 5: Gastronomía

Preparación Moler el tarwi, mezclar con la harina, el polvo de hornear y la mantequilla. Di- solver la sal en la leche y añadir al conjunto anterior, formar una masa manejable y moldear manualmente las tortillas. Asar en tiesto hasta que estén doradas. Servir con miel de panela. Fuente: FAORLC (2010). xi. Colada de tarwi para el destete

Ingredientes Medida Tarwi 200 g Leche 1 L Panela ½ taza Canela 10 g Maicena 30 g

Preparación Licuar el tarwi con la leche, incorporar la maicena disuelta en un poco de agua fría y cocinar a fuego lento durante 5 minutos. Agregar la canela y luego la panela, hervir durante 10 minutos más y servir caliente. Fuente: FAORLC (2010). xii. Manjar de tarwi

Ingredientes Medida Tarwi 600 g Leche 1 L Azúcar 900 g Canela 10 g

Preparación Licuar el tarwi con leche, verter en una olla, añadir el azúcar y la canela, hervir removiendo constantemente hasta que la mezcla tome punto. Esta condición puede determinarse, cuando una gota de la preparación no se desintegre al caer en un vaso de agua fría. Fuente: FAORLC (2010).

157 Lupinus mutabilis (Tarwi) xiii. Postre de tarwi con zapallo

Ingredientes Medida Zapallo 400 g Tarwi 400 g Leche 1 L Panela al gusto Pasas 200 g

Preparación Cocinar el zapallo hasta que esté suave y licuar junto con el tarwi y la leche. Agregar la panela, las pasas y hervir hasta que la preparación adquiera una consistencia espesa. Fuente: FAORLC (2010). xiv. Helado de tarwi

Ingredientes Medida Mora 450 g Crema de leche 1 taza Leche 1 taza Azúcar 400 g Huevos 2 unidades Tarwi 400 g Maicena 30 g Frutillas 200 g Pasas al gusto

Preparación Batir las yemas de huevo con la maicena, leche y azúcar, para luego cocinar a fuego lento removiendo constantemente hasta obtener una crema suave. Reti- rar del fuego y dejar enfriar. Poner en el vaso de la licuadora el tarwi, la crema preparada anteriormente, crema de leche y jugo de mora, licuar hasta obtener una mezcla homogénea, verter en moldes de helado, adornar con pasas y frutillas, e introducir en el congelador durante 4-5 horas hasta que congele la mezcla. Fuente: FAORLC (2010).

158 Capítulo 5: Gastronomía xv. Pan con harina de tarwi

Ingredientes Medida Harina de tarwi 75 g Harina de trigo 450 g Manteca 150 g Huevo 2 unidades Azúcar 60 g Levadura seca 1 cucharada Agua 1 taza Sal al gusto

Preparación Colocar la harina en una tabla de amasar, hacer un hueco en el centro y agregar la manteca, los huevos y el azúcar, luego añadir la levadura previamente diluida en agua tibia y un poco más de azúcar. Mezclar todo y amasar hasta formar una masa suave que se dejará reposar por 10 minutos. Formar los panes, colocar en latas, dejar levantar en un ambiente abrigado y hornear en un horno caliente. Fuente: FAORLC (2010). xvi. Colada de tarwi con maracuyá

Ingredientes Medida Maicena 50 g Tarwi molido 200 g Maracuyá 60 g Azúcar 100 g Agua 1 L Canela, clavo de olor al gusto

Preparación Mezclar la maicena con el agua, agitar hasta que no se observen grumos, hervir durante 10 minutos. Añadir el tarwi molido, jugo de maracuyá, canela, clavo de olor, azúcar y continuar la cocción por 10 minutos más. Fuente: FAORLC (2010).

159 Lupinus mutabilis (Tarwi) xvii. Galletas con higo y tarwi

Ingredientes Medida Harina de tarwi 1 taza Harina de trigo 1 taza Margarina o mantequilla 1 taza Azúcar 1 ¾ taza Huevos 2 unidades Higos secos picados 1 taza Polvo de hornear 2 cucharaditas Sal al gusto

Preparación Batir la margarina o mantequilla con el azúcar, hasta que esté cremosa. Agregar los huevos, higos picados y las harinas –previamente cernidas– con el polvo de hornear; mezclar bien y hacer un rollo de 5 cm de diámetro, envolverlo en papel manteca y ponerlo en refrigeración, hasta que la masa esté dura. Estirar la masa y cortarla con moldes de diferentes formas para luego llevar al horno a temperatura media en latas engrasadas. Rinde 120 galletas. Fuente: Tapia (2015). xviii. Salsa de chocolate con tarwi

Ingredientes Medida Leche evaporada ½ taza Harina de tarwi 2 cucharadas Maicena 1 cucharada Cocoa ¼ taza Azúcar ¼ de taza Canela al gusto Clavo de olor al gusto

Preparación Poner todos los ingredientes en una cacerola, llevar a fuego lento moviendo constantemente y retirar una vez que la preparación espese. Servir sobre fruta, bizcochos o flanes. Fuente: Tapia (2015).

160 Capítulo 5: Gastronomía

5.2.5. Bebidas i. Refresco de tarwi

Ingredientes Medida Harina de tarwi ½ taza Azúcar 200 g Canela en rama 3 ramas Clavo de olor 3 unidades Agua 6 vasos

Preparación Hervir el agua con canela y clavo de olor durante 10 minutos. Añadir en forma de lluvia la harina, luego el azúcar, revolver y dejar cocer 10 minutos más. Dejar enfriar y servir. Variación: para darle más sabor se puede añadir cáscara de naranja o limón, o trozos de frutas (manzana) antes de servir. Fuente: Alexis (2014). ii. Avena con tarwi y cocoa

Ingredientes Medida Harina de tarwi 3 cucharadas Avena 1 cucharada Leche evaporada 100 g Cocoa 2 cucharadas Canela al gusto Agua al gusto Azucar al gusto

Preparación Poner en una cacerola el agua, canela, azúcar, cocoa y dejar hervir. Agregar la avena y harina de tarwi, moviendo bien para que no se hagan grumos. Retirar del fuego y añadir la leche evaporada. Fuente: Jacobsen y Mujica (2006).

161 Lupinus mutabilis (Tarwi) iii. Chicha de tarwi (I)

Ingredientes Medida Harina de maíz negro 225 g Panela 800 g Maracuyá 80 g Esencia de vainilla 10 g Tarwi licuado 400 g Agua lo necesario Canela al gusto Cáscara de piña de una piña

Preparación En la víspera de la preparación, hervir la cáscara de la piña, con panela y canela por 20 minutos. Al día siguiente, separar el líquido, añadirle el tarwi licuado, jugo de maracuyá y vainilla. Mezclar todos los ingredientes y, si es necesario, añadir agua hasta lograr la consistencia de un refresco. Fuente: FAORLC (2010). iv. Chicha de tarwi (II)

Ingredientes Medida Agua 2 L Tarwi 200 g Avena 30 g Maracuyá 50 g Panela 900 g Hierba luisa, cedrón, pimienta de dulce al gusto

Preparación Moler el tarwi, dejarlo hervir en 2 litros de agua durante 15 minutos y cernir. Al líquido obtenido, añadir la avena, panela y especias, cocinar por 10 minutos, agregar el jugo de maracuyá, enfriar y servir. Nota: con la fracción retenida sobre el cedazo se puede preparar dulce de tarwi, agregando una taza de leche y panela en la misma cantidad. Hervir el conjunto hasta que de punto. Fuente: Falconi y Contreras (2015).

162 Capítulo 5: Gastronomía

5.2.6. Salsas i. Salsa de chocolate de tarwi

Ingredientes Medida Leche evaporada 1/ taza Harina de tarwi 2 cucharadas Maicena 1 cucharada Cocoa ¼ de taza Azucar ¼ de taza Canela, clavo de olor al gusto

Preparación Poner todos los ingredientes en una cacerola y llevar a fuego lento, moviendo constantemente. Retirar del fuego una vez que la preparación espese. Servir sobre fruta, bizcochos o flanes. Fuente: Alexis (2014). ii. Salsa blanca de tarwi con verduras

Ingredientes Medida Leche evaporada ¾ taza Harina de tarwi 3 cucharadas Harina de trigo 1 cucharada Cebollita china 1 rama Pimiento ½ unidad Apio 1 rama Margarina 2 cucharadas Agua ½ taza Ajos molidos al gusto Sal pimienta al gusto

Preparación Preparar una salsa con la margarina, ajo, harinas de tarwi y trigo, agua y leche. Agregar las verduras picadas y sazonar con sal y pimienta. Servir acompanado de pescado o huevo. Fuente: Tapia (2015).

163 Lupinus mutabilis (Tarwi)

Bibliografía Alexis, J. (2014). «Recetario de Tarwi», Blog de Wordpress. Recuperado de https://alexisjulio- cr.wordpress.com. BioAndes (s. f.). Gastronomía y biodiversidad andina en las comunidades de Pitumarca y del valle de Vilcanota). Recuperado de http://www.asocam.org/biblioteca/files/original/5da- 57fa73dadf203d4c3be84d6e9ae74.pdf. Centro Nacional de Alimentación y Nutrición - Cenan (2012). Puré de tarwi con guiso de hí- gado de pollo. Recuperado de http://diresacusco.gob.pe/recetas/setiembre/04-09-12/receta nutritiva.pdf. Falconi, C. y Contreras, A. (2015). Recetario. Deliciosas recetas con chocho. Una Alternativa Saludable. Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE y Secretaría de Eduación Superior Ciencia, Tecnología e Innovación (SENESCYT). Recuperado de http://gipchocho.espe. edu.ec/wp-content/uploads/2015/12/Recetario-Chocho.pdf. FAORLC (2010). Gastronomía Tradicional Altoandina Allin Mikuy / Sumak Mikuy. Recu- perado de http://www.fao.org/fileadmin/templates/aiq2013/res/es/recetarioandino.pdf. Jacobsen, S. E. y Mujica, A. (2006). «El tarwi (Lupinus mutabilis Sweet.) y sus parientes silvestres». Moraes, M. et al. (eds.), Botánica Económica de los Andes Centrales. La Paz: Universidad Mayor de San Andrés. Promocion del Desarrollo Rural Andino - Rurandes (2009). Diversidad de sabores y colores - Recetario andino. Recuperado de http://www.welthungerhilfe-americadelsur.org/ wp-content/uploads/2015/11/RECETARIO-ANDINO-RURANDES.pdf. Tapia, M. E. (2015). El tarwi, lupino andino. Recuperado de http://fadvamerica.org/wp-content/uploads/2017/04/TARWI-espanol.pdf

164 Se terminó de imprimir en el mes de abril de 2018 en los talleres gráficos del Centro de Producción Editorial e Imprenta de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos Jr. Paruro 119, Lima. Teléfono 619 7000, anexo 6009. Correo electrónico: [email protected] Tiraje: 300 ejemplares

En este contexto adverso, la relevancia de este libro adquiere mayor signi cado. Este trabajo de reconocidos investigadores presenta información actualizada sobre el tarwi. Además de estudiar las características taxonómicas o botánicas, se resaltan sus potencialidades industriales y biotecnológicas. De ese modo, esta investigación promueve el cultivo de esta leguminosa y destaca su alta diversidad y variabilidad genética, lo que ha provocado el interés de estudios sobre su producción, mercadeo, uso en medicina humana y veterinaria, entre otros.

Amparo Iris Zavaleta

Doctora en Medicina (Programa de Biotecnología) por la Universidad de Alican- te. Magíster en Ciencias, con mención en Bioquímica, por la Universidad Perua- na Cayetano Heredia. Bachiller en Farmacia y Bioquímica por la Universidad Nacional de Trujillo. Como docente investigadora ha viajado a diversas universidades de Chile, México, Estados Unidos, Japón, España y Portugal. Actualmente es profesora principal en la Universidad Nacional Mayor de San Marcos.

Su tesis doctoral fue reconocida por la Universidad de Alicante. Recibió el premio a la investigación cientí ca por la Fundación Hipólito Unanue y el Premio Lukoll por la Sociedad Peruana de Neumología. Fue reconocida con el mérito cientí co en los años 2002, 2006 y 2011 por la UNMSM. Sus investigaciones se centran en el aprovechamiento de la biodiversidad microbiana ambiental para la obten- ción de productos, procesos y servicios para las industrias alimentaria, farmacéu- tica, entre otras.