Tecnología de Alimentos INFLUENCIA DEL DETERIORO DE...

Jueves 23 y viernes 24 de Mayo de 2013, Paraninfo de la Universidad de Colima.

Colima, Col.

XV Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos

INFLUENCIA DEL DETERIORO DE AMARANTO (Amaranthus hypochondriacus) PROVOCADO POR UN ALMACENAMIENTO INADECUADO SOBRE SU

CALIDAD NUTRIMENTAL

Salazar Pichardo J. Cha., Jiménez-Vera Va., Martínez-Manrique Ea

.*

a

Unidad de Investigación Multidisciplinaria, Laboratorio 8. FES-Cuautitlán, UNAM. Km 2.5 Carretera Cuautitlán-Teoloyucan 54700, Cuautitlán Izcalli. México. Teléfono 56231999, ext. 39428. e-mai: *[email protected]

RESUMEN: El amaranto es un cultivo antiguo de México, resistente a cambios climáticos y sequías. Se dice que el grano de amaranto en buenas condiciones puede durar almacenado por años, sin perder su calidad agronómica, pero no se sabe si un almacenamiento inadecuado pudiera disminuir su calidad nutrimental. En este trabajo se evaluó el efecto del deterioro del amaranto provocado por un almacenamiento inadecuado, sobre su calidad nutrimental. Se emplearon semillas con diferentes días de almacenamiento (9, 18, 17, 36, 45 y 56) a condiciones inadecuadas 75% de HR y 40º C de temperatura. Se evaluó su poder germinativo y la conductividad eléctrica, así como su composición química, la cuantificación de factores antinutrimentales y su calidad nutrimental mediante digestibilidad de proteínas y triptófano. Los resultados mostraron que el almacenamiento inadecuado sí tuvo un efecto negativo en el amaranto, pues perdió su poder germinativo, probablemente por daño en sus membranas celulares. El deterioro no tuvo efecto sobre su composición química. Pero sí afectó a los factores antinutrimentales los cuales aumentaron significativamente a partir de 36 días de deterioro. La calidad de su proteína sufrió pérdida significativa de triptófano a los 56 días de deterioro y una disminución en su digestibilidad. ABSTRACT: Amaranth is an ancient crop of Mexico, resistant to drought and climate change. It´s said amaranth grain in good storage condition can long last for years without losing its agronomic quality, but it´s unknown if an inadequate storage could decrease its nutritional quality. On this study was evaluated the effect of amaranth deterioration caused by an inadequate storage on its nutrimental quality. Seeds were used with different days of storage (9, 18, 27, 36, 45 and 56) to inadequate conditions 75% RH and 40 ° C temperature. It was assessed and amaranth seeds, germination and electric conductivity as well as its chemical composition, the quantification of antinutritional factors and nutritional quality by protein digestibility and tripthophan. Results showed that the inadequate storage did have a negative effect on amaranth, having lost its germination, probably for damage on its cell membranes. The impairment had no effect on its chemical composition. But did affect antinutritional factors, which increased significantly after 36 days of deterioration. Proteins quality suffered significant loss of tryptophan at 56 days of deterioration and a decrease on its digestibility. Palabras clave:

Amaranto, deterioro, calidad nutrimental.

ÁREA:

Cereales, leguminosas y oleaginosas;

INTRODUCCIÓN Históricamente, el grano de amaranto es posiblemente junto al maíz, el grano más antiguo en México. Los primeros en utilizarlo fueron los Mayas y los Aztecas en sus ceremonias religiosas, las cuales fueron prohibidas por los conquistadores, provocando con eso una

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caída sustancial de su producción y uso a pesar de sus grandes bondades nutrimentales (Bressani et al., 1987). El amaranto es un pseudo-cereal que contiene mayor cantidad de proteínas que los cereales, entre 16 y 19%. La proteína del amaranto presenta un buen balance de aminoácidos esenciales, especialmente lisina que es considerado el aminoácido esencial que limita la calidad proteica de la mayoría de los cereales. La calidad de la proteína del amaranto es equivalente a la de la leche de vaca (Valderrama, 1997). El amaranto, al igual que todos los granos, debe ser almacenado para usarse cuando sea necesario. El principio de un buen almacenamiento es el empleo de bodegas secas, limpias y libres de plagas y el producto almacenado debe mantenerse fresco, seco y protegido de insectos, pájaros, hongos y roedores. Se ha comprobado que el almacenamiento deficiente de granos y semillas deriva en un deterioro paulatino y pérdida de la calidad sanitaria, alimentaria y agrícola. Esto se debe a que los granos y semillas, absorben humedad, lo que provoca una activación de su metabolismo, dando como resultado cambios bioquímicos que provocan la disminución de su calidad agronómica por la pérdida de su capacidad germinativa, sanitaria por contaminación de hongos y alimentaria por su pérdida de calidad nutrimental (Munguía, 2010). Pero se menciona que, el amaranto resiste condiciones inadecuadas de almacenamiento, más que otras semillas, aunque no se ha reportado que sucede con su calidad alimentaria. Por otra parte, el término antinutrimental se utiliza para calificar a aquellos compuestos que afectan el valor nutricional de algunos alimentos, pues dificultan o inhiben la asimilación de nutrientes (proteínas y minerales) que provienen de alimentos generalmente de origen vegetal (Valle y Lucas, 2000). Los factores antinutrimentales son generados por el metabolismo secundario de las plantas, como mecanismo de defensa a situaciones estresantes como las condiciones inadecuadas de almacenamiento (temperaturas mayores a 25°C y humedades relativas mayores a 65%) o el ataque de hongos, bacterias, insectos y aves (Elizalde et al., 2009). Es por eso que en el presente trabajo se plantea evaluar el efecto del deterioro del amaranto sobre su calidad nutrimental y si el estrés que sufre por un mal almacenamiento influye en su contenido de factores antinutrimentales. MATERIALES Y MÉTODOS Obtención del material biológico: Para el presento trabajo se usó la especie Amaranthus hypochondriacus variedad Tulyehualco cosecha 2011. El amaranto fue sometido a un deterioro almacenándolo a temperaturas de 40°C y una HR de 75% durante diferentes tiempos (9, 18, 27, 36, 45 y 56 días). Pruebas de germinación: Se determinó seleccionando cuatro muestras de cien semillas cada una, las que se colocaron por 3 días en una cámara de germinación a 25 °C y ambiente húmedo proporcionado por papel filtro, el cual, se humedeció cada 12 y 24 horas (Pérez y Pita, 1999). Para la conductividad eléctrica, se colocaron las semillas durante 24 horas en agua desionizada a 25°C y después, se decantó el agua y se midió en ella la presencia de iones lixiviados, por medio de un conductímetro (Pérez y Pita, 1999). Para el Análisis Químico Proximal, se aplicaron las técnicas de los métodos oficiales de la AOAC (2002). Los compuestos antinutrimentales que se evaluaron

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fueron Ácido Fítico (Haug y Lantzsch, 1983); Taninos (Deshpande y Cheryan, 1987) y los Inhibidores de Tripsina (Smith et al., 1980). También se determinó Triptófano (Rama et al, 1974) y digestibilidad in vitro (Hsu et al., 1977). RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los resultados obtenidos de las pruebas de germinación muestran que esta disminuye conforme pasa el tiempo de deterioro, llegando a perderse prácticamente a los 56 días (figura 1A). Por otra parte, los resultados de conductividad en el agua de remojo de las semillas de amaranto muestran un aumento conforme pasa el tiempo de deterioro (figura 1B). Estos resultados indican que el almacenamiento inadecuado está provocando daños en la semilla y uno de ellos es la pérdida de la integridad de la membrana, ya que ésta controla el intercambio de solutos del interior de la célula con el medio externo (Pérez y Pita, 1999) y los resultados muestran que eso no está sucediendo pues a mayor tiempo de deterioro mayor concentración de solutos en el agua de remojo de las semillas.

Figura 1. A. % de Germinación y B. Conductividad eléctrica de semillas de amaranto

Los resultados del Análisis Químico Proximal (tabla 1) al que fue sometido el amaranto control y deteriorado muestran un aumento en el porcentaje de proteínas, grasa y cenizas, que fueron estadísticamente diferentes al control (P≤0.05), conforme pasa el tiempo de deterioro. Mientras que en humedad y carbohidratos no hubo diferencias con el control. El incremento del porcentaje de proteína y grasa puede deberse a la presencia fúngica en la semilla ya que los hongos están formados principalmente por proteínas y lípidos (Hernández et al, 2009). Estos hongos pueden haberse adquirido en el lapso de tiempo de deterioro a la que fueron sometidas las semillas (Casini y Santajuliana, 2003). Pero en general el deterioro no afectó la composición química del amaranto.

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Tabla 1. Análisis Químico Proximal de amaranto control y deteriorado.

Deterioro

% Humedad

% Proteínas

% Grasa

% Cenizas

% Carbohidratos

control 10.22±0.30a 11.34±0.3 a 6.24±0.37a 2.73±0.02a

69.47 a 9 días 10.91±0.03a

12.92±0.08a 6.33±0.28a 3.69±0.06b 66.15 a

18 días 11.45±0.2a 13.44±0.32ab 6.61±0.07a 3.41±0.04b 65.09 a

27 días 11.48±0.1a 11.82±0.35 a 6.8±0.06 a 3.83±0.03b 66.07 a 36 días 11.33±0.02a

14.2± 0.33 b 7.47±0.26ab 3.88±0.03b 63.12 a

45 días 11.97±0.03a 13.9±0.47 ab 9.47±0.12 b 3.91±0.02b 60.69 a

56 días 11.95±0.9 a 14.39±0.18 b 9.49±0.11 b 3.54±0.01b 60.63 a

*Diferentes letras entre filas indican diferencia estadísticamente significativa (P≤0.05) La evaluación de los factores antinutrimentales se muestra en la tabla 2. La concentración de ácido fítico en amaranto se encuentra entre 0.79 y 1.34 g de ácido fítico/g mtra. Se puede observar un aumento del porcentaje conforme pasa el tiempo de deterioro en el amaranto, sobre todo a partir de los 36 días, donde existe una diferencia estadísticamente significativa (P ≤ 0.05) con el control . También hubo un aumento en el contenido de taninos en relación al tiempo de deterioro aumentando al doble del control y un incremento del 50% de inhibidores de tripsina conforme pasa el tiempo de deterioro. Estos resultados muestran que las condiciones de almacenamiento sí provocaron cambios en los compuestos antinutrimentales, pero no son suficientes para provocar una baja en la disponibilidad de nutrientes en el amaranto (Morante, 2006).

Tabla 2. Factores Antinutrimentales de amaranto control y deteriorado.

Muestra

% Ácido fítico

% Taninos %Inhibidores de Tripsina (UTI/mg

muestra) control 0.79 ± 0.03a 0.23 ± 0.01a 2.02 ± 0.02a

9 días 0.85 ± 0.03 a 0.28 ± 0.01b 2.49 ± 0.17 b 18 días 0.85 ± 0.04 a 0.31 ± 0.05b 2.7 ± 0.28 b 27 días 0.81 ± 0.05 a 0.41 ±0.05 c 2.86 ± 0.03 b 36 días 1.21 ± 0.44 b 0.42 ± 0.01c 2.82 ± 0.16 b 45 días 1.39 ± 0.05 b 0.42 ± 0.03 c 3.11 ± 0.36 cd 56 días 1.34 ± 0.1 b 0.1 ± 0.001 d 3.49 ± 0.26 d

*Diferentes letras entre filas indican diferencia estadísticamente significativa (P≤0.05) Los resultados del contenido de triptófano (tabla 3) muestran que disminuyó a partir de los 9 días de deterioro y a los 56 días llego a perderse el 50%.

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La digestibilidad (tabla 3) disminuyó ligeramente por el almacenamiento inadecuado pero no fue estadísticamente significativo (P ≤ 0.05) la reducción comparado con el control . Además, están ligeramente por debajo del 79% de digestibilidad que se reporta para amaranto (Valle y Lucas, 2000) Tabla 3. Contenido de Triptófano y porcentaje de digestibilidad de la proteína de amaranto

control y deteriorado. Muestra Control 9 días 18 días 27 días 36 días 45 días 56 días

g de Try/100

g de Prot.

3.0±0.05

a 2.4±0.09

b 2.4±0.06

b 2.3±0.003

b 2.02±0.01

bc 2.3 ± 0

b 1.7±0.04

bc

% de Dig. 80.0±0.9

a 81.8±4.0

a 79.9±0.7

a 80.0±0.5

a 76.4±1.2

a 77.8±2

a 77.9±0.7

a

*Diferentes letras entre filas indican diferencia estadísticamente significativa (P≤0.05) CONCLUSIONES El deterioro del amaranto en condiciones inadecuadas de almacenamiento, provocó una pérdida de su poder germinativo y daño a nivel membrana. El deterioro del grano no afectó su composición química pero sí disminuyó ligeramente la calidad de la proteína. Los factores antinutrimentales también se vieron afectados, ya que hubo un aumento sobre todo a partir de los 36 días de deterioro. La digestibilidad del amaranto tuvo una disminución en relación con el tiempo de deterioro. Por lo tanto, se puede concluir que la calidad nutrimental del amaranto fue afectada ligeramente por el almacenamiento inadecuado, especialmente por la pérdida de triptófano y el aumento de factores antinutrimentales. REFERENCIAS

AOAC. (2002). Official Methods of Analysis. 16ª edition. Ed. Association of Official Analytical

Chemists, International Gaitherstourg, E.U.A. Bressani, R., González, J., Zuñiga, M., Breuner and L.G Elías (1987). Yield, selected chemical

composition and nutritional value of 14 selection of amaranth grain representing four species. J. Sci. Food Agric. 38:347-353

Deshpande S. and Cheryan M. (1987). Determination of phenolic compounds of dry beans using vanillin. Redox and precipitation assays. J. Sci. Food. 52(2): 332: 334.

Elizalde, A.; Porrilla P., y Chaparro D. (2009). Factores antinutricionales en semillas. Universidad de Cauca. Facultad de Ciencias Agropecuarias. 7(1): 73.

Casini, Cristinaso y Santajuliana Mauricio. 2003. Control de Plagas en Granos Almacenados. INTA PRECOP. Argentina. p 13.

Haug; W. y Lantzsch, H.J. (1983). Sensitive method for the rapid determination of phytate in cereals and products. J. Sci. Food Agric. 34: 14232-1426.

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Hernández, Carlos; Rodríguez, Ysamar; Niño, Zulay; Pérez, Sergio. (2009). Efecto del Almacenamiento de Granos de Maíz (Zea mays) sobre la Calidad del Aceite Extaído. Información Tecnológica. 20(4): 21-30.

Hsu, H. W.; Vavak. D. L.; Satterlee, L. D.; Miller, G. A. (1977). A Multienzime Technique for Estimating Protein Digestibility. J. Sci. Food, 42:1269.

Morantes, Gerardo. (2006). Manejo del riesgo en la preservación. Cargill Animal Nutricion. Livestock Solution Minnetonka.U.S.A. 24 (3).

Munguía, P.M. (2010). Influencia del deterioro del frijol (Phaseolus vulgarisL.) provocado por un mal almacenamiento sobre su calidad nutrimental. Tesis de Ingeniería en Alimentos. FES Cuautitlán. Universidad Nacional Autónoma de México.

Pérez G. F. y Pita V. J.M. (1999). Viabilidad, vigor, longevidad y conservación de semillas. Ministerio de agricultura, pesca y alimentación. Secretaria general Técnica. Núm. 2112 HD. Madrid.

Rama Roa, M.V; Tara, M.R.; Krishnan, C.K. (1974). Colorimetric estimation of tryptophan content of pulses. Journal Food Science and technology, (Mysore), 11:213-216.

Smith, C.; Van Megen, W.; Twaalfhoven, L., y Hitchcook, C (1980). The determination of trypsin inhibitor levels in foodstuffs. J. Sci. Food Agric. 31: 341-350.

Valderrama, J.O. (1997). Información Tecnológica. Sumario. Centro de Información Tecnológica. 8(4):198-200.

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División Ciencias de la Vida

CAMPUS IRAPUATO-SALAMANCA

ESTUDIO DE LA DEGRADACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS PRESENTES EN

ACEITE DE CANOLA SOMETIDO A ESTRÉS TÉRMICO

Barajas Gómez, J.J.a*, Castañeda Ovando, A.Añorve Morga, J.

a

a, Contreras López, E. a, Jaimez Ordaz, J. a, González Olivares, L.G.

a

a

Carretera Pachuca-Tulancingo Km 4.5, C.P. 42184, Mineral de la Reforma, Hidalgo, México Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Área Académica de Química,

* [email protected] RESUMEN: En la actualidad las tendencias mundiales de alimentación indican un interés de los consumidores hacia los alimentos, no sólo por su valor nutritivo, sino que además aporten beneficios a las funciones fisiológicas del organismo; por ejemplo, los ácidos grasos insaturados de fuentes vegetales. Sin embargo, estos nutrimentos han sido objeto de estudio en los últimos años, ya que se ha observado que la temperatura y el tiempo de calentamiento inducen un cambio significativo en la composición original de ácidos grasos, además de que provocan reacciones que alteran sus estructuras generando cambios en su configuración y produciendo compuestos indeseables; productos de oxidación. Por lo que, el presente trabajo tiene como objetivo estudiar el comportamiento de la degradación de los ácidos grasos en aceite de canola, al ser sometido a calentamiento. ABSTRACT: Nowadays, global food trends indicate an interest of consumers towards food, not only for its nutritional value, but also provide benefits to the body's physiological functions, for example, unsaturated fatty acids from plant sources. However, these nutrients have been studied in recent years, because it has been observed that the temperature and the heating time induce a significant change in the original composition of fatty acids, which cause addition reactions that alter generating structures configuration changes and compounds producing undesirable oxidation products. So, this paper aims to study the behavior of fatty acids degradation in canola oil, when subjected to heat. Palabras clave: Aceites, ácidos grasos, oxidación. ÁREA: Cereales, leguminosas y oleaginosas.

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mailto:[email protected]


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INTRODUCCIÓN La ingesta de alimentos grasos se ha vuelto una práctica común en la sociedad, ya que tienen como principal atrayente al consumidor su sabor agradable; sin embargo, la mayor parte de ellos sufren procesos de calentamiento previo a la ingesta, lo que ocasiona que se modifiquen sus características organolépticas y sus propiedades nutrimentales. Los aceites vegetales son productos que se utilizan como complemento para la preparación de otros alimentos, su uso es muy común debido a que, a diferencia del agua, puede alcanzar temperaturas mayores a los 200°C, por lo que el tiempo de cocción de los alimentos que se sumergen en él se reduce de manera notable, además de que mejora las características sensoriales del alimento. En los aceites vegetales predominan los ácidos grasos insaturados, cuyo aporte nutrimental es mayor; no obstante, presentan como principal desventaja, que a mayor grado de insaturación el aceite es menos estable a los efectos de la temperatura y el oxígeno. La temperatura, durante el proceso de fritura puede superar los 200 °C, y esto deteriora seriamente la composición química del aceite, ya que se forman productos de oxidación que son potencialmente tóxicos cuando su consumo es agudo, y muy dañinos para la salud cuando se les ingiere en forma crónica (Nitão, 2008). Asimismo, un aceite alterado térmicamente, también puede alterar las características organolépticas del alimento sometido a fritura. En la actualidad, los ácidos grasos insaturados han sido objeto de estudio de manera importante ya que se ha comprobado que son los más susceptibles al deterioro. Entre las reacciones de degradación de los alimentos de origen vegetal destacan la rancidez y la acidez (Dunn, et al., 2005). Las reacciones de oxidación pueden provocar que la mayor parte de ácidos grasos insaturados que son ingeridos en la dieta no cumplan con sus funciones, debido a que se degradan durante el procesamiento de los alimentos; por lo que, más que realizar una función que se cree benéfica al cuerpo humano, llegan a ser perjudiciales (por los compuestos que forman), siendo los responsables de pérdidas de peso y alta mortalidad (Abilés, et al., 2009). Por lo que el objetivo del presente trabajo es evaluar el cambio en el perfil de ácidos grasos presentes en aceites sometidos a estrés térmico y correlacionar con resultados de índice de peróxidos, con la finalidad de generar información que de alguna manera prevenga el mal uso que se les da a los aceites comestibles utilizados en la elaboración de frituras.

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MATERIALES Y MÉTODOS Obtención de las muestras Se utilizó aceite de canola de marca conocida, potencialmente utilizada por la población y adquirida en tiendas de autoservicio. Cinéticas de degradación térmica Con el fin de simular el tratamiento térmico que se aplica a los aceites vegetales en la vida cotidiana, las muestras fueron sometidas a estrés térmico durante periodos de tiempo controlados y consecutivos (5, 15, 30, 45, 60, 90 y 120 minutos), se colocaron 20 mL de aceite en un vaso de precipitados para cada tiempo asignado, luego del atemperado se recurrió a la cuantificación del índice de peróxidos y a la metilación de ácidos grasos. Cuantificación de peróxidos Preparación de la curva de calibración Se preparó una solución madre de Fe (II)100 mgL-1 (a partir de Fe(NH4)2(SO4)2•6H2O), por dilución de ésta se prepararon estándares en el intervalo de 2 a 10 mgL-1

de concentración. A cada estándar se agregó 1 mL de 1,10-fenantrolina, 1 mL de buffer de acetatos a pH 5 y se aforó a 10 mL con agua desionizada. Todos los estándares se dejaron reposar durante 8 minutos y finalmente se midieron las absorbancias a 512 nm.

Extracción de peróxidos Se tomó una alícuota de 0.5 mL de aceite comestible (sin o con tratamiento térmico) y se trasvasó a un tubo de ensaye, se agregó 1 mL de mezcla extractante de CH3COOH-CHCl3

(3:2) y se agitó con la ayuda de un Vortex®, luego se agregó 1 mL de solución de Fe(II) y nuevamente se agitó durante 2 minutos para llevar a cabo la reacción entre el Fe(II) y los peróxidos formados, posteriormente se adicionaron 2 mL de agua desionizada y se agitó la solución durante 1 minuto, para después llevarla a centrifugación a 4000 rpm durante 10 minutos. Posteriormente, se procedió a separar la fase acuosa y se trasvasó a un matraz aforado de 10 mL. A continuación, se llevó a cabo el mismo tratamiento que a los estándares. El análisis se realizó por triplicado.

Análisis de ácidos grasos Metilación de los ácidos grasos Con el fin de extraer los metil ésteres de ácidos grasos, a los tubos que contenían 500 µL de la fase lipídica concentrada se aplicó una transesterificación ácida; adicionándoles 1 mL de BF3

y después fueron sometidos a calentamiento en un baño termostatizado aproximadamente a 100°C durante 10 minutos (Cruz and Destaillats, 2009).

Luego, el contenido se lavó 2 veces con el fin de obtener los metil ésteres de ácidos grasos con mayor pureza; a los tubos se les adicionó 1mL de hexano y 1 mL de agua saturada de hexano, de esta manera se cambió la polaridad de la mezcla para separar los compuestos hidrofílicos de los hidrofóbicos, inmediatamente después se agitaron enérgicamente con la ayuda de un Vortex® durante 2 minutos, se centrifugaron durante 10 minutos obteniendo

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así dos fases en el tubo; la fase acuosa (inferior) fue desechada ya que allí se encontraban extraídas las impurezas de la mezcla, y la fase lipídica (superior), donde se hallaban los metil ésteres de ácidos grasos. La fase lípidica fue sometida a otro lavado para eliminar de manera total a los compuestos hidrofílicos, pero esta vez con 2 mL de agua saturada de hexano, nuevamente se desechó la fase acuosa y la lipídica se mantuvo en congelación aproximadamente 5 horas con el fin de eliminar los restos de agua por medio de la congelación. Luego de retirar los tubos del congelador, se vació el contenido líquido (metil ésteres de ácidos grasos) a un vial de inyección de 2 mL con fondo V y se concentró con flujo de nitrógeno (N2) con el objetivo de desplazar el oxígeno (O2) presente en el vial y así evitar oxidaciones indeseables en los metil ésteres de ácidos grasos. La muestra se aforó a 2 mL con diclorometano (CH2Cl2

) y posteriormente se inyectó 1 µL de la solución en el cromatógrafo de gases para identificar y cuantificar los ácidos grasos presentes en la muestra.

Identificación y cuantificación de ácidos grasos La identificación y cuantificación de ácidos grasos se llevó a cabo en un cromatógrafo de gases (Perkin Elmer, modelo autosystem XL) equipado con un FID, se utilizó una columna capilar polar (SP TM-2560, 75m x0.18mm i.d. x 0.14mm grosor de SupelcoTM). La inyección se realizó en modo splitless, utilizando nitrógeno como gas portador a un flujo de 1 mL min-1

. La temperatura del inyector fue de 230°C y la temperatura del detector de 250°C. El gradiente de temperatura fue: una temperatura inicial de 150°C, incrementando 4°C/min hasta 214°C, manteniendo esta temperatura por 2 min; después, se incrementó 2.5°C/min hasta 244°C y finalmente, se mantuvo esta temperatura por 5 min.

La identificación de los ácidos grasos se realizó mediante la comparación de los tiempos de retención de una mezcla patrón de ácidos grasos (FAMEMix C4-C24, Supelco®) de concentración conocida previamente inyectado con la muestra correspondiente. La cuantificación se realizó mediante el método de normalización de las áreas. RESULTADOS Y DISCUSIÓN La composición inicial de ácidos grasos en la muestra de aceite de canola se presenta en la Tabla 1, en la cual se puede observar que el ácido graso principal es el oleico (C18:1n9c); sin embargo, éste se pierde en aproximadamente el 67% durante los primeros 15 minutos de calentamiento a 220°C. Este mismo ácido graso presenta un ligero aumento en la etapa final de calentamiento, lo que está relacionado con la saturación parcial de los ácidos grasos poliinsaturados (C18:2n6c y C18:3n6) reportada en la literatura (Karpinska-Tymoszczyk, 2011). De acuerdo a la Tabla 1 y la Figura 1, en los primeros 15 minutos de tratamiento térmico ocurre la mayor pérdida de los ácidos grasos presentes en la muestra, lo que se traduce en una disminución en la calidad nutrimental.

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Tabla 1. Modificación en la composición de ácidos grasos presentes en aceite de canola

sometido a estrés térmico. Tiempo (min)

Ácido graso (%) C16:0 C18:0 C18:1n9c C18:2n6c C18:3n6

0 5.05 1.46 65.93 18.65 8.91 5 3.84 1.10 52.20 16.36 7.83 15 1.69 0.53 20.29 6.14 2.89 30 1.69 0.40 21.94 4.91 2.99 45 1.26 0.47 18.19 5.33 2.12 60 0.80 0.17 14.19 3.70 1.40 90 0.97 0.17 16.73 4.11 1.96 120 1.92 0.17 24.90 4.13 0.69

Figura 1. Comportamiento de los ácidos grasos presentes en el aceite de canola. Donde: ,

C16:0; , C18:0; , C18:1n9c; , C18:2n6c; , C18:3n6. Ahora bien, de acuerdo a la medida de índice de peróxidos, es precisamente en los primeros 15 min en los que se presenta la mayor oxidación de los ácidos grasos presentes en el aceite de canola (Figura 2). Una vez visto el comportamiento del contenido de ácidos grasos y del aumento del índice de peróxidos, se obtuvieron los espectros del infrarrojo para cada una de las muestras obtenidas por tiempo de calentamiento.

0

10

20

30

40

50

60

70

0 15 30 45 60 75 90 105 120

Porc

enta

je

tiempo (min)

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Figura 2. Aumento del índice de peróxidos de aceite de canola sometido a estrés térmico.

En la Figura 3 se presentan los espectros del inicio y de 120 minutos de calentamiento, en los cuales se puede observar que el principal cambio es en la banda correspondiente a la vibración de tensión O-H (≈3500 cm-1

); este cambio se debe a que durante el calentamiento se está favoreciendo la generación de ácidos grasos libres, aumentado la señal antes mencionada.

Figura 3. Espectros de infrarrojo para aceite de canola (A) en condiciones iniciales (sin

calentamiento); y (B) sometido a calentamiento durante 120 min. CONCLUSIONES De acuerdo a los experimentos realizados se comprueba que el aceite de canola no se puede someter a más de 5 minutos de calentamiento, debido a que pierde ácidos grasos que son de importancia nutrimental, tales como los poliinsaturados; esto ocasiona que además pierda sus propiedades organolépticas, generando olores y sabores desagradables, ya que se forman productos de oxidación y por otro lado se van generando ácidos grasos libres.

0

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2

3

4

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0 15 30 45 60 75 90 105 120

Índi

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dos,

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/L

tiempo, min

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70

80

90

100

40080012001600200024002800320036004000

%Tr

ansm

itanc

ia

Número de onda (cm-1)

υC=O

υC-H (alquenos)

υC-H (alcanos)

υO-H

(A)0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

40080012001600200024002800320036004000

%Tr

ansm

itanc

ia

Número de onda (cm-1)

υC=O

υC-H (alquenos)

υC-H (alcanos)

υO-H

(B)

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REFERENCIAS Abilés J., Ramón A.N., Moratalla G., Pérez-Abud R., Morón J.J., Ayala A. 2009. Efectos del

consumo de aceites termo-oxidados sobre la peroxidación lipídica en animales de laboratorio. Nutrición Hospitalaria 24:473-478.

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Cruz H. C. y Destaillats F. 2009. Recent advances in chromatography: applications to the separation of fatty acids methyl esters. Journal of liquid chromatography & related technologies.Vol 32:1672-1688. Nutrición Hospitalaria 20:63-69.

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edición. Editorial Pearson Educación. México.

Nitão D.Z. 2008. Sterculia striata seed kernel oil: characterization and thermal stability. Grasas y aceites. 59:160-165

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ANÁLISIS DE CALIDAD DE SEMILLA Y CONTENIDO TOTAL DE

ANTOCIANINAS DE MAÍZ PIGMENTADO (ZEA MAYS L.) CULTIVADO ORGÁNICAMENTE EN LA COMARCA LAGUNERA

aGallegos Carrillo J., aAguilera-Ortiz M.*, bGallegos-Ponce A., aCandelas Cadillo M. G.

a

Ramirez Baca P.

aUniversidad Juárez del Estado de Durango. Facultad de Ciencias Químicas.bFacultad de Agricultura y Zootecnia. Av. Artículo 123 s/n 35010. Gómez Palacio Durango, México.

[email protected] RESUMEN: Actualmente, se reconoce la relevancia nutracéutica de las antocianinas como antioxidantes, anticancerígenas y reductoras de triglicéridos y de colesterol, así como también se ha encontrado que en los extractos etanólicos de maíz morado y azul se presenta actividad antimutagénica y actividad antioxidante. El objetivo de este trabajo fue cuantificar las antocianinas y la calidad de la semilla de maíz pigmentado (Zea mays L.) cultivado en la Comarca Lagunera. La parte agronómica se realizó en el Campo Agrícola Experimental de la Facultad de Agricultura y Zootecnia y los análisis químicos en la Facultad de Ciencias Químicas, ambas de la UJED. Se usó un diseño de bloques al azar con cuatro tratamientos y cuatro repeticiones; dos niveles de fertilización orgánica, fertilización inorgánica y un control. La calidad de la semilla se midió en base al peso hectolítrico, peso de 100 semillas, peso volumétrico y color; además se evaluó el contenido de antocianinas por el método de diferencial de pH y se reporta como mg de cianidina 3 glucósido/kg de maíz. Los datos se analizaron por ANOVA. En cuanto a las dimensiones, al peso de 100 semillas y el peso volumétrico no hubo diferencia entre los tratamientos. El peso hectolítrico fue menor en el tratamiento con fertilización química. Respecto a las tres dimensiones de color L, a* y b*, los tratamientos fueron semejantes y el parámetro “a” varió entre 3.29 y 4.23. El contenido de antocianinas también fue similar en los cuatro tratamientos y los valores estuvieron en el rango de 203.2 – 252.1. Palabras clave: maíz pigmentado, calidad de la semilla, antocianinas. ABSTRACT: It is now recognized the relevance nutraceutical anthocyanins as antioxidants, anticancer and reducing triglycerides and cholesterol, as well as that found in the ethanol extracts and blue purple corn presents antimutagenic activity and antioxidant activity. The aim of this study was to quantify anthocyanins and quality pigmented seed corn (Zea mays L.) grown in the Comarca Lagunera. The party was held at the agronomic Agricultural Experiment Station of the Facultad de Agricultura y Zootecnia and chemical analysis at the Facultad de Ciencias Químicas, both from the UJED. We used a randomized block design with four treatments and four replications, two levels of organic fertilizer, inorganic fertilizer and control. Seed quality was measured based on the test weight, weight of 100 seeds, volumetric weight and color, also evaluated the anthocyanin content by the method of differential pH and reported as mg of cyanidin 3 glucoside / kg corn . Data were analyzed by ANOVA. In terms of dimensions, weight of 100 seeds, and the volume weight did not differ between treatments. The test weight was lower in the treatment with chemical fertilization. Regarding the three-dimensional color L, a* and b*, the treatments were similar and the parameter "a" varied between 3.29 and 4.23. Anthocyanin content was similar in all four treatments and the values were in the range of 203.2 - 252.1

.

Key words: pigmented corn, seed quality, anthocyanins.

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ÁREA:

Cereales, leguminosas y oleaginosas.

INTRODUCCIÓN El maíz surgió aproximadamente entre los años 5000 y 600 AC en Mesoamérica (México y Guatemala), probablemente a lo largo del acantilado occidental de México Central o del Sur, a 500 km de la Ciudad de México. El maíz morado es una variedad pigmentada de (Zea mays L.), cultivado en América Latina, principalmente en Perú y Bolivia, donde se utiliza en la elaboración de bebidas “chicha morada”, mazamorras y otros alimentos; el maíz morado es uno de los cereales donde la composición de antocianinas ha sido definida por estudios de espectrofotometría. En el grano de maíz azul y rojo, la capa aleurona contiene los pigmentos de antocianina azul que le dan el color de las antocianinas del maíz también se pueden derivar pigmentos naturales que se pueden aprovechar como colorantes de vinos, mermeladas y jugos de fruta. Las antocianinas presentes en el maíz azul se derivan de la cianidina, en tanto que las del grano rojo provienen de la pelargonidina. La calidad de la semilla es un concepto vasado en la valoración de diferentes atributos. Los cuales mejoran el establecimiento de la planta en campo entre los que destacan: la calidad genética, fisiológica, física y sanitaria. Actualmente, se reconoce la relevancia nutracéutica de las antocianinas como antioxidantes, anticancerígenas y reductoras de triglicéridos y de colesterol así como también se ha encontrado que en los extractos etanólicos de maíz morado y azul poseen actividades antimutagénicas y actividades contra los radicales libres; estas actividades fueron asociadas con las antocianinas presentes en los granos de maíz. Por otro lado, la calidad física involucra características tales como: contenido de humedad, peso por volumen y pureza. Hoy en día, resulta valioso para las empresas productoras de semilla y para el usuario, el tamaño y forma de la semilla, el peso de cien semillas, el peso volumétrico (peso hectolitrito) color y daños por insectos y hongos. Por lo anterior, en el maíz pigmentado cultivado en la Comarca Lagunera, se evaluaron algunas variables de calidad de semilla de maíz; así como el contenido total de antocianinas. MATERIALES Y MÉTODOS La presente investigación fue de tipo experimental.- los objetivos se orientan a describir un análisis de calidad en la semilla y el contenido total de antocianinas en el maíz pigmentado (Zea mays L.) cultivado en los campos experimentales de la Facultad de Agricultura y Zootecnia y en los laboratorios de la Facultad de Ciencias Químicas, ambas de la Universidad Juárez del Estado de Durango. El cultivo del maíz se dio en el ciclo primavera-julio y se cosechó en el mes de octubre, el cual fue recolectado y almacenado hasta alcanzar su madurez fenológica. Se utilizaron 1500 g de muestra por tratamiento (16 tratamientos) Para realizar el análisis de calidad de la semilla de maíz, se midió el peso de 100 semillas, la cual fue determinada colocando la muestra en un vaso de precipitado de 100 mL y pesándolo en una balanza, reportando los resultados del peso en gramos. Para determinar el peso volumétrico de 100 semillas, se colocó la muestra en una probeta de 200 mL, expresando los resultados en mililitros. El peso hectolitrico se basa en la masa de los 100 granos entre el volumen de los 100 granos de maíz. Para la toma de color se analizan los granos de maíz con un colorímetro Minolta CR-300, se miden los parámetros L, a y b. Para la extracción de antocianinas, se molieron las semillas de maíz hasta dejarlos

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completamente triturados, se tomaron 5 g de muestra por tratamiento. Para la extracción, se siguió el método de Abdel – Aal et al (2006), agregando 24 mL de etanol acidificado (etanol/HCl 1 N, 85:15) con agitación con el vortex. Posteriormente, se ajustó el pH a 1.0 usando HCl 4N; la suspensión fue centrifugada a 3000 rpm a 4°C; se recuperó el sobrenadante y se transfirió a un matraz volumétrico, aforando a 50 mL con etanol acidificado. Finalmente, se midió la absorbancia a 535nm. La concentración de antocianinas totales se calculó como equivalente de cianidina-3-glucósido, de acuerdo con la siguiente ecuación.

C = (A/E) (vol/1000) (PM) (1/peso de la muestra) (106

)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN El peso de 100 granos y el peso volumétrico de 100 semillas no muestra diferencia significativa entre los tratamientos (Tabla 1). Con respecto al peso hectolítrico, se encontró diferencia significativa (p=0.00574) en las semillas cultivadas en forma orgánica al igual que el testigo, pero no el cultivado con fertilizantes químicos, que presentan un valor bajo. Tabla 1. Calidad de la semilla de maíz pigmentado cultivado en forma orgánica.

Tratamiento peso de 100 semillas (g)

Peso volumétricos de 100 semillas (g)

Peso hectolítrico (g/ml)

Testigo 36.95 57.25 0.6760* a

Químico 35.24 59.5 0.5923* b

40 ton 37.98 58.5 0.6442* a

80 ton 37.23 56.25 0.6475* a

p 0.4015 0.06312 0.00574 Al analizar el color triestímulo (Tabla 2), se observa que no hay diferencia significativa entre los tratamientos, por lo que cualquier semilla cultivada en forma orgánica puede presentar un colores similar. Aunque, de manera aritmética pueden ser seleccionado el tratamiento de 80 ton por ser el que más se aproxima al testigo.

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Tabla 2. Parámetros de color de la semilla de maíz pigmentado cultivado en forma orgánica. Para las dimensiones de la semilla (Tabla 3) tampoco hay diferencia significativa. Estas variaron en forma y tamaño, en largo y grosor, todos los tratamientos presentan características similares. Tabla 3. Dimensiones de la semilla de maíz pigmentado cultivado en forma orgánica. El contenido de antocianinas se encontró entre 203.187 a 258.081 mg de cianidina 3-glucósido/kg de maíz, para todos los tratamientos examinados (Tabla 4). El testigo y el tratamiento de 40 ton de abono orgánico presentaron el menor contenido de antocianinas. El fertilizado químicamente y el tratamiento de 80 ton, fueron los que mostraron la mayor cantidad de antocianinas. Tabla 4. Contenido total de antocianinas de semilla de maíz pigmentado cultivado en forma orgánica.

Tratamiento L a b Testigo 58.92 4.23255 8.2145 Químico 61.196 3.29656 10.5935 40 ton 61.763 3.3846 10.901 80 ton 58.38 4.0355 9.745 p 0.60312 0.22238 0.34361

Tratamiento Largo Ancho Grosor

Testigo 1.1305 0.98075 0.46775 Químico 1.16725 0.9915 0.48125 40 ton 1.19175 1.01625 0.4745 80 ton 1.18925 1.034 0.458 p 0.481 0.424 0.824

Tratamiento CTA, mg/kg Testigo 209.2394 Químico 223.6786 40 ton 203.187 80 ton 252.0816 p 0.0571

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DISCUSIÓN En el peso de 100 semillas de maíz pigmentado según Salinas et al. (2012), tiene un peso de 60 a 70 g/100 semillas, en comparación de la cultivada en la Comarca Lagunera que se obtuvo fue de 35.24 a 37.98 g; esto es debido a que los granos son más grandes, lo cual varia en el doble de tamaño, esto se debe a que puede ser una diferencia de razas lo cual hace que los granos sean más grandes o pequeños. En este estudio, los granos de maíz son pequeños debido a que pertenecen a la raza “cónica”.

Salinas (2013), menciona que los parámetros de color azul de los cultivos de Oaxaca, el más alto presenta una coloración de 109.2 L, 8.8 a* y 30.2 b* en comparación con los valores registrados con el maíz sembrado en esta región 58.38 L, 4.0355 a* y 9.745 b*. En el maíz sembrado en el Estado de Oaxaca, se observa el doble de estos últimos valores, esto es debido a que la semilla de maíz sembrada orgánicamente, presentaba algunas partes almidonadas y en algunos granos pocas pigmentaciones a comparación de los otros granos de las variedades cultivadas en Oaxaca. Se estima que todo el grano sea morado y no presente partes almidonadas, al igual que la capa aleurona sea completamente morada.

Para el peso hectolítrico, que es necesario para los productos de calidad de alimentos de esta materia prima la NMX-FF-034/1-SCFI-2002 solicita que debe de ser mayor de 74 kg/hl y el valor obtenido fue de 67.60 kg/hl, lo cual baja un poco el maíz pigmentado cultivado en la Comarca Lagunera, ya que puede ser por el cambio de región, o de fertilización que se le aplico al cultivo. Pero casi es similar al valor y puede ser utilizado para tener productos de calidad de este cultivo en la industria tortillera, indicando que hay una mayor dureza en el grano de maíz.

Según el análisis realizado a la semilla madre utilizada para el cultivo de maíz en la Comarca Lagunera, fue adquirida del estado de Guanajuato y presento un contenido de antocianinas de 118.760 mg/kg de maíz; el sembrado orgánicamente, presento un valor de 252.0816 mg/kg, siendo la cantidad dos veces mayor debido a que la planta presento un fenómeno agrícola llamado “relación genotípica ambiental” donde los investigadores de FAZ explican que es el cambio de región, clima, modo de fertilización, suelos, agua entre otras variables. La planta presento un estrés, generando más radicales libres dándose a la tarea de fabricar enzimas antioxidantes y protegerse ella misma de sus mismos radicales. Salinas (2012), reporta que en la raza “olotillo” del grano de maíz morado hay un contenido de antocianinas de 294.4 mg/kg.

Lo anterior es debido a que esa siembra esta ya adaptada a la región, pero estadísticamente coinciden los valores con los reportados en este estudio; además, el maíz cultivado en esta región es de raza “cónica” y contiene un poco más de almidón a comparación del “olotillo”, reduciendo una competa pigmentación del grano. El otro contiene un grano completamente pigmentado, aumentando la probabilidad de un contenido de antocianinas más alto. Aunque, el aumento del contenido de antocianinas puede variar debido a los métodos de fertilización implementados en la siembra, el cual se propone de una manera orgánica.

El contenido total de antocianinas, los parámetros de color (L, a* b*), dimensiones y pesos (100 semillas y volumétrico) no se ven afectados por el tipo de tratamiento de fertilización. Mientras que el peso hectolitrico mostro diferencia significativa cuando es utilizado el tratamiento químico. Por lo cual, el cultivado con 80 ton, es el cultivo que mejor se adapta para sembrar en la Comarca Lagunera. Además, numéricamente tiene un valor alto de contenido de antocianinas, es cultivado de manera orgánica. Aprovechando que esta región

CONCLUSIONES

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es una cuenca lechera muy grande donde la generación de altas cantidades de estiércol pudiera presentar una contaminación, se dispondría para abono orgánico. También, de una manera más integral, se diversificarían las aplicaciones del maíz pigmentado. REFERENCIAS Abdel-Aal ES, Young C, Rabalski I. 2006. Anthocyanin composition in black, blue, pink,

purple and red cereal grains. Journal Agricultural and Food Chemistry 54, 4696-4704. Antonio MM, Arellano VL, García SG, Mirada CS, Mejía CJA, González CF. 2004.

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Salinas MY. 2012. Granos de Maices Pigmentados, Caracteristicas Fisicas, Contenido de Antocininas y Valor Nutraceutico. Rev. Fitotec. Mex. Vol. 35(1): 33 – 41.

Salinas MY. 2013. Caracterizacion Fisica y Composicion Quimica de Razas de Maiz de Grano Azul/Morado de las Regiones Tropicales y Subtropicales de Oaxaca. Rev. Fitotec. Mex. Vol. 36(1): 23 – 31.

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División Ciencias de la Vida CAMPUS IRAPUATO-SALAMANCA

ANALISIS DE PERFIL DE TEXTURA EN MASAS DE HARINA DE TRIGO ADICIONADAS CON HARINA DE CASCARA DE Oxalis tuberosa.

Ramos Rivera E.M.a, Piloni Martini J.a, Hernández Uribe J.P.a, Quintero Lira A.a, Rivera Sánchez L.a, Soto Simental S.a y Güemes Vera N.a*

a*

*[email protected]

Instituto de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Av. Universidad km 1, Ex - Hacienda de Aquetzalpa, Rancho Universitario, C.P. 43600, Tulancingo Hidalgo México.

RESUMEN: El tubérculo de Oxalis tuberosa, que se conoce comúnmente como papa roja en México, es un producto que actualmente no se utiliza como un alimento de consumo popular, principalmente es usada en ciertas fechas del año como es en la época decembrina, se caracteriza por un sabor dulce. El objetivo de este trabajo fue analizar el perfil de textura en masas de harina de trigo adicionadas con harinas de papa roja. Los resultados mostraron que la dureza estas masas aumentaba conforme se adicionaban con esta harina, a su vez la elasticidad disminuía, y la cohesividad aumentaba junto con la adhesividad. De esto se concluye que la papa roja puede tener una competencia por el agua que utiliza la red del gluten, así como una mayor absorción de agua. ABSTRACT: Oxalis tuberosa tuber, commonly known as Mexico red potatoes, is a product is not used as a food popular consumer. Mainly it is used at certain times of the year as the holiday season is characterized by a sweet flavor. The aim of this study was to analyze texture profile of wheat flour doughs with added red potato flours. The results showed that the hardness of doughs were increased as this flour. This decreased elasticity and cohesiveness with increased adhesiveness. The conclusion was the red potato could have a competition for the water that use the gluten network, as well as increased water absorption. Palabras clave: análisis de perfil de textura, Oxalis tuberosa, papa roja, masas ÁREA: Cereales, Leguminosas y Oleaginosas INTRODUCCIÓN Los cultivos andinos “oca” (Oxalis tuberosa), constituyen una fuente de recursos poco conocidos y explotados que representan posibilidades para la agricultura, la alimentación, la agroindustria y el comercio internacional. Los tubérculos de Oxalis tuberosa son conocidos con los nombres comunes de “oca” en Ecuador, Bolivia, Perú y Chile; “cuiba” o “quiba” en Venezuela; “macachin” o “miquichi” en Argentina; “huasisai” o “ibia” en Colombia y en México; “papa extranjera” o “papa roja”; “yam” en Nueva Zelandia; “truffette acide” en Francia, y “knollen-sauerklee” en Alemania (NCR, 1989a; Del Río, 1990; Montaldo, 1996). Su cultivo se extiende desde da en huertas familiares de Acaxochitlàn Hgo y es solo para consumo local en épocas navideñas. Los tubérculos de “oca” presentan alta variabilidad en relación a su valor nutricional y la mayoría tiene incluso valores nutritivos tan buenos o mejores que la papa. Presentan intervalos de humedad de 70-80 %; carbohidratos 11-22 %, usualmente ricos en azúcares de fácil digestión, y contenidos de grasa, fibra y cenizas de 1,0 % aproximadamente. Los valores de

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proteína pueden variar ampliamente, pudiendo alcanzar ciertos tipos ricos en proteína, mas de 9 % en base seca (NCR, 1989a). MATERIALES Y MÉTODOS Análisis de Perfil de Textura en masas adicionadas con Oxalis tuberosa La textura de las masas se determinó en el texturómetro TA-HDi. La prueba consistió en comprimir dos veces consecutivas 50 g de masa, con un embolo de 1 pulg² de diámetro; se empleó una celda de carga de 5 Kg, con una velocidad de 10 mm/s. De esta prueba se obtuvieron gráficas, de fuerza-tiempo y se midió los siguientes parámetros: dureza, que es la altura del pico máximo de la gráfico, cohesividad, que es la razón entre las áreas de la curva correspondiente solo a las bajadas del embolo, adhesividad y finalmente elasticidad, que se define como la altura que recobra el alimento durante el tiempo que pasa entre el final de la primera comprensión y el máximo de la segunda. Establecimiento del experimento Se realizaran los experimentos en el laboratorio de análisis especiales del Centro de Investigaciones de Ciencia y Tecnología de los Alimentos CICyTA. En el cuadro 1 se muestran los tratamientos utilizados en este experimento. Cuadro 1. Tratamientos de las masas adicionadas con harina de papa extranjera (Oxalis tuberosa).

Tratamientos Harina de Trigo (%) Harina de (Oxalis tuberosa) (%) Testigo 100 0 1 100 20 2 100 10

Análisis estadístico Se utilizó un diseño completamente al azar realizando los análisis por triplicado. Los resultados fueron analizados por análisis de varianza, si se encontraban diferencias significativas (p<0.05) se utilizó la técnica de Tukey para comparación de medias.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN En el Cuadro 2, se muestran los resultados obtenidos en el análisis de perfil de textura de las masas de harina de trigo adicionadas con harina de papa roja, y se comparan con un control de harina de trigo, en esta prueba se observa que la dureza de la papa, aumenta conforme se incrementa la adición de la harina de papa, en cuanto la cohesividad y la elasticidad presentan un efecto contrario a la dureza, la cual disminuye, no es así para la adhesividad de las masas, la cual aumenta conforme se incrementa la harina de papa roja, de esta forma se observa que la harina de papa roja aumenta la dureza tres veces más que la

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testigo, esto puede repercutir en la formación de redes de gluten de la masa, no permitiendo que esta sea suave y elástica, ya esta última se va perdiendo con la adición de la harina de papa roja, mas sin embargo la hace más adhesiva, lo que permite creer que la presencia de esta harina provoca una mayor absorción de agua, ya que la Cohesividad disminuye, lo cual concuerda con lo reportado por Paraskevopoulou et al., 2010 y Mohamed et al., 2012.

Cuadro 2. Análisis de Perfil de Textura de Masas de Harina de Trigo Adicionadas con Harina de Oxalis tuberosa.

Tratamientos Dureza (Kg)

Cohesividad Elasticidad (cm)

Adhesividad - (cm2)

Testigo 3.80±1.4 0.784±0.14 0.822±0.06 1.80±6.8 1 9.51±1.91 0.411± 0.03 0.476±

0.07 3.46± 4.5

2 11.83±6.9 0.484±0.20 0.610±0.31 2.17±2.6 La Desviación estándar se presenta en muestras analizadas por triplicado. CONCLUSIONES Se concluye que la harina de Oxalis tuberosa, presenta una competencia por el agua del gluten que requiere para la formación de redes, por lo que hace más duras a las masas, esto se ve reflejado en la Cohesividad la cual disminuye. REFERENCIAS AOAC. 1990. Official Methods of Analysis of Association of Official Analytical Chemists.

15 edition. Del Río, C.A. 1990. Análisis de la variación isoenzimática de “Oca” (Oxalis tuberosa

Molina) y su distribución geográfica. Tesis. Universidad Ricardo Palma, Perú. 61 p. Mohammed I, Abdelrahman R. Ahmeda,c,∗, B. Sengea.. Dough rheology and bread quality

of wheat–chickpea flour blends. Industrial Crops and Products 36 (2012) 196– 202. Montaldo, Alvaro. 1996. Bibliografía venezolana de raíces y tubérculos. Consejo de

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NCR. 1989a. National Research Council. Oca. 82-91. In Lost crop of the Incas: little-know plants of the Andes with promise for worldwide cultivation. The National Academies Press. http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=1398&page=83.

Paraskevopoulou A., E. Provatidou, D. Tsotsiou, V. Kiosseoglou. 2010. Dough rheology and baking performance of wheat flour–lupin protein isolate blends. Food Research International 43: 1009-1016.

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http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=1398&page=83


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EFECTO DE LEVADURA (saccharomyces cerevisiae) Y EL TIEMPO DE

ALMACENAMIENTO SOBRE LA TEXTURA Y EL VOLUMEN DE UNA MASA INTEGRAL CONGELADA PARA PAN DULCE

.

Ledezma García V., Flores Meraz P., Medina Maldonado M., Chew Madinaveitia G., Aguilar Valenzuela J. Candelas Cadillo, M. G., Ramirez Baca, P.

Facultad de Ciencias Químicas Gómez Palacio. Universidad Juárez del Estado de Durango. Av.

Articulo 123 s/n Fraccionamiento Filadelfia, Gómez Palacio Durango. 35010 México. * [email protected].

RESUMEN: La determinación del incremento del porcentaje de levadura en masa integral congelada para pan dulce, y si esta modifica la textura y volumen del pan al momento del horneado, así como el tiempo que permanece almacenado en temperaturas de congelación. En este trabajo se realizó con un diseño completamente al azar con dos tratamientos diferentes: Tiempo de congelación a 7, 14 y 28 días y la cantidad de levadura, 3, 4 y 5%. Cada uno con cuatro repeticiones y la interacción entre los dos tratamientos, es decir, se realizaron las combinaciones de los dos tratamientos obteniendo un total de 40 muestras, las cuales se compararán con un control que fue una masa sin congelar y con la formulación normal. Los resultados obtenidos se puede concluir que la adición de levadura extra no afecta las características del volumen y pérdida de peso del pan, solo afecta la textura, mientras que el tiempo de almacenamiento congelado es un factor determinante en la calidad del pan, afectando las características finales del pan como son su pérdida de peso después de horneado, su volumen final y su textura. Palabra clave: Levadura, masa integral, textura, volumen, tiempo de almacenamiento. ABSTRACT: The determination of the percentage increase in the integral dougth of frozen yeast sweet bread, and if this changes the texture and volume of bread baking at the time, and the time that remains stored in freezing temperatures. This work was performed using a completely randomized design with two different treatments: freezing time 7, 14 and 28 days and the amount of yeast, 3, 4 and 5%. Each with four replicates and the interaction between the two treatments, ie combinations were performed both treatments obtaining a total of 40 samples, which are then compared to a control which was not frozen dough with the standard formulation. The results obtained it can be concluded that the addition of extra yeast does not affect the characteristics of the volume and weight loss of bread, only affects the texture, whereas the frozen storage time is a determining factor in the quality of bread, affecting the characteristics final bread such as your weight loss after baking, the final volume and texture. Keywords: yeast, wheat crust, texture, volume, time of storage ÁREA: Cereales INTRODUCCIÓN El pan es un alimento básico procesado que se remonta a más de 12000 años, dedicándosele numerosos estudios sobre diversos aspectos de su elaboración. Es un alimento fermentado producido por la fermentación de azúcares de harina de trigo derivados del almidón que implican interacciones químicas de los diferentes componentes de los alimentos en los ingredientes empleados. Estas interacciones pueden ser ajustadas para crear productos

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deseables, una vez que los procesos químicos y físicos subyacentes se conocen bien (Sivam, 2010).

La aplicación de bajas temperaturas en la panificación proporciona una manera fácil de procesar diferentes tipos de pan y masas (fresco, refrigerado y congelado), que garantice una tasa constante de crecimiento de este campo (Rosell, 2007). La tecnología de congelación de alimentos ha avanzado notablemente, y su importancia económica también ha aumentado en todo el mundo (Mallet, 1993). México es un país en donde la congelación aún no tiene el auge que tiene en otros países desarrollados, debido en parte a la abundancia y disposición de alimentos frescos, y en parte a la falta de equipos de refrigeración/congelación en medios rurales (Machado, 2008).

La congelación se produce a consecuencia de un descenso de la temperatura del alimento por debajo de su temperatura de congelación. Teniendo en cuenta que la temperatura de congelación de los alimentos es por debajo de los 0°C (entre -5 y -2°C, aproximadamente), la temperatura normal mínima de conservación es de 18°C, la congelación no solo implica un cambio de calor sensible del alimento, sino que también es necesario retirar el calor latente asociado al cambio de fase correspondiente a la transformación de una parte del agua líquida en hielo. Como consecuencia de esta inmovilidad del agua por la formación de cristales de hielo se produce una disminución de la actividad del agua en fase liquida, es decir, el agua no está disponible para reacciones químicas y enzimáticas (Ribotta y Tadini, 2009). El pan es uno de los alimentos más ampliamente consumidos por la humanidad (Stanley, 1998), sin embargo, los productos de panificación, al igual que otros alimentos, tienen una corta vida de anaquel desde que salen del horno hasta que el cliente los consume. Uno de los principales problemas de la corta duración del pan es el envejecimiento o endurecimiento, causado por la retrogradación del almidón, además del desarrollo de una corteza firme y una resequedad aparente durante el almacenamiento prolongado (Filipovic, 2010). El objetivo de esta investigación fue determinar sí el incremento del porcentaje de levadura en la elaboración de masa integral congelada para pan dulce, modifica significativamente la textura y el volumen a la hora de ser horneada. Así como el tiempo que permanece la masa en congelación no afectará la textura y el volumen a la hora de ser horneado.

MATERIALES Y MÉTODOS

Este proyecto se realizó en las instalaciones de la Facultad de Ciencia Químicas de la Universidad Juárez del Estado de Durango en Gómez Palacio, en las áreas del laboratorio de alimentos y en los laboratorios multidisciplinarios. La investigación se llevó a cabo en el periodo comprendido de Marzo del 2012 a Diciembre del 2012.

El diseño utilizado fue completamente al azar (DCA) con dos tratamientos diferentes: Tiempo de congelación a 7, 14 y 28 y la cantidad de levadura, 3, 4 y 5%. Cada uno con cuatro repeticiones y la interacción entre los dos tratamientos, es decir, se realizaron las combinaciones de los dos tratamientos obteniendo un total de 40 muestras, las cuales se

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compararán con un control que será una masa sin congelar y con la formulación normal. Se elaborarán muestras de 500 g (en peso base de harina) realizando la formulación adecuada a este peso de harina, las piezas de pan fueron de 50grs cada una. La harina se adquirió en un centro comercial de Gómez Palacio, Dgo.

Se utilizaron en el presente estudio harina integral y harina refinada, levadura liofilizada e ingredientes complementarios del pan dulce. Midiendo las propiedades de textura, el volumen y la pérdida de peso. Para la realización del pan dulce se utilizó material diverso del laboratorio multidisciplinario y del laboratorio de alimentos de la Facultad de Ciencias Químicas. Para la congelación se utilizara el congelador modelo (…) Para el análisis de la pérdida de peso y el volumen se utilizó diverso material común de laboratorio y las semillas de nabo. Para medir la textura se utilizó un texturómetro modelo TAXT2.

El pan obtenido después del horneado, se dejó enfriar. Una vez enfriado, se pesa el pan en una balanza analítica. El objetivo de pesar el pan antes y después de horneado es para obtener el rendimiento del pan durante el horneado. El peso se reportará en gramos (g). En este trabajo se utilizó el método de desplazamiento de volumen del producto horneado. En cual, el volumen del producto se analiza por diferencia de volúmenes con y sin producto mediante semillas de baja densidad, como son las de nabo.

Se analizó la textura (fuerza de compresión) en la miga de todas las unidades experimentales, para ello se utilizó un analizador de textura SMS modelo TA- XT2, de acuerdo al método de Hosseney (1991). Los parámetros usados en la prueba son los siguientes: velocidad de Velocidad de pre ensayo: 5.0 mm/s, velocidad de ensayo: 10.0 mm/s, velocidad de post ensayo: 10.0 mm/s y distancia 5.0 mm. El aditamento usado en la prueba fue el punzón de cabeza redonda de ½ pulgada el cual determino la fuerza medida en Newtons (N).

El diseño experimental es un ANOVA bifactorial con cuatro repeticiones, cambiando las concentraciones de levadura y el tiempo de congelación de las piezas de pan dulce. El análisis de datos se realizara mediante un ANOVA bifactorial con un nivel de significancia de 0.05. La comparación de las medias se realizó con la prueba de Duncan.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la figura 1 y tabla 1 se muestran los resultados de la medición de textura instrumental mostrada por el pan después del horneado en las 10 pruebas realizadas, para los tres tiempos de almacenamiento congelado (7, 14 y 28 días) y las tres formulaciones diferentes (3, 4 y 5% de levadura). Como puede observarse la diferencia en los niveles de textura del primer tiempo de almacenamiento congelado comparado con los otros dos tiempos (14 y 28) es significativa. Mientras que entre estos dos últimos (14 y 28 días) los niveles de textura son más similares. Al aplicar un Análisis de Varianza a los datos obtenidos, se observa una diferencia estadísticamente significativa con respecto al tiempo de almacenamiento con p(<0.00) y con la concentración de levadura con p(<0.00).

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Figura 1. Comparación de textura instrumental de las 3 concentraciones usadas (3%, 4%,5%), en los distintos tiempos de congelación (7,14 y 28 días).

Tabla 1. Resultados de medición de textura instrumental de las tres concentraciones usadas (3, 4 y 5%), en los distintos tiempos de congelación (7, 14 y 28 días).

Lev/t 7 14 28

3 2.9283 0.99075 0.96375

4 1.9056 0.88975 0.70425

5 2.5498 1.1093 0.84605

En la figura 2 y tabla 5 se muestran los resultados de la medición de volumen de las 10 pruebas, se puede observar una diferencia estadística con respecto al tiempo de almacenamiento con p(<0.00), mientras que el porcentaje de levadura no afecta ésta variable.

Figura 2. Comparación de volumen del pan horneado de las 3. Concentraciones usadas (3%, 4%,5%), en los distintos tiempos de congelación (7,14 y 28 días).

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Tabla 2. Resultados de medición de volumen (cc) de las piezas de pan horneadas, de las 3 concentraciones usadas (3%, 4%,5%), en los distintos tiempos de congelación (7,14 y 28 días).

Lev/t 7 14 28

3 88 66.25 68.75

4 100 62.5 70

5 98.75 60 75

En la tabla 3 y figura 3 se muestran los resultados de la pérdida de peso mostrada por el pan después del horneado en las 10 pruebas realizadas, para los tres tiempos de almacenamiento congelado (7, 14 y 28 días) y las tres formulaciones diferentes (3, 4 y 5%de levadura). Con los datos de peso se observa una diferencia estadística significativa con p(<0.00) con respecto al tiempo de almacenamiento, sin embargo el porcentaje de levadura no afecta ésta variable.

Figure 3. Comparación de la pérdida de peso del pan horneado de las 3 concentraciones usadas (3%, 4%,5%), en los distintos tiempos de congelación (7,14 y 28 días).

Tabla 3. Resultados de % de pérdida de peso de las piezas de pan horneadas, de las 3 concentraciones usadas (3%, 4%,5%), en los distintos tiempos de congelación (7,14 y 28 días)

Lev/t 7 14 28

3 13.84 11.94 10.312

4 13.545 10.1 11.135

5 12.845 10.37 9.825

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CONCLUSIONES La adición de levadura extra no afecta las características del volumen y pérdida de peso del pan, solo afecta la textura, mientras que el tiempo de almacenamiento congelado es un factor determinante en la calidad del pan, afectando las características finales del pan como son su pérdida de peso después de horneado, su volumen final y su textura. Esto se debe a que la congelación por método mecánico (lento) origina la formación de cristales muy grandes, lo cuales topen las células vegetativas de la levadura y también debilita la red de gluten produciendo una menor retención de la cantidad de dióxido de carbono, lo que provoca una pérdida en la calidad final del pan. REFERENCIAS Filipovic, J.; Filipovic, N:; 2010. Fibres in the dough influencing freezing and thawing

kinetics. J. of Food Science. 45, 1-6. Kenny, S.; Wehrle, K.; Dennehy, T.; Arendt, E.K. 1999. Correlations between Empirical

and Fundamental Rheology Measurements and Baking Performance of Frozen Bread Dough. Cereal Chem. 76, 421–425.

Neyreneuf, O.; Van Der Plaat, J.B.; 1991. Preparation of Frozen French Bread Dough with Improved Stability. Cereal Chem. 68, 60–66.

Rosell, M.; Gómez, M.; 2007. Frozen dough and partially baked bread: an update. Food Reviews International. 23, 303-319.

Siviam, S.; Sun-Waterhouse, D.; Quek, S.; Perera, C.; 2010. Properties of bread dough with added fiber polysaccharides and phenolic antioxidants. J. of Food Science. 75, 63-72.

Stecchini, M.L.; Maltini, E.; Venir, E.; Del Torre, M.; Prospero, L.. 2002. Properties of Wheat Dough at Sub-zero Temperatures and Freeze Tolerance of a Baker’s Yeast (Saccharomyces Cerevisiae). J. Food Sci. 67, 2196–2201.

Takano, H.; Ishida, N.; Koizumi, M.; Kano, H. 2002 Imaging of the Fermentation Process of Bread Dough and the Grain Structure of Baked Breads by Magnetic Resonance Imaging. J. Food Sci., 67, 244–250.

Tanghe, A., Van Dijck, P. & Thevelein, J.M. 2003. Determinants of freeze tolerance in microorganisms, physiological importance, and biotechnological applications. Advanced in Applied Microbiology, 53,129–176.

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CARACTERIZACION FISICOQUIMICA Y SENSORIAL DE UNA BARRA DE GRANOLA CON DIFERENTES CONCENTRACIONES DE INULINA

Ovalle-Ríos R. M, Ramírez-Gaytán, J.a, Ledezma-García, V., Candelas-Cadillo M. G., Ramírez-Baca, P.

.

Universidad Juárez del Estado de Durango. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad Gómez Palacio. Av. Artítulo 123 s/n Fraccionamiento Filadelfia, Gómez Palacio, Dgo., 35010. México.

* [email protected].

RESUMEN: Las barras de cereales actualmente han adquirido importancia nutricional para aquellas personas que buscan cuidarse con colaciones saludables. La inulina es un carbohidrato de almacenamiento presente en muchas plantas, vegetales, frutas y cereales que ofrece ventajas tecnológicas y beneficios a la salud. Su propiedad más extensivamente estudiada es su comportamiento como prebiótico, definido por su capacidad selectiva de estimular el crecimiento de un grupo de bacterias en el colon (bifidobacterias y lactobacilos), con la consecuente disminución de otras especies que pueden ser perjudiciales (ejemplo: E. coli y bacterias de la especie El objetivo de este proyecto es evaluar el contenido de fibra, grasa, ceniza y nivel de agrado de una barra de cereal adicionada con el 1% de inulina . Los contenidos de fibra, grasa, ceniza y humedad se determinaron de acuerdo a los métodos descritos en el AOAC, 1995 y el nivel de agrado de acuerdo con Anzaldúa (1994). Los resultados muestran diferencia significativa en el contenido de grasa y fibra mientras que con la ceniza no existe diferencia estadística. El nivel de agrado resultó mejor en la barra que no contiene inulina, posiblemente debido a un bajo contenido de humedad ya a que resultó más dura que la barra control. Es recomendable seguir trabajando con el nivel de agrado para su mejoramiento ya que nutricionalmente es mejor la que contiene inulina. Palabras clave: Barra de cereal, inulina, composición nutricional. ABSTRACT: Cereal bars now days have been increasing their importance as a snack or for breakfast. So, it would be important to have a product added with ingredients that are considered functional. Inulin is a carbohydrate present on plants, vegetables, fruits and cereals that offer technological advantages and health benefits Its main property is the prebiotic behavior in stimulating colon bacteria (bifidobacterias y lactobacilos). The objective of this project is to evaluate the fiber, fat, ash content and sensorial properties of a cereal bar added with 1% inulin. Fat, fiber, ash and moisture contents were determined according to AOAC (1995), and preference level according to Anzaldua (1994). Results show a significative difference on fat and fiber. Preference level seems to be better evaluated in the bar without inulin, possibly by lower moisture content since the bar was harder. We recommend to continue working with preference level since the nutritional value is better than that on the bar without inulin. .

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Key words: cereal bar, inulin, nutritional composition ÁREA: Cereales, leguminosas y oleaginosas INTRODUCCIÓN La importancia de los "snack" de buen valor nutricional, radica en que los niños y adolescentes tienen preferencia por productos de bajo contenido nutricional y alto contenido de grasa, por lo que es importante el desarrollo de productos que puedan cumplir una función destacada en su desarrollo físico y mental. La tendencia es aumentar su valor nutritivo entregando proteínas, carbohidratos, fibra vitaminas y minerales en forma balanceada (Escobar y et al., 1998). Los cereales precocidos diseñados para ser consumidos en el desayuno son considerados como alimentos funcionales (Iñarrute 2001). De este tipo de alimentos se encuentran en el mercado un sin número de variedades, desde su forma natural hasta enriquecidos y fortificados. Las barras nutricionales contribuyen a optimizar el rendimiento por su composición nutritiva, son muy prácticas, pesan poco, caben en cualquier bolsillo, son resistentes a altas temperaturas y al frío sin necesidad de un aislante térmico, se deshacen en la boca casi sin esfuerzo y se digieren fácilmente (Alimentación Sana, 2006). Medina-Herrera (2006) desarrolló una barra de cereal adicionada de frijol rojo (Phaseolus vulgaris) en donde se aprecia que la barra adicionada de frijol no muestra diferencias sensoriales en niños, aunque en adolecentes y adultos si hay diferencias. El tratamiento con mayor aceptación general fue el formulado con 30% de la leguminosa y químicamente mejoró el contenido de proteína y fibra, considerándolo como producto saludable considerado como buena fuente de fibra y proteína. La inulina y sus derivados ofrecen múltiples usos como ingredientes en la formulación de productos. En yogurt con leche descremada, mejora la aceptabilidad al impartirles mayor cremosidad, también actúa como agente espesante, retiene el agua y estabiliza geles. La inulina y están constituidos básicamente por cadenas lineales de fructosa, tienen funcionalidad tecnológica, y entre sus beneficios a la salud se encuentran su propiedad como prebiótico, aporte de fibra dietética, bajo valor calórico, hipoglicemiante, mejorador de la biodispoibilidad de calcio y magnesio (Madrigal y Sangronis, 2007). En la actualidad, la presencia de ciertas cantidades de inulina o sus derivados en la formulación de un producto alimenticio es condición suficiente para que dicho producto pueda ser considerado como “alimento funcional” (Roberfroid, 2005). Se ha considerado incluir a la inulina dentro de la lista de materiales bioactivos y se ha propuesto catalogar a los fructanos como “fibra funcional”, lo que sustituiría la clasificación tradicional con los términos de fibra soluble e insoluble, evidenciando el

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alcance de estos compuestos en la industria alimentaria y el pujante mercado de los alimentos funcionales. El objetivo de este trabajo es evaluar fisicoquímica y sensorialmente una barra de granola enriquecida con inulina en polvo al 1 % MATERIALES Y MÉTODOS Este trabajo de investigación se llevó a cabo en los Laboratorios de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Juárez del Estado de Durango, en el periodo comprendido de febrero de 2011 a diciembre de 2012. Se elaboraron barras de cereal con y sin inulina, obteniéndose los ingredientes tales como avena, coco, cacahuate, pasas, miel de abeja, azúcar, vainilla, mantequilla en un Centro Comercial de la Comarca Lagunera y la inulina marca Unicornio® en la Ciudad de Guadalajara, Jal. Las barras de granola se elaboraron al mezclar todos los ingredientes Transcurrido este tiempo, se sacan del horno y secan a temperatura ambiente por una hora. Los análisis que se les realizaron a las barras con y sin inulina fueron contenido de ceniza, grasa y fibra con los métodos descritos en el AOAC (1995), así como el nivel de agrado con una escala hedónica de 5 puntos y con 30 jueces consumidores (Anzaldúa-Morales, 1994). Los datos obtenidos obtenidos fueron analizados estadísticamente por una comparación simple con el software STATISTICA (Stat-Soft Inc., 2004). RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados de fibra y grasa de las barras con y sin inulina muestran diferencia significativa (P≤0.05) en el contenido de fibra y grasa, mientras que con las cenizas no existe diferencia estadística. En los productos en los que se adicionó la inulina la fibra alcanza valores de 1.464% mientras que en las que no la contienen su fibra sólo es de 0.766%. Con respecto al contenido de grasa ésta disminuye desde un 14.17% al 11.46%. Las barras en las que se adicionó inulina muestran una disminución en cuanto al contenido de grasa y un incremento en el porcentaje de fibra.

Tabla 1. Resultados promedio de los contenidos de fibra, grasa y ceniza de barras de cereal elaboradas con y sin inulina

.

Tratamiento Fibra Grasa Ceniza

Sin inulina 0.766 14.17b 1.26d a

Con inulina 1.464 11.466c 1.12e a

Los resultados de nivel de agrado muestran diferencia entre las barras de cereal. Las que contienen inulina no resultan del mismo agrado que las que no la contienen, probablemente debido a que su contenido de humedad es menor lo que las hace más duras que las que no

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lo contienen. Por lo tanto, es necesario seguir trabajando en sus propiedades sensoriales aumentando el contenido de líquidos en el producto.

Figura 1. Valores del nivel de agrado de barras de cereal con y sin inulina adicionada.

CONCLUSIONES

La adición de inulina favorece las propiedades nutricionales al incrementar su contenido de fibra y a disminución del contenido de grasa, por lo que se puede considerar como un producto saludable. El nivel de agrado, no disgusta, aunque si se considera que se tiene que seguir trabajando en este aspecto, ya que tiene una menor aceptación que la que no contiene la inulina.

REFERENCIAS Alimentación Sana. 2013. Barritas de Cereales. www.alimentacion'sana.org. Anzaldúa Morales A. 1994. La evaluación sensorial de los alimentos. Editorial Acribia. España. AOAC. 1995. Official methods of analysis of AOAC International. 16th ed.

edited by Patricia Cunniff. AOAC International. Arlington, Va Escobar A.B., Estévez, A. M., Tepper, L. A., Aguayo, R. M. 1998. Caracteristicas nutricionales de

barras de cereales y mani. Arch Latinoam Nutr 48)2= 156-159 Iñarrute, 2001. Estudio de las características Nutricionales de barras de cereales para niños. Arch

Lat Nutr 41:222-97. Madrigual, L. y Sangronis, E. 2007. La inulina y derivados como ingredientes claves en alimentos

funcionales. Arch Latinoam Nutr. 57 (4): 387-396. Medina Herrera, M. 2006. Desarrollo de una barra nutricional a base de granola y frijol rojo

(Phaseolus vulgaris). Tesis para la obtención del título de Ingeniero Agroindustrial. Honduras. Roberfroid M. I 2005. nulin-Type Fructans: Functional Food Ingredients. Boca Raton, USA: CRC

Press. 370 pp. Stat-Soft, Inc. 2004. Statistica. Release 7.

0

10

20

30

40

50

60

Blanco Polvo

Me gusta mucho

Me gusta

Ni me gusta ni me disgusta

Me disgusta

me disgusta mucho

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http://openlibrary.org/publishers/AOAC_International

http://openlibrary.org/search/subjects?q=Arlington,%20Va


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CUANTIFICACIÓN DE PRODUCCIÓN DE CO2

COMO INDICADOR DEL EFECTO DE EXTRACTOS ACUOSOS Y ETANÓLICOS SOBRE LA

RESPIRACIÓN DE SEMILLAS DE SORGO.

Gámez González Ha*, Escalante Pérez J Ea, Moreno Limón Sa.,

Zavala García Fb, Guzmán Lucio MAa

.

aUniversidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biológicas, Departamento de Botánica, Av. Universidad s/n Cd. Universitaria, C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, N.L.,

México. b*

Facultad de Agronomía, U.A.N.L. [email protected]

RESUMEN: El orégano contiene flavonoides, sustancias relevantes en el área farmacológica y agropecuaria por su capacidad antioxidante que contrarresta la formación de radicales libres. La búsqueda de productos de origen natural, considerado dentro del control biológico como bioherbicidas o bioestimulantes vegetales, se vislumbra como una de las estrategias mas prometedoras dentro del marco del manejo integrado. Se evaluó la producción de CO2 durante la respiración de semillas de dos genotipos de sorgo expuestas durante 24 horas a diferentes tratamientos de extractos acuosos al 2, 4, 6% y metanólicos a 10, 25 y 50 ppm. Se armaron 3 saquitos de 5g por tratamiento dejándose suspendidos al tapón del frasco con 50 mL NaOH 0.2N durante 36 horas; titulándose con HCL 0.2N para obtener el CO2

producido por las semillas. Existe diferencia altamente significativa entre los genotipos, los tratamientos y la interacción para los extractos acuosos y solamente para los genotipos en los metanólicos. Esto podría indicar que las dosis fueron bajas y no se afectó la integridad de las membranas al no presentarse las peroxidaciones de fosfolípidos inducido por radicales libres, lo cual impidió el inicio de una cascada de acontecimientos en el proceso enzimático que culminaría en un disturbio respiratorio que no se presentó.

ABSTRACT: Oregan contains flavonoids, relevant in the agricultural area and pharmacologically by their antioxidant which counteracts the formation of free radicals. The search for natural products, considered in the biological control as bioherbicidal or plant bioestimulants, is seen as one of the most promising strategies within the framework of integrated management. Production was assessed CO2 during respiration of seeds of two sorghum genotypes exposed for 24 hours to different treatments of aqueous 2, 4, 6% and methanolic extracts: 10, 25 y 50 ppm. After three armed themselves for treatment 5g sachets suspended leaving the cap of the bottle with 50 mL 0.2N NaOH for 36 hours, graduating with 0.2N HCl to obtain the CO2 produced by the seeds. Significant difference between the genotypes or between treatments and the interaction for aqueous extracts and only for genotips in the methanolics extracts. This could indicate that the doses were low and did not affect the membrane integrity by not showing the phospholipid peroxidation induced by free radicals, which prevented the start of a cascade of events in the enzymatic process that culminated in a riot respiratory

held off.

Palabras clave: sorgo, respiración, extractos. ÁREA:

Desarrollo de nuevos productos.

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INTRODUCCIÓN: El sorgo (Sorghum sp.) es un género botánico de unas 20 especies de gramíneas originarias de las regiones tropicales y subtropicales de África Oriental. Se cultiva en Europa, América y Asia como cereales para consumo humano y animal; para la producción de forraje. El sorgo es la principal fuente de alimento para millones de personas en los trópicos semiáridos. En las áreas tropiclaes, el grano de sorgo es importante como alimento humano, por su utilidad forrajera y como combustible y como material para construcción (Maití, 1986). El término alelopatía (del griego allelon= uno al otro, y pathos= sufrir) fue utilizada por primera vez para referirse a los efectos perjudiciales o benéficos que son ya sea directa o indirectamente del resultado de la acción de compuestos químicos que liberados por una planta ejercen su acción en otra (Molisch citado por Rice, 1984). Conociendo la forma de liberación de los agentes alelopáticos (descomposición de los residuos vegetales, exudación por las raíces, lixiviación de la hoja por la lluvia y el rocío, volatilización de las hojas) podemos llevar a cabo los estudios de las interacciones químicas entre las principales especies de un ecosistema vegetal y de la importancia del efecto alelopático en la dinámica de poblaciones. Los productos naturales son una atractiva fuente potencial de obtención de nuevos herbicidas, no solo para la gran diversidad y lo novedoso de sus fórmulas sino también por la potencial especificidad de su acción biológica y por la reducida probabilidad de producir acumulaciones dañinas y residuos perjudiciales en agua y suelo. (Macías, 1995). La búsqueda de productos de origen natural, considerado dentro del control biológico como bioherbicidas o bioestimulantes de las plantas, se vislumbra como una de las estrategias más prometedoras dentro del marco del manejo integrado aún cuando no ha sido explotado con todo su potencial, debido a los pocos estudios aplicables en forma objetiva. Por este motivo este estudio se planteó con el propósito de tener información acerca de la posible acción alelopática de Poliomintha longiflora sobre dos genotipos de sorgo, en función de la evaluación de la producción de CO2

en la respiración in vitro de semillas expuestas a diferentes tratamientos de extractos acuosos y metanólicos de orégano.

MATERIALES Y MÉTODOS: Preparación de extractos acuosos Se realizó una colecta de plantas de orégano Poliomintha longiflora en el ejido Mina, del municipio de Mina, Nuevo León para la obtención del material vegetal a partir del cual se obtuvieron los extractos. Este material se secó a temperatura ambiente hasta peso constante y posteriormente se limpió cuidadosamente para separar las hojas a partir de las cuales se realizaron los extractos. Por otra parte, se utilizaron semillas de sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) de dos genotipos suministrados por el Banco de Germoplasma de la Facultad de Agronomía de la Universidad Autónoma de Nuevo León que corresponden a los siguientes genotipos: Genotipo 1: PAMPA SD 36111 y Genotipo 2: PAMPA SD 5491. Los extractos fueron obtenidos a partir de hojas secas de orégano Poliomintha longiflora, las cuales se molieron en una licuadora Osterizer Modelo 465-015, hasta obtener un tamaño de partícula de 0.5-1 mm. Los extractos acuosos se prepararon tomando 4, 8 y 12 g. de polvo y se dejaron reposar en 200 mL de agua destilada durante tres días a temperatura ambiente en recipientes envueltos en papel aluminio para evitar fotodeterioro.

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Posteriormente se filtraron con gasa y algodón estériles, obteniéndose soluciones en concentraciones de 2.0%, 4.0% y 6.0%. Preparación de extractos etanólicos Los extractos etanólicos se obtuvieron luego de pesar 50 g de polvo de hojas secas, agregándoseles 500 mL de alcohol metílico absoluto, y se mantuvieron durante cinco días. Los recipientes fueron envueltos en papel aluminio para evitar fotodeterioro. Una vez pasado ese tiempo los extractos se filtraron con gasa y algodón estériles. El extracto que se obtuvo luego de la filtración se pasó por un sistema de rotavapor marca Yamato a 60°C para eliminar el exceso de solvente y concentrar el extracto. Se tomaron 10 mg y se diluyó en un L de agua destilada para tener la concentración a 10 ppm, para la de 25 ppm se tomaron 25 mg y se diluyó en un L y para la de 50ppm se tomó 50 mg y se diluyó en un L de agua destilada. Evaluación in vitro de la producción de CO2Se pesaron 12 porciones de 5 g de semillas de sorgo. Éstas se dejaron remojando durante 24 horas en cajas petri conteniendo 10 mL de cada uno de los extractos acuosos y metanólicos, en sus diferentes concentraciones a 2.0%, 4.0%, 6.0% y 10, 25 y 50 ppm al igual que un control sin semilla. Por separado se vertieron 50 mL de NaOH 0.2N en 24 frascos de 450 mL con tapa de rosca para ser tapados rápidamente. Transcurridas las 24 horas, cada porción de semillas se colocó en un “saquito” de manta que se suspendió del tapón del frasco por medio de un cordel de tal modo que la semilla no esté en contacto con el NaOH. Un frasco debe quedar sin semilla. A las 36 horas se extrajeron las semillas y se taparon los frascos rápidamente.

durante la respiración de semillas

Se tituló para encontrar la cantidad de CO2 respirado por las semillas. Para ello se tomaron 10 mL de NaOH de cada uno de los frascos, poniéndolos en vasos de precipitado de 50 mL. Después, se añadieron 5 mL de solución de BaCl2 1M que precipitará el CO2 absorbido por el álcali, mas tres gotas de fenoftaleína que le dio un color rosa violáceo y se tituló con HCl 0.2N hasta que desapareció el color (pH 8.5) anotando la cantidad de ácido necesario para ello. El procedimiento se realizó por triplicado. Se restó la cantidad de mililitros de ácido utilizado para titular el CO2 del ambiente (frasco sin semillas) y se obtuvo el CO2

2*44*[(N NaOH x V NaOH) – (N HCl x V HCl)]= g de CO

desprendido por la semilla mediante la fórmula de equivalencia:

2

.

Diseño experimental y Análisis de datos El diseño de los tratamientos produjo un diseño completamente al azar con arreglo factorial AxB siendo A= genotipo B= concentración del extracto para cada tipo de extracto: acuoso y metanólico teniendo un total de 4 tratamientos y tres repeticiones por genotipo. Los resultados se procesaron mediante el paquete estadístico de Diseños Experimentales FAUANL Versión 2.5 (Olivares, 1994), y se analizaron mediante un análisis de varianza y además de realizar una Comparación múltiple de Medias (Tukey) elaborándose cuadros estadísticos y figuras.

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RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Con base en los resultados obtenidos durante la evaluación in vitro de la producción de CO2

en semillas de dos genotipos de sorgo (Sorghum bicolor L. Moench: PAMPA SD 36111 y PAMPA SD 5491), en dos tipos de extracto (Acuoso y Metanólico) se encontró que con base en el Análisis de Varianza (Tabla 1) el extracto acuoso obtuvo diferencias altamente significativas (P<0.01) tanto entre los genotipos como entre las concentraciones, y la interacción entre ambos; por otro lado en el extracto metanólico solo hubo diferencia altamente significativa entre los genotipos siendo las concentraciones y sus interacciones no significativas.

Tabla 1: Análisis de varianza durante la evaluación in vitro de la producción de CO2

de dos genotipos de sorgo tratados con extractos acuosos y metanólicos de orégano (Poliomintha longiflora A.Gray).

FV GL Extracto Acuoso Extracto Metanólicos

Factor a 1 81.3456** 31.8773** Factor b 1 5.4689** 2.4271ns Interacción 3 11.5961** 2.3191ns Error 64

Total 71 C.V.= 3.10% 3.70%

** (P<0.01); Diferencias altamente significativas; * (P<0.05) Diferencias significativas; ns Diferencias no significativas. Factor: A =Genotipos (PAMPA SD 36111 y PAMPA SD 5491); Factor: B Concentración del extracto. En la Figura 1 se comparan las medias de gramos de CO2 liberados en la respiración entre dos genotipos bajo diferentes concentraciones del extracto acuoso. Para el genotipo PAMPA SD 36111 el efecto de la concentración de 6.0% es estadísticamente (P<0.05) igual a la concentración de 4.0% la cual también es igual a 2.0%, estos resultados muestran diferencia significativa con respecto al control. Por otra parte en el genotipo PAMPA SD 5491 los efectos de las concentraciones de 4.0% y 6.0% son estadísticamente diferentes (P<0.05) entre sí pero iguales al control y 2.0%. En la figura 2 se puede observar que los extractos metanólicos presentan un efecto estadísticamente significativo sobre la producción de CO2

en los dos genotipos evaluados. El genotipo PAMPA SD 5491 presentó la mayor producción (0.1322 g para metanólico) y de (0.1277 g para acuoso). Estos resultados concuerdan con lo reportado por Campos (2009) y Gámez et al (2001, 2002 a, b).

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Figura 1. Gramos de CO2 promedio liberados en la respiración de dos genotipos de sorgo tratados con extractos acuosos de P. longiflora durante 36 horas.

Figura 2. Gramos de CO2

promedio liberados en la respiración de dos genotipos de sorgo tratados con extractos metanólicos de P. longiflora durante 36 hora.

Es de mencionar que los mayores valores de liberación de CO2 se presentaron con los extractos metanólicos, mientras que los menores valores se observaron en el control. Además, las semillas tratadas con extractos metanólicos liberaron una mayor cantidad de gramos de CO2

que el control y los extractos acuosos, indicando con esto el inicio de una cascada de acontecimientos en el proceso enzimático que culminan en un disturbio respiratorio. Se ha sugerido que el efecto sobre la respiración es a través de la pérdida de la integridad de las membranas, como resultado de las peroxidaciones de fosfolípidos inducido por radicales libres, simultáneamente con la inhibición de la síntesis vegetal de antioxidantes naturales (Kunert et al., 1987). Blanco (2006) señaló que para estudiar el efecto de los aleloquímicos sobre la respiración, normalmente se ensayan éstos sobre suspensiones mitocondriales. Entre los compuestos fenólicos, el orden de mayor a menor actividad es: quinonas, flavonoides, cumarinas, ácidos fenólicos. Las quinonas sorgoleone y juglone son efectivos inhibidores a muy baja concentración. Nuevamente el sorgoleone afecta el transporte de los electrones, mientras que la juglona afecta la incorporación mitocondrial de oxígeno. Flavonoides tales como la quercetina, naringenina y umbeliferona inhiben la producción de ATP en la mitocondria por lo que hay un déficit en el desarrollo de la planta.

Por otro lado, Zeng et al., (2001) reportaron que Aspergillus japonicus contiene un compuesto alelopático llamado Ácido Secalónico F que es capaz de incrementar la liberación de radicales libres en la planta afectada, lo cual provoca que haya un decremento en la capacidad de fotosíntesis y un aumento en la respiración que afecta el balance energético de las células vegetales, por lo que hay una inhibición del crecimiento de la planta. Esto coincide con los resultados de este trabajo, donde se observa que la liberación de CO2

aumenta conforme las semillas se ven sometidas a condiciones que afectaron su germinación y crecimiento en los bioensayos anteriores.

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CONCLUSIONES: Los extractos acuosos y metanólicos de orégano presentaron actividad alelopática sobre la respiración. Los extractos en los cuales se utilizó el metanol como solvente tuvieron un mayor efecto inhibitorio sobre los genotipos de sorgo utilizados que los extractos acuosos. El genotipo más susceptible a los extractos utilizados en cualquier concentración y con los dos tipos de extractos utilizados fue PAMPA SD 5491 ya que obtuvo una mayor producción de CO2

.

REFERENCIAS: Blanco Y. 2006. La utilización de la alelopatía y sus efectos en diferentes cultivos agrícolas. En

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División CIENCIAS DE LA VIDA


EVALUACIÓN DE LA TOXICIDAD DE DOS PLANTAS DE IMPORTANCIA NUTRICIONAL EN UN MODELO IN VITRO.

Miranda Velásquez, L. G,* Rodríguez Arzave, J.A.a, Villegas Rodríguez O. F.a

aUniversidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biológicas, Departamento de Química, Av. Pedro de Alba s/n, Ciudad Universitaria, CP 66450, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México.*e-mail: [email protected]

RESUMEN: En los últimos años, la resistencia de los microorganismos a los antibióticos ha aumentado conduciendo a la generación de graves problemas clínicos en el tratamiento de las enfermedades, de acuerdo con la OMS, las plantas medicinales pueden ser la mejor fuente para la obtención de una variedad de drogas y la manera posible para tratar enfermedades causadas por bacterias multirresistentes, el alto costo de la medicina alópata y la resistencia a fármacos ha originado que la población recurra al uso de la medicina tradicional como complemento. En el presente trabajo se evaluó la toxicidad de extractos alcohólicos de dos plantas de importancia nutricional, Olea europaea y Amaranthus hypochondriacus, ambas reportadas con grandes atributos nutritivos y alimenticios, el método in vitro que se empleó fue el ensayo de Letalidad en Artemia salina el cual tiene la ventaja de ser simple, rápido y de bajo costo para investigar la actividad biológica de plantas y productos naturales. Además se determinaron los metabolitos secundarios presentes en los extractos.

.mx

ABSTRACT: In recent years, the resistance of microorganisms to antibiotics has increased leading to the generation of serious clinical problems in the treatment of diseases, according to the WHO, medicinal plants may be the best source for obtaining a variety of drugs and the way to treat diseases caused by multidrug-resistant bacteria, the high cost of allopathic medicine and resistance to drugs has resulted in the population to resort to the use traditional medicine as a complement. The present study assessed the toxicity of alcoholic extracts of two plants of nutritional importance, Olea europaea and Amaranthus hypochondriacus, both reported with great food and nutritional attributes, the in vitro method used was the trial case toxicity in Artemia salina which has the advantage of being simple, quick and low cost to investigate the biological activity of plants and natural products. Secondary metabolites present in the extracts were also determined

Palabras clave:Alópata, Artemia salina, toxicidad

ÁREA: INTRODUCCIÓN La investigación de compuestos biológicamente activos de origen natural ha sido siempre de gran interés para los científicos que buscan nuevas fuentes de medicamentos útiles contra las enfermedades. Se sabe que los antibióticos que comúnmente se utilizan a veces se asocian con efectos adversos en el hospedero. En los últimos años, la resistencia a estos fármacos por microorganismos ha aumentado conduciendo a la generación de graves problemas clínicos en el tratamiento de las enfermedades (Bastos et al., 2009).

Cereales, leguminosas y oleaginosas

Los efectos de la resistencia a los antibióticos se han reflejado en las industrias agrícola, alimentaria, médica y farmacéutica. Aunque las industrias farmacéuticas han producido una serie de nuevos antibióticos en las últimas tres décadas, sin embargo, los microorganismos han desarrollado resistencia a estos fármacos. De acuerdo con la OMS, las plantas

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medicinales pueden ser la mejor fuente para la obtención de una variedad de drogas y la manera posible para tratar enfermedades causadas por bacterias multirresistentes (Bhattacharjee et al., 2006).

En la década pasada, la población adulta ha mostrado un interés creciente en la utilización de medicina complementaria o alternativa. El número de personas que declaran haber usado este tipo de medicina se incrementó de 33.8% en 1990 a un 42.1% en 1997. Muchos adultos utilizan la medicina alternativa en conjunto con medicina alópata especialmente cuando se tratan padecimientos crónicos. La creciente popularidad de la medicina alternativa podría deberse a un intento por reducir los costos de los medicamentos alopáticos o por la insatisfacción de dichas terapias alópatas (Loera et al., 2001).

La planta de amaranto (Amaranthaceae) está distribuida en el mundo y crece bajo un amplio rango de condiciones climáticas produciendo grano y vegetales de hojas comestibles (Ashok et al., 2011; Krishnamurthy et al., 2011). Los granos y hojas de amaranto se utilizan como alimento para los seres humanos así como para los animales y su valor nutritivo ha sido estudiado ampliamente (Martirosyan, 2001a,b). Las hojas son una excelente fuente de proteínas, fibra, escualeno, antocianinas y tocotrienoles, la importancia del escualeno radica en que es un precursor en la biosíntesis del colesterol y el efecto fisiológico de los flavonoles dietéticos son de interés actual debido a su actividad in vitro como antioxidantes y antiinflamatorios (Kabiri et al., 2011). Estudios recientes han mostrado gran variedad de aplicaciones para el grano de amaranto incluyéndolo como nutracéutico (Bruni et al., 2000) y como complemento en dietas para reducir el colesterol sanguíneo así como para disminuir la glucosa en sangre de pacientes no dependientes de insulina (Chaturvedi et al., 2003; Jia et al., 2003). Nutricionalmente, el grano de amaranto tiene 2-3 veces valor biológico más alto que los cereales comunes conteniendo substancialmente altos niveles de proteína con 2-3 veces más alto contenido de lisina (Bressani et al., 1990). El actual interés industrial y público en el uso del grano de amaranto, no solo ha sido vinculado a sus reconocidas propiedades nutritivas sino también por su potencial como complemento terapéutico (Bruni et al., 2000). El olivo (Olea europaea) comenzó a cultivarse hace 6000 años en las costas del Mediterráneo, desde donde se extendió a muchos países (Loera et al., 2001) es una planta que puede sobrevivir durante cientos de años, es conocida por poseer una fuerte resistencia natural al ataque microbiano. La hoja natural y los extractos de hoja se han comercializados como agentes anti-envejecimiento, como inmunoestimulantes e incluso como antibióticos. Extractos de hojas de olivo se han utilizado a lo largo de la historia por sus propiedades medicinales (Zibaei et al., 2012), se ha utilizado para padecimientos digestivos, hepáticos, como hipotensor y con actividad citotóxica contra células tumorales (INI, 1994), además el aceite extraído de sus frutos se ha hecho cada vez más popular no solamente por sus propiedades medicinales sino también por sus propiedades nutritivas (Ghanbari et al., 2012). Mediante un sondeo preliminar in vitro se puede obtener información útil de la actividad biológica de plantas para seleccionar aquellas con propiedades potencialmente útiles como nutracéuticos

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o para el desarrollo de nuevos fármacos. El método que utiliza A. salina desarrollado por Vanhaecke y colaboradores, es propuesto como un bioensayo preliminar, simple y de bajo costo para la investigación de productos naturales (Vanhaecke et al., 1981).

Posteriormente se acuñó una modificación al método el cual se desarrolla en una microplaca de tal manera que se pueden ensayar varios extractos al mismo tiempo con lo cual el costo y tiempo se reducen aún más (Solis et al., 1992). El procedimiento determina los valores de DL50

En el presente estudio se analizó la toxicidad en A. salina de 4 extractos obtenidos de amaranto y olivo que además son utilizadas en medicina tradicional como tratamiento alternativo para el control de ciertos padecimientos de importancia en salud pública.

en µg/mL de compuestos y extractos activos en este crustáceo y es una herramienta para medir la toxicidad de los mismos (Bastos et al., 2009).

MATERIALES Y MÉTODOS Obtención de extractos: Para la realización del presente estudio se compró el grano de amaranto que se expende en la zona metropolitana de la ciudad de Monterrey, en el caso del olivo se colectaron las hojas en el municipio de Ciénega de Flores, N.L., se lavaron, secaron a temperatura ambiente y fueron identificadas en el Herbario de la Facultad de Ciencias Biológicas asignándoseles un No. de voucher, ambas plantas se molieron y guardaron en refrigeración hasta su uso. Para la obtención de los extractos se colocaron 30 gramos de la planta molida en respectivos matraces con los solventes orgánicos (etanol y metanol) se sellaron con tapón de caucho y se sometieron a agitación constante durante 5 días a temperatura ambiente, los extractos obtenidos se concentraron en un rotavapor a presión reducida, posteriormente se evaporaron a sequedad y se guardaron en refrigeración hasta el análisis. Los extractos obtenidos fueron pesados para obtener el porcentaje de rendimiento. Evaluación de la toxicidad en A. salina Se preparó una disolución acuosa de sal de mar a una concentración de 40 g/L con 1 g/L de levadura de cerveza, 100 mL de esta solución se colocaron en un recipiente especial dividido en dos partes (Figura 1), una de las cuales se encuentra cubierta de tal manera que no recibe luz ahí se colocaron 100 mg de huevecillos de A. salina. Posteriormente se colocó una lámpara en el compartimiento expuesto a la luz para atraer a las larvas más fuertes. A las 24 h las larvas que emigraron hacia la luz se colocaron en un recipiente con disolución nueva para ser incubadas otras 24 h. Posteriormente se succionaron con una micropipeta 100 μl del medio salino con larvas y se depositaron en los pozos de una microplaca (5-10 larvas por pozo) a los cuales se les adicionó 100 μl del extracto. Para cada extracto se prepararon concentraciones de 1000, 500 y 100 μg/ml. Adicionalmente se corrieron un control negativo (solo medio salino) y un control positivo (100% de mortandad) con dicromato de potasio a 600 μg/ml. Las larvas sobrevivientes se contaron a las 24 horas y se calculó la DL50

.

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Figura 1. Cámara de eclosión de larvas de A. salina

Identificación de metabolitos. Se realizaron pruebas químicas los extractos obtenidos para determinar la presencia de los siguientes metabolitos secundarios: esteroles, sesquiterpenlactonas, flavonoides, alcaloides, cumarinas y oxhidrilos fenólicos.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Rendimiento de los procesos de extracción: Se obtuvieron en total 4 extractos, los rendimientos de los procesos de extracción se calcularon pesando el total de la muestra molida (antes de entrar al proceso de extracción) y pesando la porción del extracto seco, para luego calcular el porcentaje de rendimiento (Tabla 1). Los extractos con mayor rendimiento fueron el etanólico y metanólico de olivo con 21 y 22% respectivamente, siendo los de menor rendimiento los extractos de amaranto con 3.60 y 1.66% respectivamente para el extracto etanólico y metanólico.

Tabla 1. Rendimiento de los extractos obtenidos

Planta Extracto % Rendimiento

Amaranto Etanólico 3.60

Metanólico 1.66

Olivo Etanólico 21

Metanólico 22

Evaluación de la toxicidad en A. salina Los resultados se presentan en la Tabla 2, en ella podemos apreciar que solamente el extracto metanólico de olivo mostró toxicidad sobre A. salina, estos resultados están basados en los criterios de toxicidad establecidos por Meyer y colaboradores, los cuales mencionan que aquellos extractos cuya toxicidad esté por arriba de 1000 µg/mL no se consideran tóxicos.

Tabla 2. Toxicidad de los extractos sobre A. salina

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Planta Extracto DL50 µg/mL

Amaranto Etanólico >1000

Metanólico >1000

Olivo Etanólico >1000

Metanólico <100

Identificación de metabolitos: Los resultados de las reacciones químicas (Tabla 3) sugieren la presencia de los siguientes tipos de compuestos en los extractos: alcaloides y flavonoides para los dos extractos de amaranto, oxhidrilos fenólicos para los dos extractos de olivo así como la presencia de esteroles en el extracto metanólico de olivo.

Tabla 3. Identificación de grupos químicos presentes en los extractos

Planta Extracto Alcaloides

Cumarinas

Flavonoides

Sesquit. Esteroles

Ox. Fen.

Amaranto

Etanólico + - + - - -

Metanólico + - + - - -

Olivo Etanólico - - - - - +

Metanólico - - - - + +

CONCLUSIONES De los extractos de amaranto y olivo solamente resultó tóxico a las larvas de A. salina el extracto metanólico de olivo a las tres concentraciones ensayadas, el resto de los extractos no mostró toxicidad en este organismo. Los metabolitos encontrados en los extractos concuerdan con los reportados por otros investigadores con actividad biológica importante desde el punto de vista de salud pública.

Para que una planta sea utilizada con fines medicinales es imprescindible el estudio de la toxicidad, existen diversos métodos para hacer esta evaluación sin embargo muchos de ellos son largos, tediosos y costosos, de ahí que el método que se describe en este trabajo sea importante ya que es rápido, podemos evaluar varios extractos al mismo tiempo y de bajo costo. El paso siguiente que se recomienda es el estudio de citotoxicidad en cultivos de células normales a fin de corroborar la inocuidad.

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Ashok, B., Lakshman, K., Jayaveera, K., Sheshadri, S., Narayan, V., Saleemulla, K., and Velumurga, C. (2011). In Vitro α-Amylase Inhibition and Antioxidant Activities of Methanolic Extract of Amaranthus Caudatus Linn. Oman Medical Journal, 26(3):166-170.

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Zibaei, M., Sarlak, A., Delfan, B., Ezatpour, B. and Azargoon, A. (2012). Scolicidal Effects of Olea europaea and Satureja khuzestanica Extracts on Protoscolices of Hydatid Cysts. Korean Journal of Parasitology, 50(1):53-56.

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CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA Y BROMATOLÓGICA DE ALPISTE (Phalaris canariensis) EN POLVO DE DIFERENTES MARCAS COMERCIALES

Alvarado Morales G.* Peña Sierra A. A. Martínez Rodríguez F.J. Ramírez Baca P. Meza Velazquez J. A.

Candelas Cadillo M. G.

Universidad Juárez del Estado de Durango, Facultad de Ciencias Químicas, Av. Artículo 123 s/n, Fraccionamiento Filadelfia, C.P. 35010, Gómez Palacio, Durango, México.

* [email protected] RESUMEN: El alpiste (Phalaris canariensis) se encuentra en el mercado como harina de alpiste la cual comúnmente se consume en forma de “leche” de alpiste. El presente trabajo tuvo como objetivo determinar las características fisicoquímicas y bromatológicas de dicho polvo. Se analizaron cinco muestras adquiridas en tiendas naturistas de la Cd. de Gómez Palacio, Durango, y una muestra de grano de alpiste molido que se utilizó como muestra control para la comparación entre ambos tipos. Las pruebas fisicoquímicas fueron capacidad de retención de agua, gelificación, y absorción de grasa; mientras que dentro de las propiedades bromatológicas se determinó humedad, ceniza, grasa, fibra y proteína. Los resultados mostraron que en las pruebas bromatológicas, hubo diferencia significativa en el contenido de proteína (p<0.05) resultando dos de las muestras comerciales por debajo de la control, mientras que humedad, ceniza, grasa, fibra y gelificación mostraron no tener diferencia significativa (p>0.05). En cuanto a las pruebas fisicoquímicas todas arrojaron (excepto gelificación) datos con diferencia significativa (p<0.05), el polvo si mostró capacidad para formar gel y no cuenta con la capacidad de absorber aceite ni agua. Por lo que el polvo de alpiste (Phalaris canariensis) mostró propiedades fisicoquímicas útiles para su adición a otros productos alimenticios en los que se requiera mejorar su textura. ABSTRACT: The canary seed (Phalaris canariensis) is on the market as canary seed meal that is commonly consumed in form of "milk". The present study had the objective to determinate the physicoquimicals and bromatologicals properties of canary seed dust. We analyzed five samples that were bought in a health food stores on Gomez Palacio Durango. And a sample of canary seed grain that was ground manually was used as a control sample for a comparison between the two types. Physicochemical tests were: water retention capacity, gelation, and fat absorption; while inside bromatological properties we determined moisture, ash, fat, fiber and protein. The results showed the bomatological test, significant difference in the protein content (p <0.05), resulting in two commercial samples below the control, while moisture, ash, fat, fiber and gelation shown to have no significant difference (p> 0.05). As for physicochemical tests all (except gelation) data had significant difference (p <0.05). The powder did show ability to form gel and does not have the ability to absorb oil and water. Canary seed (Phalaris canariensis) dust showed physicochemical properties useful for addition to other food products where required to improve

its texture.

Palabras clave: Alpiste (Phalaris canariensis), propiedades fisicoquímicas, propiedades bromatológicas. ÁREA:


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INTRODUCCIÓN El alpiste Phalaris canariensis., es una planta gramínea de crecimiento invernal la familia de las Poáceas. Mide aproximadamente 1 m de altura y su semilla es pequeña y elíptica y tiene una longitud aproximada de 3.9 a 5.1 mm y su ancho promedio oscila entre 1.6 y 2.0 mm (Hucl y col., 2001). El alpiste es una semilla con características nutrimentales excepcionales, ya que contiene una alta concentración de nutrientes y estos son de buena calidad (Gámez y col., 2010). Uno de los principales factores que dificultan su utilización para alimentación humana es la presencia de espículas de sílice en su cubierta, que se han relacionado con varios malestares e incluso con el cáncer, sin embargo, la semilla propiamente ha demostrado carecer de principios tóxicos, así que con un adecuado proceso de molienda se podrían obtener harinas o fracciones derivadas de éstas para su futura aplicación en otros campos de las ciencias (Gámez et al., 2010).

El alpiste contiene niveles relativamente más altos de proteína y aceite comparado con otros cereales. Sus aceites son altamente insaturados, conteniendo principalmente ácidos linoléico, oleico, y palmítico. Además demostró poseer una actividad antioxidante excelente, siendo sus principales componentes antioxidantes algunos esteroles, triterpenos y ésteres del ácido cafeico (Gamez et al., 2010).

Propiedades funcionales son ciertas características fisicoquímicas de algunos componentes del alimento que influyen de un modo específico sobre su apariencia y comportamiento. Por ejemplo, son propiedades funcionales la hidratación, el espumado, la emulsificación, la gelificación y otras, características que generalmente han estado asociadas a la proteína presente en el alimento (Badui, 2006). Teniendo en consideración que este tipo de productos obtenidos de la molienda de dicha semilla ya se han comenzado a utilizar como complemento en alguna otra clase de alimento se toma la decisión de analizar su comportamiento fisicoquímico así como sus características bromatológicas. MATERIALES Y MÉTODOS Se trabajó con 3 kg de semilla de alpiste (Phalaris canariensis) para la muestra control, mientras que las muestras comerciales fueron cinco marcas diferentes. Las muestras comerciales y la muestra control fueron adquiridas en una tienda naturista de la Región Lagunera. Una vez adquiridas las muestras se almacenaron en bolsas de polietileno de baja densidad para su posterior análisis. La semilla de alpiste (Phalaris canariensis) a granel fue utilizada como control. Una vez que fue adquirida se pulverizó con un molino de platos y se tamizó con una malla de 0.297 mm y otra de 0.425 µm, las muestras adquiridas para el análisis también fueron tamizadas de la misma manera que la muestra control para obtener un tamaño de partícula

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homogéneo. Las muestras se almacenaron en bolsas de polietileno de baja densidad con cierre hermético para su posterior análisis. El análisis fisicoquímico y bromatológico se realizó a las muestras comerciales y a la muestra control. En la siguiente figura (1) se muestra el diagrama que siguió el proceso. Figura 1. Diagrama de flujo Técnicas analíticas Determinación de humedad (NMX-F-083-1986), ceniza (NMX-F-066-S-1978), grasa, fibra y proteína (AOAC 2000), la capacidad de retención de agua (CRA) se determinó utilizando el método de Bryant y Hamaker (1997), se realizó siguiendo el método de Beuchat (1977). La concentración de gelificación se determina mediante una modificación del método de Coffmann y Gercia como se describe por Sathe y Salunkhe (1981). Análisis de datos Se realizó un análisis de varianza unifactorial. La comparación de medias fue con una prueba de Tukey con un nivel de significancia á= 0.05. Para las pruebas de retención de agua y gelificación se utilizó un diseño factorial con un nivel de significancia del á= 0.05. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Humedad Los resultados del porcentaje de humedad más bajo fueron de 7.33% en la marca comercial 3 y el mayor porcentaje fue en la marca comercial 4 (9.10%), los porcentajes de cada marca no mostraron diferencia significativa (p>0.05) respecto a la muestra control. Ceniza En el porcentaje de ceniza encontrado en polvo de alpiste (Phalaris canariensis) se encontró que no existe una diferencia significativa p>0.05 por que los porcentajes entre las marcas comerciales y el control son estadísticamente similares. Siendo el de la marca comercial 5 el valor más bajo con 3.91% y el más alto comercial 1 con 5.60%.

Semilla de alpiste (Phalaris canariensis) Molienda

Molino de platos

Tamizado Malla 0.297 mm Malla 0.425 µm

Almacenamiento Bolsas de polietileno de BD

Análisis Fisicoquímico Bromatológico

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Grasa Dentro de los análisis de grasa para la comparación entre ambos tipos de polvo de alpiste (Phalaris canariensis) no se encontró diferencia significativa p>0.05 y mostró un intervalo de porcentaje de entre 0.89% en la marca comercial 5 y 2.31% para la marca comercial 4. Proteína Los datos muestraron diferencia significativa (p<0.05) en el contenido de proteína entre cada marca y la muestra control. El porcentaje más bajo en proteína fue la marca comercial 3 la cual contiene el 12.82% comparado con el contenido más alto que tiene la marca comercial 5 con un valor de 19.84% mientras que la marca control tiene 17.947% de proteína. Fibra Los resultados de determinación de fibra arrojan que no existe diferencia significativa p>0.05 en los porcentajes encontrados ante la comparación entre los dos tipos de polvo de alpiste, siendo el rango de porcentajes de entre 5.3 hasta 12.5 % en las muestras comercial 3 y comercial 1. Capacidad de Retención de Agua Los resultados arrojaron diferencia significativa (p< 0.05) en la retención de agua que tuvieron las muestras cuando fueron sometidas a diferentes temperaturas. En la figura 1 se muestra que la muestra que presentó mayor capacidad para retención de agua fue la muestra comercial 1, mientras que la que tuvo menor capacidad para retener agua fue la muestra comercial 3.

Figura 2. Capacidad de Retención de Agua de los diferentes polvos de alpiste (Phalaris canariensis).

a

b

a

c

a a

104.0 105.0 106.0 107.0 108.0 109.0 110.0 111.0 112.0

BLANCO COMERCIAL1 COMERCIAL2 COMERCIAL3 COMERCIAL4 COMERCIAL5

Cap

acid

ad d

e re

tenc

ión

de a

gua

(%)

Tipo de alpiste

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Capacidad de Absorción de grasa Las muestras de polvo de alpiste no mostraron la misma capacidad de absorción de aceite por lo que los datos arrojados mostraron diferencia significativa (p<0.05). La mayor cantidad de aceite absorbida se dio en la muestra comercial 1 (1.7833 g) mientras que la muestra comercial 5 fue la que absorbió la menor cantidad de aceite (1.040 g).

Figura 3. Capacidad de retención de grasa en el polvo de alpiste (Phalaris canariensis) Gelificación El análisis estadístico mostró que no existe diferencia significativa (p>0.05) en la formación de gel entre las marcas analizadas ya que todas demostraron tener la capacidad de gelificar.

Figura 4. Capacidad de formación de gel de los polvos de alpiste (Phalaris canariensis).

a a

b ab ab

b

0 0.2 0.4 0.6 0.8

1 1.2 1.4 1.6 1.8

2

Capa

cida

d de

ret

enci

ón d

e gr

asa

(%)

Tipo de alpiste

Retención de grasa

a

a

a a a

a

2.55 2.6

2.65 2.7

2.75 2.8

2.85 2.9

2.95 3

3.05

Gra

do d

e ge

lific

ació

n

Tipo de alpiste

Grado de gelificación

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CONCLUSIONES Las diferentes marcas de polvo de alpiste (Phalaris canariensis) no mostraron diferencias en cuanto al contenido de humedad, grasa, ceniza y fibra y gelificación pero si mostraron diferencias en cuanto al porcentaje de proteína, diferencia que afectó en las propiedades funcionales como capacidad de retención de agua y capacidad de retención de grasa ya que estas características están ligadas a la cantidad y tipo de proteína. El polvo de alpiste (Phalaris canariensis) mostró tener una cantidad alta en proteínas, dicha propiedad podría ser empleada en el enriquecimiento de alimentos con bajo contenido proteico con lo cual elevarían su valor nutrimental, de igual manera se puede adicionar a otros alimentos en los que se desee mejorar su textura. REFERENCIAS AOAC (2000). Official Method 2011.11. AOAC (2000). Official Method 999.02 AOAC (2000). Official Method 962.09 Adevowale, A. Y., Adeyemi, A.I., Oshodi, A.A. (2005). Functional and physicochemical properties

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Hucl, P., Han, H. L., Abdelaal, E. M., Hughes, G. R. (2001). Development and Quality of Glabrous Canary seed. Department of Plant Sciences, University of Saskatchewan, Saskatoon, SK. 1-4

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ABSORCIÓN DE AGUA EN EL ENDOSPERMO DURANTE LA NIXTAMALIZACIÓN

Palacios Fonseca A. J. a,*, Gómez Aldapa C. A.b,

Rodríguez García M. E.c

.

a Universidad de Colima, Facultad de Medicina, Av. Universidad #333, Las Víboras, C.P. 28040,

Colima, Colima, México. b Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Centro de Investigaciones Químicas, Instituto de

Ciencias Básicas e Ingeniería, Carretera Pachuca-Tulancingo Km 4.5, Mineral de la Reforma, C.P. 42184, Hidalgo, México.

c

*

Universidad Nacional Autónoma de México, Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, Departamento de Nanotecnología, Campus Juriquilla, Querétaro, Querétaro, México.

[email protected]

RESUMEN: En el presente trabajo se estudió la difusión de la absorción de agua en el endospermo del grano de maíz durante la nixtamalización. Los resultados mostraron que durante el remojo la absorción de agua en el endospermo se rige por la estructura (morfología). De acuerdo con estos resultados, para tiempos cortos de remojo la difusión de agua está presente principalmente en las capas más externas del endospermo periférico y endospermo harinoso. Para tiempo entre 5-7 horas de remojo, el proceso de difusión de agua tiene lugar en todo el endospermo, incluyendo el endospermo duro. ABSTRACT: In the present work the diffusion of water uptake in the endosperm of nixtamalized corn were studied. The results showed that for steeping times the water uptake in the endosperm is governed by the structure (morphology). According to these results, the water is present mainly in the most external layers of the peripheral endosperm and the soft endosperm for short steeping times. For steeping time between 5-7 hours, the water diffusion processes take place in all the endosperm, included hard-endosperm. Palabras clave:

Endospermo, Nixtamalización y absorción de agua.

ÁREA:


INTRODUCCIÓN La nixtamalización es un proceso muy antiguo para la preparación de diversos productos nixtamalizados, como la tortilla; producto que tiene un gran impacto en la alimentación y nutrición de los mexicanos, ya que suministra el 45% de las calorías de la población y lo más importante es que suministra el 70% del consumo diario mínimo de calcio requerido para una buena salud ósea. La transferencia de masa como difusión es de gran importancia durante este proceso térmico-alcalino (nixtamalización). El proceso de hidratación de los granos de maíz durante

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el proceso térmico-alcalino, inicia con la difusión de agua durante cocción y continúa durante el reposo en la solución alcalina (Palacios et al., 2009). La capacidad de retención de agua en el grano de maíz durante el proceso térmico-alcalino provoca cambios bioquímicos como gelatinización en gránulos de almidón e interacción molecular entre éstos con las proteínas y con los lípidos que la constituyen (Bedolla and Rooney, 1982). El hecho de la difusión de agua dentro del gránulo de almidón, promueve que el agua se asocie con los grupos hidroxilos de la amilosa y la amilopectina, provocando una hidrólisis parcial del almidón de maíz. Donovan en 1979 fue el primero en sugerir que cuando existe exceso de contenido de agua en el grano, todos los cristales del almidón se funden cooperativamente; este proceso se facilita por la hidratación e hinchamiento de las regiones amorfas del grano.

El objetivo principal de este trabajo es el de discutir el proceso de absorción de agua en el endospermo de maíz durante el proceso de nixtamalización. El estudio se basa en la determinación del agua absorbida y su difusión en el endospermo a diferentes tiempos de reposo.

MATERIALES Y MÉTODOS Maíz

En el estudio se empleó la variedad 30G40 (Pioneer) usado para la elaboración de tortillas fue obtenido de la región de Sonora, México. El maíz usado en este trabajo fue seleccionado libre de daño y tamaño homogéneo con la finalidad de reducir las variaciones y reproducir los resultados. Además fue almacenado en condiciones de refrigeración (4°C) antes de la nixtamalización.

Preparación de las Unidades Experimentales

El grano de maíz seleccionado se utilizó para la cocción térmico-alcalino (nixtamalización) un sistema computarizado de nixtamalización (Gutiérrez et al., 2007), usando 2 litros de agua/1 kg de maíz, añadiendo 10g de Ca(OH)2, se inició a 25ºC y alcanzó 92º C, ahí se coció 15 minutos, definido previamente. Con este sistema se garantizó la reproducibilidad de la muestra con la obtención de las historias térmicas con el perfil de temperatura-tiempo en las etapas críticas de cocción y reposo.

Determinación de coeficiente de difusión para el grano nixtamalizado Las corridas de hidratación del grano de maíz durante el proceso térmico-alcalino fueron hechas en dos fases: durante el tiempo de cocimiento a 92ºC y durante su tiempo de reposo (0, 3, 5 y 7h). En 20 granos se medió la ganancia de masa durante la hidratación en el cocimiento térmico-alcalino y su reposo; siguiendo la metodología de Ramos et al. (2004) de . En el cual es el incremento de masa acompañado de la hidratación y es la masa inicial del grano. Determinación de difusión de agua en endospermo durante el reposo

En 10 granos libres de pericarpio, germen y cofia se fraccionó en 9 partes y se midió la ganancia de masa durante la hidratación en el reposo térmico-alcalino; siguiendo la metodología de Ramos (2004).

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Microscopia Electrónica de Barrido

El estudio de la morfología del endospermo de maíz en función del tiempo de reposo fue evaluada utilizando micrografías obtenidas por un microscopio electrónico de barrido a bajo vacío modelo JEOL JSU-5600LV con una resolución de 5 nm, ajustado con un espectrómetro de rayos X con energía de dispersión (Noran Instrument, Modelo 4.2.3 Voyager). Las condiciones del equipo fueron: voltaje de aceleración electrónica de 20 kV, con una presión en el rango de 237.72–396.20 kgf/m2 en la cámara de la muestra, las imágenes se obtuvieron en la superficie a partir de la señal electrónica de barrido.


El endospermo es el componente mayoritario en el grano de maíz. Este se compone de tres tipos de endospermo con características muy diferentes (Rojas et al., 2007). En la Figura 1, podemos observar su morfología. Los gránulos de almidón del endospermo periférico (EP) son los más pequeños redondos, en endospermo harinoso (EH) o suave también presenta gránulos de almidón redondos pero con mayor tamaño, y el endospermo duro o cristalino que nos presenta una morfología del gránulo poliédrica.

Figura 1. Micrografía del endospermo: Periférico (EP), Cristalino o Duro (ED) y harinoso o suave (EH)

.

En la Figura 2, se muestra una imagen de endospermo sin sus otros componentes (germen, pericarpio y cofia) que por difusión de luz, se observa la distribución del endospermo harinoso o suave en la parte interna (parte oscura) y endospermo corneo o duro (parte clara). El endospermo harinoso presenta opacidad para transmitir luz, sus gránulos de

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almidón se encuentran como nódulos irregulares y ligeramente con espacio entre ellos. Por otro lado, el endospermo cristalino presenta una apariencia traslúcida ocasionada por los el ordenamiento de los gránulos de almidón compacta con forma poliédrica. Figura 2.

Corte longitudinal de endospermo de maíz. Visualización de endospermo cristalino y harinoso por difusión de luz.

El maíz absorbe cierta cantidad de agua durante las etapas de cocimiento y reposo, en el proceso de nixtamalización. Lo anterior determinara que el nixtamal obtenga una humedad que puede determinar la calidad del producto final. La humedad relativa durante el tiempo de cocimiento, durante la hidratación mostro una ganancia de masa de 25ºC hasta alcanzar los 92ºC (38.05%) para . En el cual es el incremento de masa acompañado de la hidratación y es la masa inicial del endospermo del grano. Tomando el tiempo de cocimiento para observar la cinética de hidratación. Donde fue una función lineal con la raíz cuadrada del tiempo. La humedad inicial del grano estuvo alrededor de 10.2%, al terminar la cocción fue de 36.39 ±1.27 y al final del reposo 51.55 ±2.1. Arámbula-Villa et al. (2001), reportaron que la humedad óptima del nixtamal para producir tortilla es de 42 a 44%, por otro lado, Mc Donough et al., 1987 determinaron que la humedad óptima es de 55 a 83%. Mientras que Aguilar (2005), menciona que una humedad de 45% da rendimiento de maíz-tortilla de 1.5 ó más. Sin embargo, el tamaño del grano influye en el contenido de humedad, tamaños más pequeños favorecen la hidratación del grano durante la nixtamalización de grano (Sánchez et al., 2007), así como el tiempo de reposo (Gutiérrez et al., 2007). En la Figura 3 se visualiza la hidratación de agua en el grano de maíz durante la fase reposo. Se observa la cinética de difusión que sigue el agua hacia el interior del endospermo de maíz durante la nixtamalización en función de tiempo de reposo.

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Figura 3. Visualización del avance de agua en el endospermo en función del tiempo de reposo (% humedad)

Resultados interesantes como los obtenidos con resonancia magnética nuclear para grano entero donde se indica que la máxima concentración de agua se encuentra en las inmediaciones de la cofia (Ruan et al., 1992), por otro lado, Ramos et al. (2004) determinó que la vías de entrada al interior del grano fueron a través de la corona y la otra entrada fue por la cofia. Estos resultados concuerdan con los obtenidos en este estudio, observando en las primeras horas la entrada en la corona y posterior mente por la cofia, fue interesante ver que a las 3 horas la parte interna del grano tiene mayor cantidad de agua que en la periferia.

En la imagen de avance de agua a 3 horas (Figura 3), se observa la similitud de con la distribución del tipo de endospermo (Figura 2). Lo anterior, debido a que el endospermo cristalino absorbe <40% de agua durante el proceso de nixtamalización, mientras que el endospermo harinoso que absorbe >90% (Donough et al., 1987).

CONCLUSIONES

En proceso de nixtamalización la difusión de agua va ser determinado principalmente por la estructura del endospermo. Iniciando en el endospermo harinoso, periférico y finalmente, endospermo duro.

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REFERENCIAS Aguilar ML. 2005. Diferencias en el rendimiento en tortilla y su calidad respecto al tipo de

endospermo del maíz (Zea mays L.). Tesis de Licenciatura. Departamento de Ingeniería Agroindustrial. Universidad Autónoma Chapingo. 54 p.

Arámbula-Villa G, Méndez-Albores J A, González-Hernández J, Gutiérrez-Arias E, Moreno-Martínez E. 2004. Evaluation of a methodology to determine texture characteristics of maize (Zea mays L.) tortilla. Archivos Latinoamericanos Nutrición 54:216-222.

Bedolla S, Rooney LW. 1982. Cooking maize for masa production. Cereal Foods World 27:219-221.

Donovan JW. 1979. Phase transitions of the starch-water system. Biopolymers 18:263-275. Gutiérrez E, Rojas-Molina I, Pons-Hernandez JL, Guzman H, Aguas-Angel B, Arenas J, Fernández

P, Palacios-Fonseca A, Herrera G, Rodríguez ME. 2007. Study of calcium ion diffusion in nixtamalized quality protein maize as a function of cooking temperature. Cereal Chemistry 84:186–194.

Mc Donough CM, Tellez-Giron A, Gómez M, Rooney LW. 1987. Effect of cooking time and alkaline content on the structure of corn and sorghum nixtamal. Cereal Foods World, 32:660-661.

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Ramos G, Pezet-Valdez MO, Connor-Sánchez A, Placencia C, Pless RC. 2004. Hydration rates for various types of Mexican maize based on single-kernel measurements. Cereal Chemistry 81: 308-313.

Rojas-Molina I, Gutiérrez-Cortez E, Palacios-Fonseca A, Baños L, Pons-Hernández JL, Guzmán-Maldonado SH, Pineda-Gómez P, Rodríguez ME, 2007. Study of structural and thermal changes in endosperm of quality protein maize during traditional nixtamalization process. Cereal Chemistry 84:304–312.

Ruan R, Litchfield JB, Eckhoff R. 1992. Simultaneous and nondestructive measurement of transient moisture profiles and structural changes in corn kernels during steeping using microscopic nuclear magnetic resonance imaging. Cereal Chemistry 69:600-606.

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EVOLUCIÓN DE NUTRACEUTICOS EN NUEVAS FAMILIAS DE FRIJOL

(Phaseolus vulgaris) Arvizu Leal P.a Gamboa Gutiérrez E. R.a Medina Torres M.G.a, Miranda López R.a Marquez

Rojas, G.a Guzmán Maldonado S. H.b Hernández López D.*a

*aInstituto Tecnológico de Celaya. Depto. Ingeniería Bioquímica. Av. Tecnológico y A. García Cubas S/N. C.P. 38010, Celaya, Gto. Tel. (461) 6117575. b INIFAP-CIRCE, Gto.

[email protected].

RESUMEN: Las tendencias mundiales de los alimentos, se centran en el consumo de alimentos funcionales que proporcionan beneficios en las funciones biológicas del organismo humano y disminuyen riesgos para la salud. Recientemente hay mucha atención hacia los granos debido a su potencial nutracéutico, ayuda a prevenir o reducir las enfermedades cardiovasculares, el cáncer y la diabetes. Es por ello que hay un mayor énfasis en las leguminosas, ya que representan un alimento importante en México, proporcionando prácticamente todas las proteínas vegetales consumidas por los estratos sociales de bajos ingresos, ocupando un lugar destacado en su dieta. Por otra parte, esta leguminosa es un suplemento nutricional de los cereales, siendo una fuente importante de proteínas, calorías, vitaminas del grupo B y minerals. Se trabajó con 216 líneas de frijol, de las cuales 109 son un cruce entre Higuera Azufrado BO08045 Flor de Junio (FJBO08045) 107 restante son un cruce entre Flor de Mayo Eugenia G1742/AZ se usaron 26 testigos de los padres de cada cruza, dando un total de 220 muestras. Los granos se observaron de tamaño pequeño a mediano, reportando resultados con grandes diferencias entre las cruzas con muy pocas líneas que mostraron concentraciones de taninos, fenoles totales y hierro mayores que los reportados por los padres, destacando la cruza Mayflower frijol Eugenia G1427/AZ • 26 líneas con tipo de grano Canario y el tipo de grano Bayo, del cruce Higuera Azufrado FJBO8045 destacaron la línea Canario con tipo de grano, el grano tipo Flor de Junio / Azufrado y grano tipo Flor de Junio.

ABSTRACT: Global trends in food, are focused on the consumption of functional foods that provide benefits in the biological functions of human organism and in reducing health risks. Recently much attention to beans because of their potential nutraceutical, helps prevent or reduce cardiovascular disease, cancer and diabetes. That is why it has received greater emphasis on legume bean, as it represents an important food in Mexico, providing virtually all plant proteins consumed by low-income social strata of the urban and rural , occupying a prominent place in the diet. Furthermore, this legume is a nutritional supplement consumption of cereals, to be an important source of protein, calories, B vitamins and minerals.For this they worked with 216 lines of beans, of which 109 are a cross between Higuera Azufrado BO08045 Flor de Junio (FJBO08045) 107 remaining are a cross between Flor de Mayo Eugenia G1742/AZ • 26 by witnesses to parents of each cross, giving a total of 220 samples.Grains were observed in small to medium size, reporting results with great differences between the crosses with very few lines that showed concentrations of tannins, total phenols and iron greater than those reported by parents, highlighting the cross Mayflower bean Eugenia G1427/AZ • 26 lines with grain type Canario and grain type Bayo, from crossing Higuera Azufrado FJBO8045 highlighted the line with Canario grain type, grain type Flor de Junio / Azufrado and grain type Flor de Junio.

Palabras clave: Phaseolus vulgaris, Fitoquímicos, Fenoles, Taninos Hierro.

ÁREA: Cereales, leguminosas y oleaginosas; Alimentos funcionales.

INTRODUCCIÓN

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El frijol es una planta herbácea autógama de ciclo anual (Figura 3), que se cultiva en zonas tropicales y regiones templadas. Esta característica permite agruparla en las denominadas especies termófilas, dado que no soporta bajas temperaturas (Debouck e Hidalgo, 1985). Se distingue por ser altamente poliforme, ya que de acuerdo con el agroecológico, donde se desarrolla, es posible distinguir variaciones fenológicas entre la misma especie de una región a otra (Romero, 1993).

En la actualidad el fríjol, a nivel internacional, resulta ser un producto de menor significación en cuanto a volumen, su importancia trasciende como fuente de alimento y sustituto de otros nutrimentos en la sociedad, sobre todo en países donde el ingreso per cápita limita la adquisición de bienes de alto valor proteico pero de mayor valor económico.. Entre los países productores del frijol destacan por orden de importancia India con 18.49%, Brasil con 16.55%, China con 11.47%, Estados Unidos con 6.84%, y México en quinto lugar con un 6.80%. (FAO 2008). En México el fríjol es considerado un producto tradicional estratégico para el desarrollo rural del país (Serrano, 2004; SAGARPA, 2003; SAGARPA, 2005). Hasta hace poco, al igual que el maíz, formó parte de los medios de control gubernamental antiinflacionarios al emplearse en los precios de garantía y lograr reducir el valor de los salarios industriales (Romero, 1993). Con todo, el consumo de fríjol per cápita en México, desde la década de los ochenta mantiene una tendencia negativa. Este declive se atribuye a la concentración y crecimiento de la población urbana que suele modificar sus hábitos alimenticios al adquirir mayores ingresos (Romero, 1993).

Las tendencias mundiales de la alimentación en los últimos años indican un interés acentuado de los consumidores hacia ciertos alimentos, que además del valor nutritivo aporten beneficios a las funciones fisiológicas del organismo humano. Estas variaciones en los patrones de alimentación generaron una nueva área de desarrollo en las ciencias de los alimentos y de la nutrición que corresponde a la de los alimentos funcionales (Robertfroid 2000) o Fitoquímicos (fito=planta) es el nombre genérico con el que se conoce a una serie de sustancias que se encuentran en las plantas, principalmente, se utiliza para hacer referencia a sus compuestos bio-activos que no tienen valor nutricional. El término Alimento Funcional fue propuesto por primera vez en Japón en la década de los 80’s con la publicación de la reglamentación para los "Alimentos para uso específico de salud" ("Foods for specified health use" o FOSHU) y que se refiere a aquellos alimentos procesados los cuales contienen ingredientes que desempeñan una función específica en las funciones fisiológicas del organismo humano.

El uso y demanda de variedades mejoradas para el cultivo y consumo de frijol; implica el uso de nuevas variedades. Para el desarrollo de estas nuevas variedades se emplean poblaciones segregantes. Para desarrollar estas poblaciones por lo general se utilizan como progenitores maternos aquellas variedades de frijol cuyas características se requieren mejorar o superar mientras que los progenitores paternos son fuente de resistencia local o inducida (Beed et al, 1996). Buscando tener variedades con grano preferente, con alta calidad culinaria, nutrimental y nutraceutica.

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El Objetivo de este trabajo es determinar las propiedades físicas y el contenido de compuestos nutraceuticos presentes en nuevas variedades de frijol (Phaseolus vulgaris).

MATERIALES Y MÉTODOS

Materiales. Para este trabajo se emplearon 216 familias de frijol, resultado de dos cruzas, la primeras 109 tienen como progenitores a la variedad de frijol Azufrado Higuera y a la variedad de frijol FJBO8045 (Tabla 3), las 107 restantes tienen como progenitor a la variedad de frijol Flor de Mayo Eugenia y a la variedad de frijol G1742/AZ·26 (Tabla 4); tomando como testigos a los progenitores de cada familia. Estas muestras fueron sembradas y cultivadas en el Campo Experimental Bajío (CEBAJ) del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), en el periodo de enero- junio del 2010, siendo ambas familias la primera progenie (F1) proveniente de los progenitores.

Tamaño de la semilla. Se midieron tres dimensiones en la semilla entera de cada variedad realizando repeticiones por cuádruple. Estas dimensiones fueron el ancho, el largo y el espesor (Perez et al., 2002). Peso de la semilla: Se registró el peso de 100 semillas de cada variedad para determinar el tamaño del grano conforme a Aguirre Santos, 2010. Color. Se midieron los parámetros L, a y b mediante el uso de un equipo Hunter Lab MiniScan. El valor del croma representa la pureza relativa del color dominante, y se calculó mediante la siguiente fórmula (a2 + b2)(1/2) . Fenoles Totales. El método empleado es el de Folin Ciocalteu, descrito por Singleton y col. (1999). Taninos Condensados. De acuerdo al ensayo de la vainillina de Deshpande y Cheryan (1985). Hierro. Método por Jones y Case (1990).


Familias de Frijol con Progenitores Flor de Mayo Eugenia/617421/AZ·26

De las mediciones realizadas por cuadruplicado, se calculó un promedio. De acuerdo a estos resultados se observó que el progenitor Flor de Mayo Eugenia fue el grano mas grade de los dos progenitores empleados en esta cruza. De la misma forma se reporta el promedio de las mediciones hechas a las semillas o granos de las 107 familias pertenecientes a esta cruza); donde se observó que la familia que reporto las mayores dimensiones fue la de tipo de grano Flor de Mayo/Bayo siendo mayor a las reportadas por el progenitor Flor de Mayo Eugenia. El peso de la semilla se relaciona directamente con el tamaño del grano de acuerdo a la clasificación mostrada. De acuerdo a estos parámetros y los resultados obtenidos se puede considerar a las dos variedades empleadas como progenitores.

La luminosidad (L) resultó relativamente alta, variando en un rango de 27.49 a 40.36. En cuanto a los valores de a y b, sólo la variedad 617421/AZ·26 presentó valores negativos para el parámetro a. Para las líneas de familia dadas por esta cruza; se observan valores de luminosidad altos ya que reportan un rango de 40.85 a 54.15; solamente el tipo de grano Garbancillo mostro un valor de luminosidad al del resto de los tipos de grano con un valor de 17.95, en cuanto a los parámetros a y b; el que mostro el valor mas bajo de a fue la Familia con tipo de grano Blanco y la que mostro el mayor valor fue la familia con tipo de

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grano Flor de Mayo, la familia que mostro el mayor valor de b fue la de tipo de grano Azufrado/Flor de Mayo, y la que mostro el menor valor fue la de tipo de grano Garbancillo.

Familias de Frijol con Progenitores Azufrado Higuera/FJBO8045

Los promedios de las mediciones efectuadas a los progenitores, se reportan y se observa que la semilla con mayores dimensiones fue el progenitor Flor de Junio (FJBO08045). Las dimensiones de las familias resultantes de esta cruza se reportan donde se observa que la familia con tipo de grano Flor de Junio/Azufrado mostro el mayor tamaño, mientras que la familia con tipo de grano Canario mostro el menor tamaño siendo menor que la reportada por el progenitor Azufrado Flor de Junio. De acuerdo a estos parámetros reportados en la tabla 6 y los resultados obtenidos se puede considerar a las dos variedades empleadas como progenitores. Con la cual se rarifica lo dicho en la sección anterior (dimensiones de la semilla); ya que el progenitor Flor de Junio (FJBO08045) reporto el mayor peso.

En los resultados reportados para las familias se muestran en general semillas de tamaño pequeño. De las familias, la que mostro el mayor peso fue la de tipo de grano Flor de Junio/Azufrado siendo la misma que mostro el mayor tamaño de las familias provenientes de esta cruza, mientras que la que mostro el menor peso fue la familia de tipo de grano Azufrado/Flor de Junio, pese a que la que mostro las menores dimensiones fue la familia de tipo de grano Canario. La luminosidad (L) resultó relativamente alta, variando en un rango de 33.32 a 40.34. En cuanto a los valores de a y b, sólo la variedad Azufrado Higuera presentó valores negativos para el parámetro a. Para las familias dadas por esta cruza; se observan valores de luminosidad altos ya que reportan un rango de 40.40 a 51.24; solamente el tipo de grano Canario mostro un valor de luminosidad bajo al del resto de los tipos de grano con un valor de 27.43, en cuanto a los parámetros a y b; el que mostro el valor más bajo de a fue la Familia con tipo de grano Azufrado y la que mostro el mayor valor fue la familia con tipo de grano Flor de Mayo, la familia que mostro el mayor valor de b fue la de tipo de grano Canario, y la que mostro el menor valor fue la de tipo de grano Azufrado

Compuestos Nutracéuticos El análisis de los datos obtenidos para las familias de estas cruzas se realizó de tres maneras, la primera fue con un modelo de frecuencias donde se tomó una desviación estándar del 5% para todos los datos, esto fue con el fin de observar cuantas familias obtenían mayores valores en hierro, fenoles totales y en taninos condensados; sin importar el tipo de grano que presentaban; el segundo fue por grupos de tipo de grano en comparación a sus progenitor con el fin de ver cuál de los grupos era que el que mostraba mayores valores de concentración de las variables analizadas; y el último fue de comparar cada uno de los familias presentes en los grupos de tipo de grano con el fin de ver cuales familias o grupos de familias presentaban mayores concentraciones que las reportadas por sus progenitores. Familias con Progenitores Flor de Mayo Eugenia/617421/AZ·26 Como se puede observar en la concentración de hierro solo el 19.62% de las familias analizadas obtuvo mayor concentración de hierro; que los reportados por sus progenitores;

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mientras que en la concentración de fenoles totales el 88.78% de las familias analizadas se mantuvo dentro de los valores reportados por los progenitores; en cuanto a su concentración de taninos el 100% de las familias analizadas se mantuvo dentro del rango reportado por sus progenitores el cual fue de 34.2 – 995.3 mgEC/100g.

Figura 1. Contenido de Compuestos Nutraceuticos en Familias de frijol con tipo de grano Azufrado: a) Taninos Condensados, b) Fenoles Totales, c) Hierro.

Familias con Progenitores Flor de Mayo Eugenia y G1427/AZ·26

En el análisis de nutraceuticos dado por las familias agrupadas según su tipo de grano, en Fenoles Totales los 11 tipo de de grano se encontraron dentro del rango dado por sus progenitores, de 1145.77±8.68 a 216.42±1.23, sin embargo la familia con tipo de grano Canario fue la mas cercana al valor dado por Flor de mayo Eugenia, mientras que la menor

0

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)


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concentración la tubo la familia con tipo de grano Bayo; en la concentración de Taninos Condensados, todas las familias se mantuvieron dentro del rango dad por sus progenitores, de 995.28±34.22 a 31.22±1.23, siendo la familia que reporto la concentración mayor las familia con tipo de grano Canario, mostrando la menor concentración de contenido de Taninos Condensados es la familia con tipo de grano Garbancillo; en el contenido de Hierro 8 de los 11 tipos de grano, dados en esta cruza, repostaron concentraciones superiores al rango dado por los progenitores, de 4.92±0.01 a 4.49±0.05, siendo la familia que reporto mayor concentración fue la de tipo de grano Canario y la que reporto la menor concentraciones fue la familia con tipo de grano Blanco.

Familias con Progenitores Azufrado Higuera y FJBO8045 En el análisis de Fenoles Totales, ninguna de las familias reporto concentraciones superiores a las dadas por los progenitores, manteniendo los 9 tipos de grano dentro del rango dado por los progenitores, de 229.70±0.02 a 806.29±2.74, siendo las familias con tipo de grano Flor de Junio Azufrado la que reporto la concentración mayor y las familias con tipo de grano Azufrado/Flor de Junio reportaron la concentración menor. En la concentración de Taninos Condensados, 5 de los tipos de grano se mantuvieron dentro del rango dado por los progenitores, de 167.77±2.12 a 641.74±2.01, siendo las familias con tipo de grano Flor de Junio/Azufrado Higuera el que mostro la concentración mayor, la menor concentración la reportaron las familias con tipo de grano Azufrado. En los resultados de las concentraciones de hierro 7 de los tipos de granos dados en esta cruza, reportaron concentraciones superiores al rango dado por los progenitores, de 4.95±0.02 a 5.86±0.03, siendo las familias con tipo de grano Azufrado/Flor de Junio el que reporto la mayor concentración mientras que la menor la reportaron las familias con tipo de grano Canario. Se obtuvieron registros de los valores de nutraceuticos (Fenoles Totales, Taninos Condensados, Hierro) para el progenitor G1427/AZ·26.

La progenie F1 no es una generación segregantes ya que es derivada de dos líneas puras y sus valores serán intermedios entre los dos padres y de se comporta de manera homologa. De esta generación se debe cultivar un numero adecuado de plantas para producir la población F2 deseada. (Levitus, et al., 2010). Las plantas F1 se compararan con las variedades parentales para estar seguros que son híbridos (Roca 2009). En el caso estos análisis esto se demuestra ya que de las familias analizadas para las cruzas el 80.55% (para la cruza de Flor de Mayo Eugenia y G1427/AZ·26) y el 99.87%(cruza Azufrado Higuera y FJBO8045) reportan concentraciones dentro del rango de los padres; si bien el 70% y 73% de las familias analizadas reportaron concentraciones de hierro fuera del rango, las concentraciones no mayores en más del 40% a la reportada por los progenitores flor de Mayo Eugenia y FJBO8045 respectivamente por lo cual es posible considerarlos como híbridos según los reportado por Roca et al 2009.

CONCLUSIONES Las familias con tipo de grano Canario, destaco por tener mayor concentración de polifenoles y mayor cantidad de hierro, superando en el caso de hierro a su progenitor Flor

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de Mayo Eugenia. Las familias con tipo de Grano Azufrado/Flor de junio reportaron la mayor concentración de Fenoles Totales, Taninos Condensados y Hierro. REFERENCIAS Acosta G.J.A.; Hoyos G.; López E.S.; Gonzales E.R.; Muñoz J.V.; Fernández H.P.; 1997; Hábitos

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EFECTO DEL DETERIORO DEL TRIGO SOBRE LA CALIDAD DEL PAN

Salazar Pichardo J. Cha., Endoqui-Moreno La. I., Jiménez-Vera Va., Martínez-Manrique Ea

.*

a

Unidad de Investigación Multidisciplinaria, Laboratorio 8. FES-Cuautitlán, UNAM. Km 2.5 Carretera Cuautitlán-Teoloyucan 54700, Cuautitlán Izcalli. México. Teléfono 56231999, ext. 39428. e-mail: *[email protected]

RESUMEN: El trigo es uno de los cereales más consumidos y con él se elaboran gran variedad de productos, entre los más populares está el pan. Durante su almacenamiento, factores como la humedad pueden desatar eventos moleculares que provocan cambios en sus constituyentes, que se reflejan en una mala calidad del pan. Estos eventos claramente no se conocen, pero se sugiere que las proteínas del gluten son las responsables. En el presente trabajo se evaluó el efecto del deterioro del trigo durante un almacenamiento inadecuado sobre su calidad panadera. Se trabajó con trigo HRW deteriorado a 25º C y 75% HR. Se evaluó su calidad física, química y grado de deterioro. También se evaluó el efecto del deterioro sobre la calidad de las harinas midiendo porcentaje de sedimentación, cantidad de gluten, pruebas farinográficas, elaboración de pan bolillo midiendo su volumen y peso.

Los resultados obtenidos permiten proponer que durante el deterioro, existe degradación de las proteínas de reserva las cuales exponen residuos de cisteína, con los que se pudieron formar enlaces disulfuro en las proteínas del gluten restante, resultando una masa más fuerte que dificulta el esponjamiento. Es por esto que la calidad del pan medida por su volumen, disminuyó notablemente.

ABSTRACT: Wheat is one of the most consumed cereals and with it are developed a great variety of products, on the most popular we find the bread. During its storage, factors such as humidity can trigger molecular events that cause changes on its constituents, which are reflected in a poor bread quality. These events are clearly not known, but it is suggested that the responsibles of that are gluten proteins. On this work was evaluated the effect of wheat deterioration during an inadequate storage on its baking quality. It was worked with HRW wheat, deteriorated at 25 ° C and 75% RH. It was evaluated wheat´s physic and chemical quality and its deterioration degree. It was also evaluated the effect of deterioration on floor quality by measuring the percent of sedimentation rate, amount of gluten, farinoghapic tests, cooking bread roll measuring its volume and weight. The obtained results allow to propose that during deterioration, exists a storage proteins degradation which expose cysteine residues, with which can be formed disulfide bonds in the remaining gluten protein, resulting on a stronger mass that difficults the foaming. That´s wing breads quality measured by its volume decreased markedly

.

Palabras clave:

Deterioro, trigo, proteínas.

ÁREA:


INTRODUCCIÓN El trigo es el cereal más importante a nivel mundial y el segundo después del maíz en México, con él se elaboran muchos productos de consumo masivo como tortillas, pastas, galletas, pan, etc. El pan es un producto de gran consumo en México. Proporciona proteínas, hidratos de carbono, hierro, zinc y vitamina B1. Aunque la calidad de la proteína se considera baja, por su deficiencia del aminoácido esencial lisina, el consumo del pan

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combinado con otros alimentos mejora la calidad de la proteína total. Además, las proteínas del trigo tienen gran importancia a nivel funcional, por esto, el contenido proteico es probablemente el factor más importante en la calidad de la harina para panificación. La habilidad del trigo para formar una masa fuerte y cohesiva, capaz de retener gas y producir el pan, se debe a sus proteínas y más concretamente a las proteínas del gluten (Horseney, 1991). Por otra parte, para garantizar la disponibilidad del trigo para la obtención de harina, es necesario recurrir a su almacenamiento, el cual si no se realiza en condiciones adecuadas provoca cambios significativos en la composición química y estructura del grano (Serna, 2001), teniendo como consecuencia la modificación del comportamiento reológico de las masas y finalmente, su calidad panadera. Los eventos moleculares que provocan está pérdida de calidad no son conocidos del todo, pero cambios en las proteínas de reserva son propuestos. Es por eso que en el presente trabajo se propone analizar modificaciones en las proteínas del trigo deteriorado para poder determinar si tienen una relación con la pérdida de la calidad panadera de su harina. MATERIALES Y MÉTODOS Se empleó trigo de la variedad Hard Red Winter (HRW) cosecha 2010. Para el deterioro del trigo, se colocaron las semillas en almacenamiento con una humedad relativa de 75% y a una temperatura de 25º C, por diferentes periodos de tiempo: 30, 60, 90, 120, 160 y 185 días; las muestras fueron refrigeradas hasta su uso. A las semillas se les determinó su germinación para observar su deterioro (Moreno-Martínez, 1984), también se determinó su peso de mil granos y su peso hectolítrico. Posteriormente las semillas se molieron para obtener una harina tamizada con malla 120 USA serie Tyler, a estas harinas se les realizó un análisis químico proximal (AOAC, 2000) y un análisis con el farinógrafo. Así como volumen de sedimentación (AACC; 2000 Método 56-70) y contenido de glúten (AACC; 2000 Método 38-10). Se elaboró pan tipo bolillo al cual se le midió su volumen y peso (Cortés, 2012). RESULTADOS Y DISCUSIÓN El almacenamiento inadecuado provocó el deterioro del trigo ya que disminuyó su germinación (Figura 1). Esto es debido a que el almacenamiento inadecuado provoca procesos bioquímicos-fisiológicos que son capaces de dañar las semillas hasta lograr la pérdida del poder germinativo (Bewley and Black, 1994).

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FIGURA 1. Efecto del almacenamiento inadecuado sobre la germinación del trigo. Por otra parte, al analizar la calidad física de la semilla no se observaron cambios significativos provocados por el deterioro, como lo demuestran los resultados del peso de mil granos y el peso hectolítrico (tabla 1). Esto puede ser debido a que el trigo que se usó como materia prima estaba sano y limpio durante el tiempo que se mantuvo en almacenamiento y nunca estuvo expuesto a factores extrínsecos que contribuyeran a su contaminación.

Tabla 1. Peso de 1000 granos y peso hectolítrico de trigo HRW

*Diferentes letras entre filas indican diferencia estadísticamente significativa (P≤0.05) Para realizar el análisis de las harinas se escogieron semillas con tiempos de deterioro de 60, 120 y 185 días además del control, estos materiales se seleccionaron para tener más contraste en los resultados y que los cambios que se esperaban pudieran observarse más claramente. Los resultados del análisis químico de las harinas mostraron que el deterioro no afectó el contenido de los principales componentes del grano (tabla 2).

TRIGO (días de

deterioro)

PESO DE 1000 GRANOS

(g)

PESO HECTOLITRICO Kg/Hl

Control 28.7a 77.5* a * 30 32.03ª 79ª 61 31.26ª 76ª 99 33.83ª 76ª 120 31.46ª 73.5ª 160 31.93ª 74ª 185 30.66ª 75.5ª

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*Diferentes letras entre filas indican diferencia estadísticamente significativa (P≤0.05)

Tabla 2. Análisis Químico Proximal de las harinas de trigo HRW.

Para determinar el efecto del deterioro del trigo en sus proteínas se realizaron pruebas de índice de sedimentación y porcentaje de gluten (tabla 3). Ambos disminuyen con el tiempo de deterioro sugiriendo que se forman enlaces entre las proteínas volviendo más compleja su estructura lo que disminuye la absorción de agua y provoca un menor índice de sedimentación y porcentaje de gluten.

Tabla 3. Porcentaje de gluten e índice de sedimentación. TRIGO (días de

deterioro)

INDICE DE

SEDIMENTACIÓN

% DE GLÚTEN HUMEDO

% DE GLÚTEN

SECO Control 42ª* 22.02a 8.51ª

60 42a 21.46a 8.26a 120 42a 21.81a 8.51a 185 37a 20.49a 7.72a

*Diferentes letras entre filas indican diferencia estadísticamente significativa (P≤0.05) Por otra parte, al medir la calidad reológica de las masas se encontró que el deterioro aumentó su fuerza, como lo demuestra el aumento en su estabilidad, el tiempo de desarrollo y su tiempo de caída de la masa (tabla 4). En los tres parámetros evaluados con el farinógrafo, se observó que a mayores tiempos de deterioro los valores aumentaban y en los tres casos, los resultados fueron estadísticamente diferentes al control (P≤ 0.05). |


TRIGO (días de deterioro)

HUMEDAD

%

PROTEINAS

%

GRASA

%

CENIZAS

%

CHOS

% Control 9.07 10.6a a 1.94 1.29ª* a 77.64ª

60 10.57 9.93ab 1.80a 1.22ª a 76.48ª 120 11.10b 10.06 1.91a 1.21ª a 75.83ª 185 11.29 9.38b 1.93a 1.21a 76.19ª a

Tabla. 4 Resultados del análisis reológico de las harinas de trigo control y deteriorado con el farinógrafo.

TRIGO (días de deterioro)

TIEMPO DE DESARROLLO

(min)

ESTABILIDAD (min)

TIEMPO DE CAÍDA (min)

Control 3.5ª* 2.9a* 4.4ª 60 5.5b 7.8b 8.3b 120 6.0b 8.1b 8.2b 185 5.9b 9.5b 9.4b


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Para determinar si esta mayor fuerza de la masa afectaba su calidad panadera, se elaboraron panes con estas harinas. Se observó que aunque sí se pudieron elaborar los bolillos, con las harinas de granos deteriorados, estos fueron de calidad deficiente, sobre todo se vio afectado su volumen aunque su peso permaneció prácticamente igual (tabla 5). Esto nos confirma que la masa formada con estas harinas es más fuerte y al parecer no están permitiendo que el bolillo se infle completamente. Estos datos sugieren que las proteínas de reserva, encargadas de formar el gluten están sufriendo modificaciones que le dan mayor fuerza a la masa. Se propone que durante el almacenamiento inadecuado hubo degradación de proteínas de reserva, lo que provocó que residuos de cisteína quedaran expuestos, los cuales después formaron enlaces disulfuro que aumentaron la fuerza de la masa. Tabla 5. Prueba de calidad del pan, elaborado con harinas de trigo control y deterioradas:

volumen y peso.

*Diferentes letras entre filas indican diferencia estadísticamente significativa (P≤0.05) CONCLUSIONES Las condiciones de almacenamiento inadecuado del trigo, sí provocaron su deterioro, observado por la disminución de su poder germinativo y un aumento en la pérdida de la integridad de sus membranas celulares. Evaluando la calidad física y química, se observó que no hubo un efecto del deteriorado sobre ella, ya que en comparación con el trigo control no existió una disminución significativa de estos parámetros. El deterioro del trigo sí afectó, ligeramente, la cantidad de glúten y su poder de absorción de agua disminuyéndolo en ambos casos. Las pruebas reológicas y de calidad del pan mostraron que el deterioro provocó un aumento en la fuerza de la masa, lo cual disminuyó la calidad del pan elaborado con harinas de trigo deteriorado.

HARINA DE TRIGO

Control

61 días

120 días 185 días

Volúmen (cm3) 280 173.3 a 156.7b 161.7b b Peso (g) 79.9ª 78.7ª 78.7ª 78.34a

Pan elaborado

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REFERENCIAS AOAC (2000). Official Methods of Analysis of Association of Analytical Chemists. Cunnif, P.,

Publisher ed by AOAC International, Edition, USA. Bewley JD and Black M. (1994). Seeds, Phisiology of Development and Germination, 2nd edition.

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Horseney, C. (1991). Principios de la ciencia y tecnología de los cereales. Tr. González A. M. Ed. Acribia S.A. Zaragoza, España, pp. 73-75.

Moreno-Martínez E. (1984). Análisis físico y biológico de semillas agrícolas, 1ª. Edición Universidad Nacional Autónoma de México. México D.F.

Serna, S.O. (2001). Química, almacenamiento e industrialización de los cereales. Ed. A.G.T. Editor, S.A, México D.F. pp 521.

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RELACIÓN ENTRE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE ALMENDRAS DE

Theobroma cacao L. CRIOLLO Y SU ORIGEN GEOGRÁFICO

Chacón-Martínez L, Adriano-Anaya ML, Salvador-Figueroa M, Ovando-Medina I, Vázquez-Ovando JA*

Universidad Autónoma de Chiapas, Centro de Biociencias, Carretera a Puerto Madero km. 2. Colonia Centro, CP 30700. Tapachula, Chiapas.

* E-mail: [email protected] RESUMEN El sabor característico de las almendras de cacao, es producto de la composición química de las mismas y de los procesos que le sobrevienen a la cosecha de los frutos. La composición química a su vez, es el resultado de la genética, de los factores ambientales y las prácticas de cultivo. Así, las principales moléculas implicadas en el sabor son la grasa, proteína, polifenoles, alcaloides y azucares principalmente. En este estudio se evaluaron 34 accesiones cultivadas de Theobroma cacao L. criollo de la región Soconusco Chiapas, México, y se buscó relacionar algunos componentes químicos con su origen geográfico. A las almendras se les determinó humedad, ceniza, grasa, polifenoles, actividad antioxidante, proteína y perfil de ácidos grasos y se analizaron mediante análisis discriminante (AD) basado en su origen geográfico. De acuerdo con este análisis, se encontró que las variables analizadas en su conjunto, explican el 72.68% de la variación total en dos componentes (F1 y F2), resultando altamente útiles como marcadores de origen geográfico, dando 97% de asignación correcta. Se infiere una fuerte influencia de los microclimas existentes en la planicie costera del estado de Chiapas sobre la composición química de los cacaos con morfología de Criollo. ABSTRACT The characteristic taste of the cocoa is a product of the chemical composition of beans and the processes that continue after harvest. The chemical composition in turn, is the result of genetics, environmental factors and cultural practices. Thus, the main flavor molecules involved in flavors are mainly fat, protein, polyphenolics compounds, sugars and alkaloids. We evaluated 34 individual of Theobroma cacao L. cultivated in the region Soconusco Chiapas, Mexico, and we sought to relate some chemical components with their geographical origin. To almonds were determined moisture, ash, fat, polyphenols, antioxidant activity, protein and fatty acid profiles. Data were analyzed using discriminant analysis (DA) based on its geographic origin. According to the analysis, the variables analyzed were found together, explain 72.68% of the total variance into two components (F1 and F2), to be highly useful as markers of geographical origin, giving 97% correct allocation. It deduces a strong influence of microclimates in the coastal plain of Chiapas on the chemical composition of cocoa plant with Criollo morphology. Palabras clave:

Análisis discriminante, perfil de ácidos grasos, actividad antioxidante

ÁREA:


INTRODUCCIÓN Theobroma cacao L. es la especie neotropical más conocida y de mayor importancia social y agroindustrial de la familia Malvaceae. El cultivo de cacao, al igual que en otras regiones

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intertropicales del mundo, ocupa un lugar importante en México y en la región Soconusco del estado de Chiapas. Existen vestigios de su domesticación y uso con fines comestibles, hacia los años 1600 – 1200 a.C. por los Mokaya, asentados en la zona conocida como Paso de Amada del municipio de Mazatán en Soconusco, Chiapas (Powis et al., 2008). Se sabe que compartieron los conocimientos en el cultivo y procesamiento de esta planta oleaginosa con los Olmecas, quienes simultáneamente ya utilizaban las almendras del llamado “alimento de los dioses” de poblaciones silvestres localizadas a lo largo de lo que hoy es el sur de México y Centroamérica y de donde se hipotetiza es originario el cacao “Criollo” (Whitkus et al., 1998) del cual se obtiene el chocolate “fino”. Estas plantaciones de cacao “Criollo”, se dice que evolucionaron de manera independiente a las plantaciones originarias del sur del continente americano (Laurent, 1994), de donde es originaria las variedad “Forastero”, específicamente al sur de la cordillera de los Andes. La continua popularidad del cacao se debe principalmente a la composición química de las semillas y las características sensoriales en las que se traducen. El contenido de aceite alcanza valores de hasta 56 % y su composición, evaluada como la relación ácidos grasos saturados: insaturados (promedio de 1: 0.60) permite obtener una grasa sólida a 25 °C, características que lo hace ideal para elaborar chocolates y en la industria farmacéutica. Otro ejemplo de compuestos implicados en el desarrollo de sabor final, lo constituyen los polifenoles y los alcaloides, implicados tanto en la astringencia de las almendras como en la intensidad del aroma a cacao y los principales responsables del sabor amargo de las semillas respectivamente (Luna et al., 2002; Schwan and Wheals, 2004). Estas moléculas se ha reportado están fuertemente influenciadas por el ambiente (Aikpokpodion, 2010). Así, por ejemplo se han obtenido correlaciones entre el origen de individuos de cacao y las características sensoriales de las mazorcas principalmente (Eskes et al., 2007). Sin embargo, estas correlaciones solo se han llevado a cabo a nivel macro regional (entre países), con características de almendra y/o entre genotipos de cacao. En la región Soconusco, Chiapas México se ha detectado la presencia de árboles cuyo producto (semillas de cacao) exhibe características sensoriales particulares. Esto podría ser un indicativo de que las poblaciones establecidas de antaño han funcionado como reservorio de genes que pudiera haber originado a las accesiones que ofertan características deseables para consumidores exigentes y aunado a los microclimas del lugar, los cuales como se dijo influyen en la composición química de los frutos y consecuentemente en las características finales del producto, permiten la producción de cacao con valor altamente cotizado en mercados extranjeros (Vázquez-Ovando et al., 2012). Resulta atractivo poder caracterizar esa calidad a varios niveles (químico, sensorial, molecular) y buscar correlacionar tal variación con, por ejemplo la influencia de las microrregiones y sus respectivos microclimas, que en Soconusco, Chiapas exhiben marcada diferenciación. Por lo anterior, el objetivo de este estudio fue buscar relaciones entre la composición química de almendras de Theobroma cacao L. con fenotipo criollo y el origen geográfico en la región Soconusco, Chiapas; México. MATERIALES Y MÉTODOS Obtención y procesamiento de almendras Se colectaron frutos de cada una de 34 accesiones de cacaos en los municipios de la región Soconusco Chiapas (Suchiate, Frontera Hidalgo, Cacahoatán, Tapachula, Mazatán, Huehuetán y Tuzantán) que presentan características morfológicas de Criollos y

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potencialmente sensoriales (en evaluación) de calidad superior. Los frutos fueron cortados a madurez de consumo (coloración amarilla en más del 50% de la piel del fruto), se transportaron al laboratorio del Centro de Biociencias de la Universidad Autónoma de Chiapas y se procesaron el mismo día del corte. Para su procesamiento, con ayuda de un bisturí los frutos se cortaron de manera transversal, se retiraron primeramente las semillas de la matriz que las une a la mazorca (placenta), se desechó ésta. Las semillas se introdujeron nuevamente a la mazorca y se sellaron con cinta adhesiva, fueron colocadas en posición vertical en un ambiente a 28°C y HR de 80%, durante un periodo de 6 d, invirtiendo su posición cada 24 h, para garantizar homogeneidad. Transcurrida la fermentación, las semillas se secaron a 60°C x 48 h en una estufa de aire forzado. Las almendras secas fueron almacenadas en refrigeración (4 °C) hasta el momento de la caracterización química. Análisis químico de las almendras A las semillas fermentadas, secas y sin tostar se realizaron las siguientes determinaciones: humedad (método 925.09), cenizas (método 923.03), grasa (método 920.39) y proteína (método 954.01) mediante los métodos oficiales de AOAC (1997). Polifenoles totales Se extrajeron los compuestos polifenólicos mediante el procedimiento descrito por Jiménez-Escrig et al., (2003) y se determinó el contenido usando el reactivo Folin-Ciocalteu (Pourmorad et al., 2006). Se preparó una curva estándar de ácido gálico y los resultados se reportan en términos equivalentes de ácido gálico por gramo de muestra (mg EAG g-1

de peso seco).

Actividad antioxidante Se midió de acuerdo al método del ABTS sugerido por Vázquez-Ovando et al., 2009. Se realizó primero la extracción de los compuestos antioxidantes con solución metanólica al 80% y con el extracto se cuantificó la actividad antioxidante mediante el ensayo de la decoloración por el atrapamiento del radical 2,2´-azino-di (3-etilbenzotiazolina-6-ácido sulfónico) (ABTS•+). Se realizó curva de calibración con diluciones secuenciales de solución stock de trolox 4 mM para obtener concentraciones de 10, 20, 30, 40, 50 µM. Como blanco de reacción se utilizó solución metanólica al 80 %. Para calcular la actividad antioxidante equivalente a trolox, se interpoló el valor obtenido de la muestra en la curva estándar de trolox (% de inhibición vs concentración de trolox). Perfil de ácidos grasos Previo al análisis de perfil de ácidos grasos, se extrajo la grasa mediante el método de Soxhlet (AOAC, 1997) empleando 2 g de muestra macerada y 100 ml de hexano como solvente. Para obtener los esteres metílicos de ácidos grasos (FAMEs), se realizó la transesterificación siguiendo el método de Ichihara et al., (1996). La composición de ácidos grasos se analizó por cromatografía de gases-espectrometría de masas (cromatógrafo Thermo Scientific Focus GC y espectrómetro de masas Thermo Scientific DSQ II), en el cual se inyectó 1 µL de los FAMEs en una columna de polaridad intermedia con el siguiente programa de temperaturas: 100 °C, 25 °C min-1 a 200°C, 2.5°C min-1 a 230°C, por 1 min, 10°C min-1

a 250°C. El cromatógrafo se operó usando helio como gas transportador. Los espectrogramas fueron identificados al ser comparados con los espectros de masas reportados en la biblioteca NIST 2010 y por comparación de los índices de retención.

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Análisis de datos

Los datos químicos de las almendras se analizaron mediante un análisis multivariado discriminante (AD) con el programa XLSTAT declarando como regiones los municipios de colecta y con una distancia de por lo menos 9 km lineales entre sitio de colecta.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Después de analizar la composición química de las 34 accesiones colectadas, se obtuvieron los valores promedio que se presentan en la Tabla 1. Los contenidos de grasa son consistentes para los cacaos Criollos reportados en otras latitudes. Varios reportes donde se determina el contenido de grasa de semillas de cacao declaradas como de la variedad Criollo han reportado contenidos superiores al 42% (Vivas, 1979; Liendo et al., 1997) y hasta de 53 % (Wood and Lass, 1985). En nuestro estudio encontramos valores mínimo de 36.9 % b.s. y máximo de 57.13 % b.s. De manera similar, el contenido de proteína es bajo comparado con otras variedades como los Forasteros donde se ha reportado hasta 16% de proteína (

Álvarez et al., 2007), lo que puede mostrar la afinidad al genotipo Criollo.

Tabla 1. Valores promedio para las variables evaluadas en las 34 accesiones de cacao Criollo colectado de siete parcelas de Soconusco, Chiapas; México. Variable Media ± desviación

estándar Rango Humedad (g 100 g-1) 4.238± 1.417 2.08-7.06 Cenizas (g 100 g-1 bs) 4.619± 1.039 2.94-6.75 Grasa (g/100 g-1 bs) 47.749± 5.620 36.90-57.13 Polifenoles totales (mg EAG g-1 bs) 36.196± 13.572 13.32-56.71 Act. antioxidante (mM ET g-1 bs) 10.561± 1.584 7.86-14.98 Proteína Nx6.25 (g 100 g-1 bs) 12.914± 1.237 10.66-14.94 Mirístico (% relativo) 0.140± 0.161 0.034-0.817 Palmítico (% relativo) 23.627± 3.446 14.995-31.723 Palmitoleico (% relativo) 0.174± 0.053 0.089-0.261 Esteárico (% relativo) 40.969± 4.273 33.532-49.470 Oleico (% relativo) 31.701± 2.600 26.797-37.800 Linoleico (% relativo) 1.621± 0.691 0.137-3.025 Eicosanoico (% relativo) 1.074± 0.301 0.089-1.575 Behénico (% relativo) 0.561± 0.677 0.123-3.484

Al analizar el conjunto de datos, mediante análisis discriminante buscando formar grupos homogéneos en función de su composición química, y verificar la pertenencia geográfica, se encontró que 33 de las 34 accesiones fueron agrupadas a posteriori en el mismo grupo que a priori (Tabla 2). Lo anterior demuestra una marcada diferenciación de las accesiones en cuanto a su composición química y denota influencia significativa de los microclimas, ya que todos los individuos se asocian con el centroide de la población de donde fueron colectados (Figura 1). Esto toma importancia como criterio de clasificación, toda vez que la composición química al estar asociada con la calidad sensorial de los cacaos puede servir como marcador de origen. La composición química al ser correspondiente con los cacaos criollo como ya se dijo, muestra solamente la influencia del clima y / o posiblemente de las prácticas agronómicas (en menor medida, pues son muy similares en esta región de México).

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Figura 1. Gráfico biplot de 34 observaciones en 7 grupos, definidos a priori en el espacio discriminante conformado por los factores 1 y 2 del AD (izquierda) y de los centroides con los factores 1 y 2 (derecha). Contornos corresponden a elipses de agrupamiento. En la tabla 2 se puede observar la probabilidad de pertenencia para cada región de la única accesión clasificada a posteriori en otra población (Suchiate). La probabilidad de pertenencia a ese grupo (0.551) es solo ligeramente superior al grupo de donde fue muestreada (0.429, MAZ). Esto valida el agrupamiento en cuanto a características químicas y demuestra la utilidad del grupo de variables como marcadores geográficos. Dado que estas moléculas tienen alta correspondencia con las características sensoriales que ha de exhibir el cacao y los productos de estos obtenidos se vuelven por consecuencia importantes marcadores de calidad de los cacaos.

Tabla 2. Clasificación a priori y a posteriori y probabilidades de pertenencia de la accesión MAMG06 Observación MAMG06 A priori MAZ A posteriori SUCH Pr(TAP) 0.014 Pr(CAC) 0.001 Pr(FH) 0.000 Pr(SUCH) 0.551 Pr(MAZ) 0.429 Pr(HUE) 0.005 Pr(TUZ) 0.000

CONCLUSIÓN Además de la genética del cacao, las condiciones edafoclimáticas del sitio de cultivo influyen sustantivamente en la composición química de las semillas y consecuentemente en las características sensoriales que exhibe el producto. Esta característica resulta importante dada la creciente demanda de productos alimenticios regionales de características únicas con denominación de origen. Los componentes químicos evaluados en este estudio, resultan útiles en como marcadores de origen geográfico.

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PERFIL DE ÁCIDOS GRASOS EN SEMILLAS DE ESPECIES SILVESTRES DE

LUPINUS

Ruiz-López M.A*

, Robles-Díaz E.

Laboratorio de Biotecnología, Departamento de Botánica y Zoología, CUCBA. Universidad de Guadalajara. Carr. Guadalajara-Nogales Km 15.5 A.P. 1-139 Zapopan, Jalisco, México.

*Correo electrónico del autor de contacto: [email protected]

RESUMEN: El alto contenido de aceites y perfil de ácidos grasos en Lupinus albus y L. mutabilis ha sido reconocido como una fuente potencial de aceite comestible para su extracción industrial. Por lo cual se determinó el perfil de ácidos grasos en semillas de L. elegans, L. madrensis, L. reflexus, L. rotundiflorus, L. simulans y L. splendens colectados en varias localidades y años en el estado de Jalisco. Se utilizó un cromatógrafo de gases capilar con detector de ionización de flama. Todos las especies presentaron una alta concentración de ácido linoléico (C 18:2) de 23.72 a 54.27 g/100 g en L. elegans y L. madrensis respectivamente, y cantidades importantes de ácido linolénico (C18:3) de 3.92 en L. elegans a 10.60 g/100 g en L. madrensis presentando esta especie una relación de 4:1 de linoléico:linolénico; el ácido caprílico (C8:0) solo se encontró en L. elegans con 0.27 g/100 g, mientras que el cáprico (C10:0) y el láurico (C12:0) no se encontró en ninguna de las especies analizadas. Los ácidos grasos en las especies estudiadas son similares a los reportados tanto para lupinos silvestres y domesticados. ABSTRACT: The highest oil content and fatty acids profile in Lupinus albus and Lupinus mutabilis species has been recognized as an oil edible source potential for industrial extraction. Therefore we determinated the fatty acids profile in seeds of L. elegans, L. madrensis, L. reflexus, L. rotundiflorus, L. simulans and L. splendens collected at several localizations and years in Jalisco state. Using a gas chromatography capillary with a flame ionization detector. All lupin oils contained a high concentration of linoleic acid (C18:2) ranging from 23.72 to 54.27 g/100 g in L. elegans and L. madrensis respectively, and important content of linolenic acid (C18:3) of 3.92 in L. elegans to 10.60 in g/100 g in L. madrensis with a 4:1 of linoléico:linolénico acids; caprilic acid (C 8:0) was found only in L. elegans with 0.27 g/100 g, while capric (C10:0) and lauric acids (C12:0) were not present in any of the lupins species analyzed. The fatty acids in species studied are similar to those early reported for both wild and domesticate lupin. Palabras clave: ácidos grasos, lupinos silvestres, leguminosas. ÁREA:


INTRODUCCIÓN Las autoridades de salud de varios países promueven el consumo de alimentos con buen contenido de ácidos grasos Ω -3 (FAs) y una adecuada relación de Ω - 3/Ω-6 (Simopoulos, 2003; West Suitor and Meyers, 2006). La importancia de Ω 3 es por su función fisiológica, especialmente durante el crecimiento fetal e infantil, particularmente en la formación del sistema nervioso central y de la retina (Bourre, 2003; Bowen and Clandinin, 2005), así como en la prevención de enfermedades cardiovasculares, como antitrombotico, anti-

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inflammatorio, antiarritmico y favorece la estabilización de plaquetas (Galli and Marangoni, 2006; Hu et al., 1999; Simon et al., 1995). El aceite de los lupinos pueden ser usados para consumo humano debido a que Lupinus albus y Lupinus mutabilis contienen 11.0 y 19.0 % de aceites respectivamente por lo que son reconocidos como una fuente importante de aceites (Oliveira and Ferreira, 2000; Gross et al., 1988). Así mismo se ha reportado que la semilla de L. albus es caracterizado por su composición balanceada de ácidos grasos saturados ≤10.0% e insaturados ≤ 90.0% de los cuales 32.0 a 50.0% es oleico, 17.0 a 47.0% es linoleico (Ω -3) y 3.0 a 11.0% es linolenico (Ω-6) (Petterson, 2000; Bhardwaj et al, 1998; Hudson et al, 1983). MATERIALES Y MÉTODOS Colección de semillas y preparación de la harina Las semillas de lupinus silvestres fueron colectadas en varias localidades de diferentes años del estado de Jalisco (Tabla 1). TABLA 1. Localidades y fechas de colecta de las especies estudiadas

Extracción del aceite Las semillas de cada especie por separado fueron molidas y deshidratadas. Diez gramos de las harinas se homogenizaron con 100 ml de una solución de metanol:cloroformo:cloruro de sodio (2:1:0.8). Posteriormente se adiciono 20 ml de cloroformo y se volvió a homogenizar. Las muestras se centrifugaron por 10 min a 2000 rpm y 0°C y se removió la capa de cloroformo, en seguida se filtró con sulfato de sodio anhidro y se colectaron 100 ml. Finalmente se separó el cloroformo por evaporación y se recuperó el extracto de los ácidos grasos para su análisis. Preparación de los Esteres Metilados de Ácidos Grasos A 100 mg de cada extracto de aceite de lupinos se le agrego 1 mg/mL de ácido nonadecanoico (C19:0) como estándar interno (Sigma; St Louis. Missouri), en seguida se llevó a sequedad con nitrogeno y se adiciono 1 mL de KOH 5N en metanol y 1 mL de trifloruro de boro al 14% en metanol. Las muestras se mezclaron y calentaron por 1 h a 100°C. Posteriormente se enfriaron y se adiciono 2 mL de hexano, se mezclaron para separar la capa hexanica y se tranfirio 1 mL a viales (Morrison and Smith, 1964). Análisis cromatografíco El análisis de los ácidos grasos se realizó con 10 µL de muestra, usando un cromatografo de gases Perkin-Elmer Autosystem equipado con un detector de ionización de flama, e inyector split/splitless, y una columna de 25 m x 0.25 mm d.i. (Sugelabor, Madrid, España), utilizando helio C-50 como gas acarreador (9 psi). La temperatura inicial del horno fue de 150°C, con una rampa de temperatura de 10°C/min a 200°C y 5°C/min hasta alcanzar

ESPECIES LOCALIDAD FECHA DE COLECTA L. elegans Sierra de Quila. Enero 2005 L. madrensis Sierra Huichola. Octubre 2003 L. reflexus Nevado de Colima. Octubre 2004 L. rotundiflorus Tapalpa Junio 2003 L. simulans Talpa Diciembre 2004 L. splendens Tequila Enero 2004

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210°C. Los ácidos grasos fueron identificados comparando sus tiempos de retención con estándares de concentración conocida que fueron analizados bajo las mismas condiciones. El perfil de los ácidos grasos se calculó utilizando un factor obtenido del área de los picos de los estándares conocidos. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Como se puede observar en la tabla 2 las especies estudiadas mostraron una alta concentración de ácido linoleico (C 18:2), en donde L. madrensis fue el mayor con 54.27 g/100 g y L. elegans el menor con 23.72 g/100 g, valores superiores a los reportados por Saleh (2012) para L. albus (26.25 g/100 g) y similares a otras especies de Lupinus silvestres mexicanas (Garcia et al, 2001). El ácido palmítico (C 16:0) mostró valores de 15.63 en L. madrensis a 29.84 en L. elegans siendo estos valores dos veces más con relación a L. albus (Saleh, 2012) y entran en los valores reportados por García et al (2001); con respecto al ácido oleico (C 18:1) se encontraron valores de 9.16 en L. splendes a 17.91 g/100 g en L. reflexus a diferencia de L. albus en que este ácido es el mayoritario con 44.93 g/100 g (Saleh, 2012). El ácido caprílico (C 8:0) solo se encontró en L. elegans con 0.27 g/100 g a diferencia de L. albus y otras especies mexicanas (Saleh, 2012; García et al, 2001), mientras que el cáprico (C 10:0) y el láurico (C 12:0) no se encontraron en ninguna de las especies de lupinus analizadas coincidiendo con lo reportado previamente por Saleh (2012) y García (2001). Asimismo se puede observar que se encontraron cantidades importantes de ácido linolénico (C18:3) con valores que oscilaron entre 3.92 en L. elegans a 10.60 g/100 g en L. madrensis, sin embargo estos valores son inferiores a los reportados en otras especies de lupinus silvestres y domesticadas. Pero existe una buena relación de 4:1 de los ácidos linoléico:linolénico en L. madrensis. TABLA 2. Contenido de ácidos grasos (mg/kg) en semillas de seis especies silvestres de Lupinus de Jalisco.

Especie C8:0

C10:0

C12:0

C14:0

C16:0

C16:1

C18:0

C18:1

C18:2

C18:3

C20:4

C22:0

C24:0

L. elegans SQ 0.27

1 -- -- 1.58 29.84

2.61 4.7 12.87

23.72

3.92 0.49 1.58 --

L.

madrensis

SH -- 2 -- -- 0.12 15.63

0.14 2.66 14.43

54.27

10.60

0.26 0.53 0.17

L. reflexus NC -- 3 -- -- 0.22 20.6 -- 4.38 17.91

48.35

5.93 0.42 0.64 0.24

L. rotundifloru

s

TP -- 4 -- -- 0.14 19.68

0.15 5.67 15.91

48.9 6.81 0.63 1.03 0.21

L. simulans TL -- 5 -- -- 0.18 20.7 -- 4.66 11.80

52.72

7.30 0.52 0.81 0.17

L. splendens TQ -- 6 -- -- 0.18 17.90

0.08 3.04 9.16 54.0 8.90 0.38 0.56 0.17

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1 Sierra de Quila, 2005 2 Sierra Huichola, 2003 3 Nevado de Colima, 2004, 4 Tapalpa, 2003, 5 Talpa, 2004, 6

Tequila, 2004

CONCLUSIONES En general todas las especies mostraron buenas cantidades de ácido linoléico y cantidades importantes de ácido linolénico con una buena relación de estos ácidos, estos datos son interesantes ya que son similares a los reportados en especies de lupinos domesticados de consumo humano y animal, lo que los convierte en una fuente potencial interesante de ácidos grasos esenciales. REFERENCIAS Bhardwaj, HL, Hamama, AA, Merrick, LC. 1998. Genotypic and environmental effects of lupin

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“EFECTO DE LOS HIDROLIZADOS PROTEICOS DE Vicia faba SOBRE EL

DAÑO PRODUCIDO POR AZOXIMETANO EN COLON”

León, E.B a *; Jiménez, C b ;Sánchez, X.M c; Alvaréz, R.I c ; Ortiz, G c. a,b,c Departamento de Graduados e Inv. en Alimentos. Escuela Nacional de Ciencias Biológicas Instituto Politécnico Nacional. Prol. de Carpio y Plan de Ayala S/N. Col Casco de Sto. Tomás. Del Miguel Hidalgo. CP 11340 *Email: [email protected] RESUMEN: El cáncer de colon es la quinta causa de muerte en México, los avances en la detección temprana han sido en gran parte responsables en la reducción de la mortalidad y morbilidad de este tipo de cáncer. La obtención del concentrado e hidrolizados proteicos se realizó por el método de Pedroche et .al (2002). Para la obtención de los hidrolizados se utilizaron tres enzimas tripsina, quimotripsina y pancreatina, utilizando 6 tiempos de hidrólisis (0.5-3 h). En el estudio biológico se utilizaron ratones macho ICR con un peso de 25-30g. Una vez obtenidos los resultados de actividad antioxidante se ajustó a dosis de 10, 20 y 30 mg/kg. La administración del hidrolizado fue por 4 semanas, así mismo el AOM se inyectó a una dosis de 10 mg/kg, 2 veces por semana durante 15 días. Se observó que el hidrolizado de 10 mg/Kg disminuyó en mayor número los FCA, presentando diferencia significativa (p<0.05) con las otras dosis utilizadas. Esta actividad se puede atribuir a los aminoácidos hidrofóbicos de la proteína ya que actúan como péptidos antioxidantes por lo cual disminuyen las especies reactivas de oxígeno, la actividad de la Cox-2 y por lo tanto la incidencia a desarrollar cáncer. ABSTRACT: Food Technology has shown that within proteins are obtainable substances capable of reducing or counteracting the free radicals, among these substances are bioactive peptides, within the protein inactive, but when released after hydrolysis exert beneficial in the body which makes them an alternative to counteract the aforementioned conditions. Most research of bioactive peptides with antioxidant and anticancer activity has been conducted in animal protein, but its origins are expensive on the market. A good source of low-cost and what are the legumes. The bean is an important source of protein, especially for low-income sectors of the country.The protein in Vicia faba represents about 24-32% protein. The major proteins of the bean are globulins, which themselves consist of two fractions: legumin and vicilin; these storage proteins found in the protein bodies in a proportion of approximately 60%. Because of this the peptides obtained from Vicia faba could serve as adjuvants to prevent the formation of free radicals generated by lipid peroxidation and counteract diseases like cancer. This research aims to contribute to physical and technological knowledge of Vicia faba further characterize and evaluate bioactive peptides by in vivo and in vitro. Palabras clave: Hidrolizado proteico, focos de criptas aberrantes, azoximetano (AOM). ÁREA:


INTRODUCCIÓN El cáncer de colon es la quinta causa de muerte en México. A nivel mundial, según la Agencia Internacional para Investigación en cáncer en 2008, se reportaron 609,051 muertes, ocupando esta neoplasia el tercer lugar de defunciones. Los avances en la detección temprana han sido en gran parte responsables en la reducción de la mortalidad y morbilidad de este tipo de padecimiento; sin embargo diversos estudios han demostrado

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que la dieta y el estrés oxidativo son factores importantes en su etiología. Numerosos estudios epidemiológicos en humanos así como experimentos en animales de laboratorio, han implicado de forma directa a la grasa de la dieta como uno de los componentes de la misma relacionado con un aumento del riesgo de padecer ciertos tipos de cáncer, especialmente de mama, colon y recto, próstata y ovarios (Carrol, 1991). Así mismo la generación de especies reactivas de oxígeno (ERO´s) y radicales libres (RL) es inevitable en el metabolismo aeróbico; estas especies oxidantes provocan daños acumulativos en proteínas, lípidos y DNA, moléculas fundamentales para el funcionamiento del organismo. Sin embargo, este tiene sus propios mecanismos de defensa para hacer frente a la acción de las especies oxidantes. En determinadas situaciones las defensas antioxidantes pueden verse desbordadas por la excesiva generación de especies reactivas de oxígeno. Este desequilibrio entre especies oxidantes y antioxidantes se conoce como estrés oxidativo, el cual está asociado a numerosas enfermedades y al proceso normal de envejecimiento (Lee et al., 2004). Nuestro organismo está expuesto a una gran variedad de ERO´s y RL que pueden generarse a partir de especies endógenas, relacionadas con el metabolismo del oxígeno y con las diversas reacciones de defensa de nuestro sistema inmunitario, o de fuentes exógenas, como el tabaco, la contaminación del aire, la radiación UV, el ozono y ciertos medicamentos (Dreosti, 2002). Por este motivo es común relacionar el daño provocado por las diversas especies reactivas con la fisiopatología de varias enfermedades como el cáncer o la diabetes, entre otras patologías

La tecnología de los alimentos ha mostrado que dentro de las proteínas se pueden obtener sustancias capaces de disminuir o contrarrestar los radicales libres, entre estas sustancias se encuentran los péptidos bioactivos, que dentro de la proteína están inactivos, pero cuando son liberados tras una hidrólisis, ejercen efectos benéficos en el organismo

(Mehta et al., 2006).

(Vioque et al., 2006) lo que hace que sean una alternativa para contrarrestar los padecimientos antes mencionados. La mayor investigación de los péptidos bioactivos con actividad antioxidante y anticancerígena se ha realizado en proteínas de origen animal; sin embargo, por su origen tienen un alto costo en el mercado. Una buena fuente y de bajo costo lo constituyen las leguminosas. El haba es una importante fuente de proteína, sobre todo de los sectores de bajos ingresos del país. Su importancia radica en el valor proteínico que en comparación con otras fuentes como el maíz y frijol es superior. La proteína en Vicia faba representa alrededor de 24-32% de proteína. Las proteínas mayoritarias del haba son las globulinas, constituidas a su vez por dos fracciones: legumina y vicilina; estas proteínas de reserva se encuentran dentro de los cuerpos proteicos en una proporción de aproximadamente un 60%. Debido a esto los péptidos obtenidos de Vicia faba podrían servir como coadyuvantes para prevenir la formación de radicales libres generados en la peroxidación lipídica y así contrarrestar patologías como el cáncer. Con esta investigación se pretende contribuir al conocimiento físico y tecnológico de Vicia faba además de caracterizar y evaluar sus péptidos bioactivos mediante ensayos in vivo e in vitro.

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MATERIALES Y MÉTODOS La obtención del concentrado e hidrolizados proteicos se realizó por el método de Pedroche et .al (2002), mismos que fuero hidrolizados con tripsina por 0.5h. Para llevar a cabo la evaluación biológica se ajustó a dosis de 10, 20 y 30 mg/kg. Para el modelo se utilizaron ratones macho ICR con un peso de 25-30g, alimentados con dieta normal e hiperlipidémica más el hidrolizado proteico vía intragástrica por 4 semanas, así mismo se administró vía intraperitoneal el AOM (10 mg/kg) para inducir las lesiones precarcinogénicas, 10 días después de iniciado el tratamiento, 2 veces por semana durante 15 días, con registro de peso cada 8 días. Al finalizar el tratamiento los animales fueron sacrificados y se extrajo el colon el cual se lavó y se abrió de forma longitudinal para posteriormente fijar con formalina 10% manteniéndolo 24 h a 4 °C y se tiño con azul de metileno 0.2%. La observación de los focos de criptas aberrantes (FCA) se realizó en un microscopio (10X), considerando los criterios mencionados por McLelland y Bird (1988). RESULTADOS Y DISCUSIÓN Focos de criptas aberrantes (FCA) en ratones alimentados con dieta normolipidémica e hidrolizados proteicos de Vicia faba Como se puede observar en la figura 1 los FCA en el grupo control de ratones normolipidémicos se encuentran muy pocas criptas (12 criptas), considerando este número como basal ya que depende de la susceptibilidad de la cepa, Naoya en (2010) encontró en la cepa C57BL 2 criptas. Por el contrario se observa que en el grupo tratado con AOM aumentó 7 veces en comparación con el grupo control, encontrando un número de FCA de 70. Así mismo en los grupos tratados con hidrolizado a las diferentes dosis disminuyen significativamente (p<0.05), con respecto al grupo tratado con AOM, presentando de 23 a 46 FCA.

Figura 1. Focos de criptas aberrantes en ratones alimentados con dieta normolipidémica e hidrolizados proteicos de Vicia faba a diferentes dosis. *Los resultados representan la

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media de una población de 6 ratones ± EE analizada por ANOVA trifactorial. Comparación de grupos por SNK. La administración de una dieta hipercolesterolémica (Figura 2) aumenta el desarrollo de la FCA ya que estas aumentan aún más al administrar el AOM hasta 77 criptas. Así mismo se observa diferencia significativa entre el grupo administrado con AOM y el grupo tratado con la dosis de 10mg/kg en donde la incidencia de FCA es mucho menor siendo la reducción de alrededor de 5 veces, lo cual nos permite predecir que esta dosis es efectiva para prevenir la formación de FCA en la etapa de iniciación de la carcinogénesis. Por otra parte la dosis de 20 mg/kg no muestra diferencia significativa respecto al grupo de AOM, sin embargo disminuye el número de focos, así mismo la dosis de 30 mg/kg muestra diferencia significativa (p<0.05) con respecto al grupo de AOM, disminuyendo el número de criptas a 62.

Figura 2. Focos de criptas aberrantes en ratones alimentados con dieta hiperlipidémica e hidrolizados proteicos de Vicia faba a diferentes dosis. *Los resultados representan la media de una población de 6 ratones ± EE analizada por ANOVA trifactorial. Comparación de grupos por SNK. El hidrolizado a la dosis de 10 mg/Kg es el que disminuyó en mayor número la incidencia de FCA, por lo que se puede considerar que tiene actividad biológica anticancerígena. Esta actividad se puede atribuir a los aminoácidos hidrofóbicos de la proteína ya que actúan como péptidos antioxidantes por lo cual disminuyen las especies reactivas de oxígeno, la actividad de la Cox-2 y por lo tanto la incidencia a desarrollar cáncer.

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CONCLUSIONES Los resultados obtenidos permiten observar que los hidrolizados proteicos de Vicia faba presentan buena actividad funcional, mostrando actividad antioxidante e inclusive presentan buenas perspectivas para la prevención de cáncer de colon. REFERENCIAS

Carroll KK (1991). Dietary fats and cancer. American Journal Clinical Nutrition.53:1064S-1067S. Dreosti, I. 2000. Antioxidant polyphenols in tea, cocoa and wine. Nutrition. 16(7-8): 692 -694. Lee, R., Winston, G., & Lemaire, D. (2004). Antioxidants and total oxyradical scavenging capacity during grass shrimp, palaemonetes pugio, embryogenesis. Comparative Biochemistry and Physiology.C.Toxicology Pharmacology, 139(4), 281. MacLellan, EA and Bird RP. (1988) Aberrant crypts: Potential preneoplastic lesions in the murine colon. Cancer Research 48, 6187- 6192. Mehta, J. L.; J. Chen; P. L. Hermonat; F. Romeo y G. Novelli (2006). “Lectin-like, oxidized low-density lipoprotein receptor (LOX−1): A critical player in the development of atherosclerosis and related disorders”, Cardiovascular Research, Vol. 69. Pedroche J, Millan F, Rodriguez-Patino JM. Limited enzymatic hydrolysis can improve the interfacial and foaming characteristics of beta-conglycinin. Journal Agriculture Food Chemistry 2007; 55 (4): 1536-45. Vioque, J. (2006) Péptidos Bioactivos en Proteínas Vegetales de Reserva. En: III Jornada Internacional de Proteínas e Colóides Alimentares (III JIPCA-2004). São Paulo. P. 41.

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DETERMINACIÓN DE INOSITOL FOSFATOS EN FRIJOL MEXICANO POR METODOLOGÍA HPLC Y COMPARACIÓN CON UN MÉTODO

ESPECTROFOTOMÉTRICO.

Rojas-Ávila A.a*, Sánchez-Mendoza N. A.a , Jiménez-Martínez C.a, Dávila-Ortiz G.a, Cardador-

Martínez A. b

a Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del Instituto Politécnico Nacional. Unidad Profesional Lázaro Cárdenas, Prolongación de Carpio y Plan de Ayala s/n, Col. Santo Tomas C.P. 11340

Delegación Miguel Hidalgo. México, D.F. b

*

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Campus Querétaro. Epigmenio González 500 Fracc. San Pablo 76130 Querétaro, Qro. México.

[email protected]

RESUMEN: El fitato es un constituyente natural de las plantas, se encuentra entre 10 – 30 g/kg en base seca de cereales, leguminosas y oleaginosas. Representa la mayor parte del fósforo en la semilla. Altas cantidades de ácido fítico en la dieta pueden tener un efecto negativo en el balance de minerales debido a que forma complejos insolubles con minerales esenciales (Cu2+, Zn2+, Fe3+ y Ca2+

) y disminuye la biodisponibilidad de estos minerales. Los métodos convencionales para la determinación de fitatos están basados en la extracción con ácido clorhídrico y la precipitación del ión férrico con fitato, estos métodos son inadecuados puesto que no distinguen entre el hexafosfato y sus análogos defosforilados. Se identificaron y cuantificaron IP4, IP5 e IP6, además se compararon los IP totales obtenidos con HPLC con un método espectrofotométrico de 41 variedades de frijol provenientes de Chiapas, Querétaro, México y D.F.; los resultados mostraron los siguientes intervalos: IP totales de 1.280 a 5.428 mg/g, de los cuales el IP4 se encontró entre 0.229 y 2.702 mg/g; IP5 entre 0.337 y 2.966 mg/g, finalmente el IP6 entre 0.000 a 2.104 mg/g. Por otra parte el método espectrofotométrico mostró fitatos totales en un intervalo de 1.163 a 5.963 mg/g.

ABSTRACT: Phytate is a natural constituent of plants present between 10 to 30 g / kg dry basis in cereals, legumes and oilseeds. It represents most of the phosphorus in the seed. High amounts of phytic acid in the diet may have a negative effect on the balance of minerals because it forms insoluble complexes with essential minerals (Cu 2+, Zn 2+, Fe 3+ and Ca2+

) and decreases the bioavailability of these minerals.Conventional methods for the determination of phytate are based on the extraction with hydrochloric acid and precipitation of ferric phytate, these methods are inadequate because they do not distinguish between dephosphorylated hexaphosphate and its analogs. We identified and quantified IP4, IP5 and IP6. The IP totals obtained by HPLC were compared with a spectrophotometric method of 41 varieties of beans from Chiapas, Queretaro, Mexico, DF, and the results showed the following ranges: Total IP between 1.280 to 5.428 mg/g, which IP4 was between 0.229 to 2.702 mg/g; IP5 between 0.337 to 2.966 mg/g, and finally IP6 between 0.000 to 2.104 mg/g. Moreover spectrophotometric method showed total phytate in a range of 1.163 to 5.963 mg / g.

Palabras clave:

Frijol, Oligosacáridos, Factores no nutricionales.

ÁREA:


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INTRODUCCIÓN De las plantas destinadas a la alimentación, las leguminosas son de las más interesantes por su potencial nutritivo. Sin embargo, este grupo de alimentos contienen diferentes compuestos de carácter no nutritivo que pueden provocar cambios en la biodisponibilidad de nutrientes; interfiriendo en su asimilación, aprovechamiento y digestibilidad, y por esta razón, se logran derivar efectos adversos en humanos y animales como inhibición del crecimiento, daño en algunos tejidos del cuerpo o respuestas adversas en el funcionamiento del organismo. Cuando son consumidos en grandes cantidades pueden llegar a ser tóxicos. Por ello, se les ha designado como “factores antinutritivos” y en los últimos tiempos como “factores no nutricionales”. Tales compuestos incluyen: inhibidores de proteasas, ácido fítico, saponinas, lectinas, compuestos polifenólicos, entre otros (Liener, 1989; Janardhanan et al., 2003; Bartholomai et al., 2000). Muchas de estas sustancias han sido identificadas como un resultado de sus efectos adversos y se había pensado que para lograr una mejor utilización de las leguminosas, era necesario eliminar estos factores, no obstante, recientes estudios han mostrado que en pequeñas cantidades pueden tener un papel benéfico en la salud como: prebióticos, protectores del sistema circulatorio, reductores de la presión sanguínea, reguladores de la glucemia y la colesterolemia, anticancerígenos, mejoradores de la respuesta inmune, entre otros; y por ello, actualmente se les denomina “factores nutricionalmente activos” o “compuestos bioactivos” (Muzquiz et al., 2004).

Algunos datos indican que el balance de los efectos perjudiciales y beneficiosos de estos compuestos será en función de la concentración y frecuencia de consumo, así como la interacción con otros componentes de la dieta que den lugar para que estos factores sean considerados antinutrientes o pronutrientes. Estos compuestos sin función nutricional definida y que no son considerados esenciales para la salud, tienen un impacto significativo en el curso de alguna enfermedad y se les identifica como fitoquímicos. Las leguminosas que los contienen son consideradas alimentos funcionales al proporcionar un beneficio para la salud (Silveira et al., 2003; Bello, 2005).

El mio-inositol hexaquisfosfato, comúnmente conocido como ácido fítico (IP6) es un constituyente esencial de casi todas las células vegetales y ampliamente distribuido en las leguminosas. Es el almacén común del fósforo inorgánico para las semillas y es considerado como factor no-nutritivo. El ácido fítico se localiza en la parte exterior de la capa aleurona del cotiledón o el endospermo. En los cotiledones de las leguminosas representa cerca del 98.5% de fitato total en la semilla. (Griffiths y Jones, 1977; Cubero y Moreno, 1983). El ácido fítico posee una carga negativa (fitato) en un amplio intervalo de valores de pH, por lo que presenta gran afinidad para unirse con iones metálicos mono- y divalentes tales como el K+, Mg2+, Ca2+, Zn2+, Fe2+, Mn2+, Cu2+ y Co2+

formando sales denominadas fitinas. También puede formar complejos con proteínas, minerales y almidón, reduciendo de esta manera, la biodisponibilidad y digestibilidad de estos nutrientes (Lott y Buttrose, 1977; Cosgrove, 1980).

Se han desarrollado muchos métodos para la determinación de ácido fítico. Los métodos de precipitación y de intercambio iónico no son específicos, ya que no se separan el inositol

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hexafosfato (IP6) de los demás inositol fosfato y por lo tanto sobreestiman el contenido de fitatos en alimentos procesados (Sandberg, 1995). MATERIALES Y MÉTODOS Para la identificación y cuantificación de fitatos (IP4, IP5 e IP6) por HPLC se realizó la siguiente metodología (Graf y Dintzis, 1982): A una muestra de 0.5 g de harina de frijol se le adicionan 10 mL de HCl 0.5 M, y se homogeniza en Ultra-turrax durante 1 min, se centrifugó a 6000 rpm recuperando el sobrenadante. El procedimiento anterior se repitió dos veces más. Se utilizó una columna de intercambio aniónico fuerte SAX (Agilent), desechando el filtrado, los fitatos retenidos en la columna se eluyeron con 2 mL de HCl 2M y se secaron por evaporación a 45°C en condiciones de vacío durante 24 h. Los extractos fueron disueltos en agua desionizada y filtrados en membranas de 0.45 μm de diámetro de poro; se colocaron alícuotas de 1 mL en viales e incorporadas al HPLC (Agilent 1100). Posteriormente se utilizó una columna C-18 en fase reversa (Agilent). La fase móvil consistió en 515 ml de metanol, 485 ml de agua, 8 mL de hidróxido de tetrabutilamonio al 40%, 1 mL de ácido sulfúrico 5M, 0.5 mL de ácido fórmico al 91% y 0.2 mL de ácido fítico hidrolizado; con un flujo de 1 mL/min; el equipo fue programado con un volumen de inyección de 20 μL. Se usaron estándares de inositol trifosfato y fitato de sodio. Una mezcla de de inositol fosfatos fue preparada hidrolizando una solución acuosa de fitato de sodio (6mg/mL) en autoclave a 120°C por 1h. La identificación de inositol fosfatos se realizó por comparación con los tiempos de retención de los picos detectados. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los valores encontrados para IP4, se encontraron valores que van en un intervalo desde 0.229 a 2.702 mg/g siendo la variedad Super Bayo el de mayor contenido y la variedad Era la de menor contenido. En el caso del IP5 su intervalo de concentración fue de 0.337 a 2.966 mg/g con las variedades Café Bola y Mantequilla las de menor y mayor concentración de IP5 respectivamente. Finalmente para el caso deIP6, las valores se encontraron entre 0 y 2.104 mg/g en donde en la variedad Santa Lucia Bajo no se detectó este compuesto, por otra parte la variedad Pintillo fue la de mayor contenido de este inositol fosfato. Sumando estos valores, se obtuvieron los valores totales en donde el intervalo se situó entre 1.280 y 5.428 mg/g en donde la variedad con mayor cantidad de fitatos fue la variedad Rojo Babro y la menor la variedad Tepe Flor de mayo. Estos datos obtenidos se compararon con la metodología espectrofotométrica para poder comparar valores, dichas diferencias en los valores obtenidos se presentan en la Tabla 1, en donde el intervalo de valores para el método espectrofotométrico es de 1.163 mg/g hasta 5.963 mg/g, con el mayor contenido se encuentra la variedad Rojo Babro y la menor la variedad Tepe Flor de mayo siendo estas variedades también las de mayor y menor contenido de fitatos por la metodología HPLC. Los valores de fitatos obtenidos por el método espectrofotométrico que consiste en la precipitación de hierro son usualmente más altos que los obtenidos por la metodología HPLC. De acuerdo a Sandberg y Ahderinne (1986), esta diferencia puede ser explicada por el hecho de que puede haber coprecipitación con otros componentes que contiene fósforo, lo que incrementa los valores, sin embargo, esta tendencia fue contraria ya que los valores arrojados fueron más altos en los datos obtenidos por metodología HPLC.

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Tabla 1.

Especie IP4 IP5 IP6 Total Fitatos*

Alubia 0.872±0.065 1.153±0.008 0.756±0.009 2.781±0.027 2.589±0.123

Ayocote Blanco 0.751±0.029 2.441±0.102 0.422±0.048 3.615±0.060 1.747±0.047

Ayocote negro 1.163±0.022 0.455±0.065 0.853±0.241 2.470±0.110 1.547±0.236

Batacheta 0.706±0.026 2.885±0.191 0.977±0.063 4.568±0.093 2.530±0.071

Bayo 0.595±0.091 1.290±0.472 1.082±0.120 2.967±0.228 2.279±0.005

Bayo Gordo 0.535±0.040 1.430±0.031 1.060±0.017 3.025±0.029 2.309±0.009

Bayo Inifap 0.961±0.068 2.073±0.036 0.556±0.007 3.590±0.037 2.386±0.033

Bayo Mecentral 2.363±0.133 0.644±1.143 0.335±0.205 3.342±0.494 2.789±0.028

Boti 1.158±0.118 2.821±0.219 0.600±0.004 4.579±0.114 5.180±1.320

Café 0.842±0.114 2.509±0.165 0.579±0.002 3.930±0.093 1.163±0.024

Café Bola 0.568±0.019 0.337±0.043 0.945±0.059 1.850±0.040 2.216±0.226

Café Rayado 1.622±0.007 2.310±0.041 1.028±0.078 4.960±0.042 2.197±0.071

Era 270308 0.229±0.022 1.040±0.033 0.417±0.006 1.685±0.020 2.179±0.052

Flor de Durazno 0.981±0.162 1.563±0.441 0.573±0.739 3.116±0.447 2.636±0.236

Flor de Mayo 1.179±0.140 1.135±0.067 0.753±0.250 3.067±0.152 2.243±0.104

Garbanzillo 1.379±0.123 0.641±0.045 1.897±0.247 3.917±0.138 2.553±0.127

Gris Pinto 0.999±0.068 2.415±0.032 0.575±0.005 3.989±0.035 3.763±0.071

Lluvia Alubia 0.448±0.041 1.108±0.103 0.156±0.008 1.712±0.051 3.663±0.212

Mantequilla Amarillo 0.527±0.035 2.376±0.251 0.426±0.019 3.329±0.102 4.813±0.047

Mantequilla Bayo 0.787±0.164 2.279±0.142 1.100±0.078 4.166±0.128 3.430±0.024

Mantequilla Dorado 0.886±0.001 2.966±0.108 0.605±0.025 4.457±0.045 2.947±0.424 Morado 1.123±0.198 0.391±0.058 1.004±0.014 2.518±0.090 3.730±0.448 Mungo 0.568±0.011 2.003±0.018 0.543±0.001 3.114±0.010 1.263±0.024

Negro Querétaro 1.585±0.082 0.778±0.039 0.367±0.042 2.730±0.054 2.186±0.052

Negro Zacatecas 1.085±0.040 1.094±0.203 0.611±0.148 2.790±0.130 1.929±0.057

Pintillo 1.787±0.019 1.057±0.104 2.104±0.059 4.948±0.060 3.697±0.024

Rojo 0.753±0.013 0.480±0.014 1.669±0.041 2.902±0.023 2.063±0.057

Rojo Babro 1.492±0.021 2.072±0.161 1.864±0.468 5.428±0.217 3.147±0.236

Rojo Varón 0.368±0.096 1.045±0.138 0.719±0.039 2.132±0.091 3.880±0.471

Rosa 0.314±0.037 2.348±0.028 0.745±0.057 3.407±0.041 3.397±0.024

Rosado 1.123±0.018 1.134±0.163 0.674±0.389 2.930±0.190 2.346±0.184

Sta Lucia Bajo 2.436±0.252 1.200±0.011 0.000±0.000 3.636±0.088 2.366±0.042

Sta. Lucía Jamapa 2.107±0.195 1.160±0.019 0.556±0.099 3.823±0.104 1.539±0.005

Super Bayo 2.702±0.039 0.794±0.043 1.309±0.116 4.805±0.066 2.313±0.990

Tepe Flor de Mayo 0.329±0.030 0.678±1.958 0.273±0.234 1.280±0.741 2.146±0.033

Tigre 1.404±0.048 2.865±0.139 0.960±0.023 5.228±0.070 4.580±0.189

Vaquita Café 0.805±0.010 1.376±0.086 0.534±0.009 2.715±0.035 2.576±0.123

Vaquita grande 1.723±0.295 2.596±0.012 0.843±0.044 5.162±0.117 4.730±0.354

Vaquita Grande Café 1.185±0.037 2.089±0.135 0.862±0.000 4.136±0.057 4.530±0.024

Vaquita morado 0.876±0.017 2.863±0.062 0.842±0.029 4.581±0.036 5.963±0.024

Vaquita Negro 0.927±0.068 1.068±0.164 0.527±0.346 2.522±0.192 2.093±0.080

Contenido de Fitatos determinados por HPLC y por Espectrofotometría(*).

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La ventaja de la metodología HPLC es que se pueden calcular separadamente los diferentes inositol fosfato de las diversas muestras que se emplean. La metodología que se utilizó es muy útil para analizar el procesamiento de alimentos y producción de inositol fosfatos. Es importante recordar que aunque el ácido fítico está implicado en la reducción de la biodisponibilidad de minerales debido a la formación de complejos fitato-mineral (Reddy et al., 1988), también parece tener un papel benéfico en la calidad de cocción de otras leguminosas como las lentejas. CONCLUSIONES Se compararon dos métodos distintos para la cuantificación de fitatos, tanto por espectrofotometría como por HPLC, observándose que el segundo método nos da la concentración más exacta de estos compuestos, sin embargo el método espectrofotométrico, nos da el panorama general de los compuestos presentes. De los fitatos encontrados, predominó el IP4; mientas que el IP6, que es el que mayor efecto no nutricional presenta, estuvo en menor concentración. REFERENCIAS Bartholomai G.B., Tosi E., González R. (2000). Caracterización de compuestos nutritivos, no

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DETERMINACIÓN DE OLIGOSACÁRIDOS EN FRIJOL MEXICANO POR METODOLOGÍA HPLC.

Rojas-Ávila A.a*, Sánchez-Mendoza N. A.a , Jiménez-Martínez C.a, Dávila-Ortiz G.a, Cardador-

Martínez A. b



*


[email protected]

RESUMEN: El frijol (Phaseolus vulgaris) por su disponibilidad y valor nutricional la sitúan como un alimento estratégico. Los carbohidratos son el componente mayoritario del frijol, y son una fuente importante de energía. Dentro de los carbohidratos del frijol existen los oligosacáridos como la rafinosa, estaquiosa y verbascosa; en el intestino grueso se lleva a cabo la fermentación anaerobia por parte de las bacterias colónicas, ya que el sistema digestivo humano carece de la enzima α-galactosidasa y por tal motivo no pueden ser hidrolizados. Los oligosacáridos al ser parcialmente fermentados por la microflora colónica dan lugar a ácidos carboxílicos de cadena corta como acético, propiónico y butírico. Estos pueden tener diferentes efectos como aumento del flujo sanguíneo del colon, estimulación del crecimiento de bacterias benéficas del mismo y disminución en la incidencia de tumores en el colon. En este trabajo se identificaron y cuantificaron rafinosa, estaquiosa y verbascosa de 41 variedades de frijol provenientes de Chiapas, Querétaro, México y D.F.; los resultados mostraron los siguientes intervalos: oligosacáridos totales de 8.840 a 29.802 mg/g, de los cuales la estaquiosa se encontró entre 4.048 y 15.035 mg/g; rafinosa entre 3.049 y 16.173 mg/g, finalmente la verbascosa entre 0.243 a 2.619 mg/g. ABSTRACT: The bean (Phaseolus vulgaris) for availability and nutritional value is a food placed strategically. Carbohydrates are the major component of the bean, and are an important source of energy. In the Carbohydrates group there are oligosaccharides such as raffinose, stachyose and verbascose. In the large intestine is performed anaerobic fermentation by colonic bacteria. The human digestive system lacks the enzyme α-galactosidase and for that reason oligosaccharides cannot be hydrolyzed. Oligosaccharides are partially fermented by colonic microflora producing short-chain carboxylic acids such as acetic, propionic and butyric. These may have different effects in the human body such as increase colonic blood flow, increase the growth of beneficial bacteria and decrease the incidence of tumors in the colon. We identified and quantified raffinose, stachyose and verbascose of 41 varieties of beans from Chiapas, Queretaro, Mexico, DF, and the results showed the following ranges: total oligosaccharides 8.840 to 29.802 mg/g, which stachyose is founded between 4.048 to 15.035 mg/g; raffinose between 3.049 to 16.173 mg/g, and finally verbascose between 0.243 to 2.619 mg /g. Palabras clave:

Frijol, Oligosacáridos, Factores no nutricionales.

ÁREA: Cereales, leguminosas y oleaginosas.

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INTRODUCCIÓN

En muchos países de América Latina, como en México, el maíz y el frijol son la principal fuete de proteínas, carbohidratos, vitaminas y minerales para la población (Guzmán-Maldonado et al., 2000). Por otro lado, se ha demostrado que el frijol además contiene gran cantidad de compuestos nutraceúticos que varían dependiendo de la especie y el color, tales como la fibra, inhibidores de proteasas, acido fítico, polifenoles, taninos y oligosacáridos (Espinosa-Alonso et al., 2006).

El frijol común (Phaseolus vulgaris) es por mucho uno de los más importantes cultivos (leguminosa comestible cultivada y cosechada como semilla seca) en el mundo (Singh, 1999), es el tercero en importancia después del frijol de soya (Glycine max L. Merr.) y el cacahuate (Arachis hypogea L.) (Lin, 2008).

El frijol en América Latina y África constituye la segunda fuente de proteína vegetal. En el caso de México, el frijol ha formado parte importante de la cultura gastronómica, llegando a constituir hasta el 15% de la dieta en las zonas más marginadas (el maíz aporta hasta el 65%). La combinación frijol-maíz logra el aporte de hasta el 70% de las calorías requeridas y el 50% del requerimiento de proteínas (Castellanos et al., 1997). Además, la combinación potencializa el valor nutritivo de la proteína ingerida ya que el frijol aporta la lisina y triptófano deficientes en maíz y éste a su vez aporta los aminoácidos azufrados (metionina y cisteína) deficientes en frijol (Reyes-Moreno et al., 1993).

Dentro de las características más importantes que destacan el valor nutritivo de las leguminosas en la nutrición humana es que presentan de 2 a 3 veces más proteína que los cereales. Además de un alto contenido de minerales, especialmente Fe, Ca y Zn (Deshpande, 1992). En particular, se considera que el frijol es un alimento rico en macronutrientes como las proteínas (16 – 33%), carbohidratos (60 – 70%), aunque escaso en grasa (1 – 3%), además contiene vitaminas y micronutrientes que elevan aún más su valor nutricional.

El frijol se complementa perfectamente con el maíz, de esta manera los aminoácidos que no se encuentran en el frijol se encuentran en el maíz y viceversa, brindando una alimentación balanceada a quien lo consume. Sin embargo, a pesar de ser una importante fuente de proteínas, fibra dietética y compuestos bioactivos, su consumo es básicamente en forma de grano integral, es decir sin obtener derivados del frijol, lo cual limita su aprovechamiento y desarrollo de nuevos productos. Además existe la idea de que el frijol es un alimento que está relegado al consumo por las personas con bajo poder adquisitivo.

Los oligosacáridos son compuestos que consisten de un número relativamente pequeño de monosacáridos, los que se encuentran unidos entre si por enlaces glucosídicos. Estas sustancias tienen generalmente gusto dulce, son solubles en agua y si poseen un grupo hemiacetálico libre, presentan poder reductor. Según el número de monosacáridos constituyentes, se formarán disacáridos, trisacáridos, tetrascáridos, etc. Aun cuando no se puede establecer una clara división entre oligosacáridos y polisacáridos, se considera que pertenecen al primer grupo sustancias con 10 monosacáridos o menos. Respecto a carbohidratos, el ser humano no posee actividad enzimática de α - galactosidasa y β-fructosidasa; es decir, que los siguientes azúcares no son posibles que el ser humano los utilice, no son metabolizables: Rafinosa (O-α-D-galactopiranosa-(1-6)-O-α-

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Dglucopiranosil-(1-2)-ß-D-fructofuranosa); Estaquiosa (O-α-D-galactopiranosa-(1-6)-O-α-D-rafinosa), Verbascosa (O-α-D-galactopiranosa-(1-6)-O-α-D-estaquiosa). Estos oligosacáridos pasan al intestino delgado, en donde microorganismos de la flora intestinal producen gases como: CO2, H2 y CH4

, siendo entre otros factores uno de los causantes de este malestar. Incluso en algunos casos se presentan náuseas con cólicos dolorosos (Rackis, 1974).

La intolerancia a la lactosa es otro problema similar en cuanto a los malestares gastrointestinales, sólo que se debe a la falta de la actividad de ß -galactosidasa, que es la enzima que se encarga de la hidrólisis de la lactosa presente en la leche. Existe un índice muy alto de intolerancia a la lactosa entre población africana, estimándose que un 70% pueden ser intolerantes. MATERIALES Y MÉTODOS Para la identificación y cuantificación de oligosacáridos se utilizó la siguiente metodología (Múzquiz

et al., 1999):

A una muestra de 0.5 g de harina de frijol se le adicionaron 5 mL de etanol al 50% y se homogenizó en Ultra-turrax durante 1 min. Posteriormente, se centrifugó a 6000 rpm recuperando el sobrenadante. El procedimiento anterior se repitió dos veces más. Los sobrenadantes recuperados se juntaron y se pasaron por una precolumna SampliQ C-18 (Agilent), se secaron por evaporación a 45°C en condiciones de vacío durante 24 h. Los extractos fueron disueltos en agua desionizada y filtrados en membranas de 0.45 μm de diámetro de poro; se colocaron alícuotas de 1 mL en viales e incorporadas al HPLC (Agilent 1100).

Posteriormente para el análisis se utilizó una columna Zorbax de análisis de carbohidratos (Agilent). La fase móvil consistió en acetonitrilo-agua grado HPLC (60:40, v/v) con un flujo de 1 mL/min; el equipo fue programado con un volumen de inyección de 20 μL. Se usaron estándares de oligosacáridos (rafinosa, estaquiosa y verbascosa) (Sigma) para la identificación, la cual se realizó por comparación con los tiempos de retención de los picos detectados.


Los oligosacáridos encontrados y cuantificados por HPLC en muestras de las diversas variedades frijol se presentan en la Tabla 1. Los niveles de rafinosa que se detectaron en este estudio fueron de 3.049 mg/g de la variedad Mantequilla y el más alto la variedad bayo con 16.173 mg/g. El contenido de estaquiosa estuvo en un intervalo de 4.048 mg/g de la variedad Morado hasta 15.035 mg/g de la variedad Flor de Durazno. Para los niveles de verbascosa, se obtuvieron valores desde 0.243 mg/g de la variedad Morado hasta 2.619 mg/g de la especie Rojo.

Comparando el contenido de oligosacáridos de la familia de la rafinosa presente en el frijol, con otras semillas de leguminosas, encontramos que el garbanzo presenta 6.70 mg/ g, en lenteja 6.00 mg/g y en chícharo 14.70 mg/g de rafinosa (Guzmán et al., 1998), se encontraron valores muy similares en el contenido de este oligosacárido en dichas leguminosas. La estaquiosa se encuentra de igual manera en una concentración muy similar en las leguminosas antes mencionadas 21.60, 45.00 y 17.00 mg/g en garbanzo, lenteja y chícharo, respectivamente.

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Tabla 1.

Especie Rafinosa Estaquiosa Verbascosa Total

Alubia 4.652±0.015 8.654±0.012 0.401±0.017 13.706±0.015

Ayocote Blanco 9.204±0.035 9.046±0.045 0.494±0.018 18.745±0.033

Ayocote negro 8.275±0.009 9.733±0.006 0.448±0.019 18.456±0.011

Batacheta 3.772±0.040 6.840±0.002 0.338±0.000 10.950±0.014

Bayo 16.173±0.276 11.672±0.193 0.399±0.010 28.244±0.160

Bayo Gordo 8.717±0.003 7.292±0.004 0.347±0.000 16.356±0.003

Bayo Inifap 6.517±0.028 9.310±0.072 0.844±0.020 16.671±0.040

Bayo Mecentral 10.678±0.024 6.687±0.041 1.191±0.040 18.556±0.035

Boti 10.182±0.029 9.949±0.001 0.504±0.004 20.635±0.011

Café 7.358±0.021 8.390±0.121 0.631±0.027 16.379±0.056

Café Bola 8.331±0.102 12.615±0.180 0.404±0.007 21.350±0.096

Café Rayado 5.184±0.021 7.348±0.028 0.542±0.014 13.075±0.021

Era 270308 3.555±0.199 6.177±0.346 0.305±0.017 10.037±0.188

Flor de Durazno 4.611±0.039 15.035±0.026 0.448±0.012 20.094±0.026

Flor de Mayo 14.454±0.073 13.665±0.086 1.682±0.043 29.802±0.067

Garbanzillo 8.462±0.122 11.333±0.253 1.516±0.082 21.311±0.152

Gris Pinto 6.917±0.023 7.099±0.023 0.805±0.022 14.821±0.023

Lluvia Alubia 3.684±0.020 6.825±0.023 0.533±0.012 11.042±0.018

Mantequilla Amarillo 3.049±0.002 7.260±0.033 0.489±0.003 10.798±0.013

Mantequilla Bayo 3.184±0.005 7.709±0.010 0.527±0.009 11.421±0.008

Mantequilla Dorado 7.031±0.003 7.147±0.008 0.800±0.023 14.978±0.011

Morado 4.549±0.013 4.048±0.008 0.243±0.001 8.840±0.007

Mungo 4.702±0.036 7.385±0.417 2.191±0.071 14.278±0.174

Negro Querétaro 7.795±0.189 12.421±0.295 0.428±0.014 20.644±0.166

Negro Zacatecas 7.514±0.016 12.354±0.030 0.948±0.030 20.817±0.026

Pintillo 7.132±0.014 6.544±0.011 0.553±0.009 14.229±0.011

Rojo 6.693±0.254 11.569±0.274 2.619±0.041 20.881±0.190

Rojo Babro 5.284±0.023 5.769±0.007 0.559±0.002 11.611±0.010

Rojo Varon 3.858±0.022 6.129±0.031 0.335±0.010 10.322±0.021

Rosa 8.080±0.005 7.060±0.019 0.808±0.006 15.948±0.010

Rosado 5.312±0.144 12.549±0.276 0.805±0.050 18.667±0.156

Sta Lucia Bajo 7.377±0.007 9.015±0.154 0.567±0.026 16.959±0.062

Sta. Lucía Jamapa 3.585±0.052 8.326±0.100 0.447±0.006 12.358±0.053

Super Bayo 5.383±0.021 7.786±0.015 0.561±0.018 13.729±0.018

Tepe Flor de Mayo 10.684±0.026 13.631±0.065 1.276±0.056 25.591±0.049

Tigre 3.163±0.015 7.967±0.098 1.372±0.053 12.501±0.055

Vaquita Café 6.754±0.190 7.723±0.081 0.372±0.011 14.849±0.094

Vaquita grande 8.323±0.033 6.156±0.014 0.616±0.020 15.095±0.023

Vaquita Grande Café 6.002±0.003 6.696±0.031 0.852±0.004 13.550±0.012

Vaquita morado 6.443±0.000 4.715±0.059 1.007±0.015 12.166±0.025

Vaquita Negro 9.915±0.304 9.683±0.275 2.242±0.081 21.840±0.220 Contenido de Oligosacáridos (mg/g) en las variedades de frijol estudiadas.

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CONCLUSIONES

La determinación de oligosacáridos en las variedades de frijol, permitió observar que el componente mayoritario es la estaquiosa, seguido por la rafinosa, sin embargo existen algunas variedades que presentan mayor concentración de la segunda. También existe diferencia entre el contenido de verbascosa, existiendo algunas variedades cuyo contenido es casi nulo.

El alto contenido de oligosacáridos en las muestras de frijol nos da una visión del valor nutracéutico y del efecto farmacológico que podría presentar esta leguminosa, ya que dichos compuestos están directamente involucrados en disminuir colesterol, presión sanguínea y presentar efectos anticancerígenos (Paredes, et al., 2006). Además se puede profundizar más debido a la gran variedad que existe en México de esta leguminosa que además de ser base en la nutrición de América Latina posee el potencial nutraceútico para que se consuma no sólo con la finalidad de nutrir.

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EFECTO DE LA COCCIÓN SOBRE LOS COMPUESTOS FENÓLICOS Y EL

VALOR BIOLÓGICO DE LA PROTEÍNA DE FRIJOL NEGRO (Phaseolus vulgaris VARIEDAD QRO)

Sánchez-Mendoza N. A.a*, Rojas-Ávila A.a, Jiménez-Martínez C.a, Dávila-Ortiz G.a, Cardador-Martínez A. b, Mora-Escobedo a R.a.

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RESUMEN: El frijol es la leguminosa más consumida en México. Proporciona carbohidratos, proteínas, fibra, vitaminas, minerales y factores no nutricionales cuya acción puede atenuarse con la cocción. Al frijol negro Querétaro se determinó tiempo de cocción, composición química proximal, contenido de compuestos no nutricionales en testa, cotiledón y frijol completo antes y después de la cocción. Los compuestos fenólicos, taninos y fitatos presentaron reducción considerable; saponinas y actividad de inhibidores de tripsina no. La evaluación de calidad de proteína se realizó con ratas Wistar. Las fuentes de proteína fueron: caseína (control), frijol completo, cotiledón y testa+caseína sometidos a cocción. Se calculó REP, RNP, DA, DV. En los indicadores biológicos no hubo diferencia significativa entre los grupos “frijol entero” y “cotiledón” cocidos, si la hubo entre el “grupo control” (caseína) y el “testa+caseína cocidas”. El grupo testigo permitió descartar que los bajos valores obtenidos para frijol se deban a problemas con los animales de ensayo. La tendencia en los resultados sugiere que el efecto de los compuestos presentes en la testa se debe a la naturaleza de las proteínas propias del frijol. La calidad de la proteína no fue buena; sin embargo, permitió a los animales de prueba mantenerse. ABSTRACT: The bean (Phaseolus vulgaris) is the most widely consumed legume in Mexico. It provides carbohydrates, protein, fiber, vitamins, minerals and non-nutritional compounds whose effects can be attenuated by cooking process. It was determined the optimal cooking time of black bean variety Queretaro, also its chemical composition, its content of non-nutritional compounds in seed coat, cotyledon and full beans; before and after cooking process. Phenolic compounds, tannins and phytates showed significant reduction after cooking process, saponins and trypsin inhibitors activity not. The protein quality evaluation was performed with Wistar rats. Protein sources were: casein (control), full bean, cotyledon and seed coat + casein; all sources were subjected to cooking. PER, PNR, AD, TD was calculated. Biological indicators showed no significant difference between the groups "full bean" and "cotyledon" cooked, but there were difference between the "control group" (casein) and the "seed coat+ casein cooked". The control group verified that the low values obtained for the grains are not due to problems with the test animals. The trend in the results suggests that the effect of the compounds in the seed coat is due to the nature of the own bean proteins. The protein quality was not good, but allowed to the test animals maintain their vital functions.

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Palabras clave:

Frijol, Valor biológico, Compuestos no nutricionales.

ÁREA:


INTRODUCCIÓN

El frijol tiene destacadas propiedades nutritivas por su contenido y calidad de las proteínas que posee. Las culturas mesoamericanas basaron su alimentación en el fríjol y el maíz, los cuales en la actualidad continúan siendo complementos básicos entre la población de esta parte del mundo.

El fríjol suministra además los compuestos o también llamados factores no nutricionales, tales como los compuestos fenólicos. Muchos de estos factores se han identificado por los efectos adversos que producen al consumirse; sin embargo, estudios más recientes han demostrado que a dosis controladas podrían ejercer efectos benéficos en la salud.

En alimentación humana, las leguminosas son sometidas a procesos tecnológicos y/o culinarios que mejoran su valor nutricional, ofreciendo la posibilidad de eliminar o disminuir el contenido y acción de los componentes no deseables presentes en estos alimentos crudos. Además, se mejora la palatabilidad y se aumenta la disponibilidad y digestibilidad de las proteínas y carbohidratos presentes.

En el presente trabajo se evaluó la calidad de la proteína de frijol después del tratamiento térmico, además del efecto de los compuestos no nutricionales presentes en la testa de frijol sobre las proteínas propias del frijol y sobre una proteína referencia de alta calidad, la caseína.

MATERIALES Y MÉTODOS Se utilizó frijol negro variedad Querétaro, cosecha 2011. Se realizó la determinación del tiempo de cocción de la semilla completa según la norma NMX-FF-038SCFI-2002 para frijol.

Manualmente se separó el frijol en sus estructuras, testa y cotiledón, calculando la proporción de cada una en el total de la semilla y se molieron hasta obtener harinas para determinar su composición química proximal según los métodos reportados por la AO.A.C. (2005).

El frijol fue dividido en tres lotes:

a) Frijol entero. b) Cotiledón.

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c) Testa, a la que se le agregó caseína ajustando proteína y % de testa igual al primer lote.

Los tres lotes se sometieron al mismo proceso de cocción con el tiempo que se determinó al frijol completo según la norma mencionada. Posteriormente se colocaron en un Secador de charolas a 48ºC durante 12h, y se molieron hasta harina, para obtener la composición química proximal.

La cuantificación de compuestos no nutricionales se determinó a las estructuras crudas y cocidas para efectos de comparación mediante los métodos que a continuación se mencionan: fenólicos por el método de Folin-Ciocalteau; taninos condensados por el Método de la Vainillina; Fitatos por el método de Vaintraub y Latpeva; Inhibidores de Tripsina por el método de Smith, y finalmente Saponinas Totales por el método de Hiai.

La evaluación de la calidad biológica in vivo de la proteína con ratas tipo Wistar según los métodos de la A.O.A.C. (1995). La Composición base de las dietas fue Proteína 10%, grasa 8%, fibra 4%, minerales 5%, vitaminas 1%, carbohidratos 72% Los grupos que se manejaron según la fuente de proteína fueron: caseína (proteína testigo), Frijol entero, Cotiledón, Testa+Caseína, estos tres últimos sometidos a cocción como se había mencionado. Además de una dieta Libre de nitrógeno. Para las dietas, según el análisis químico proximal, se ajusta el porcentaje de cada componente utilizando aceite de maíz, celulosa no nutritiva y almidón de maíz, al final de la formulación y homogenización de los componentes se determina proteína total por el método de Kjeldahl para asegurar el contenido de esta en las dietas. Las ratas fueron distribuidas en grupos de 8 animales, con la misma proporción de hembras y machos, y se colocaron en jaulas individuales, proporcionando agua y alimento “ad libitum”. Se llevó un registro semanal de peso de los animales, alimento consumido y se recolectaron las heces que fueron secadas, molidas y a las que se determinaron nitrógeno proteico por el método de Kjeldahl.

Se calcularon los valores de REP, RNP, DA y DV.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN La semilla está constituida por un 9.39 % de testa y 90.61% de cotiledón, proporción semejante a la reportada para otras variedades de frijol negro, que va desde un 9.1% a un 11.4% para la testa (Jacinto et al., 1996). El tiempo de cocción para las semillas de frijol fue de 105 minutos, que es un tanto mayor a los datos reportados para otras variedades de frijol de testa clara que va de 59 a 81 minutos y para los de testa oscura que son de 72 minutos para el Negro Jamapa y de 102 para el Negro Perla (Jacinto, Campos, 1993). Los resultados obtenidos para la cuantificación de compuestos fenólicos fueron:

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Los compuestos fenólicos están en mayor proporción en la testa. Después de la cocción hay una disminución notable de estos compuestos en el frijol entero y la testa, pero no en el cotiledón.

Tabla 1. Concentración de compuestos no nutricionales presentes en el frijol entero, cotiledón y testa cocidos.

Fenólicos* Taninos* Fitatos* Inhibidores de Tripsina* Saponinas*

Frijol Entero Cocido 3.80±0.64 2.65±0.07 ND 6.28±0.02 1.97±0.01 Cotiledón Cocido 1.95±0.14 ND 0.34±0.03 6.71±0.03 1.33±0.03 Testa cocida 24.67±3.76 21.15±0.01 ND 7.54±0.01 1.24±0.16

ND: No detectado. *Los valores para los compuestos fenólicos están reportados en mg eq. ác. Gálico/g muestra seca; taninos mg eq. (+)-catequina/g muestra seca; fitatos mg ácido fítico/g muestra seca; Inhibidores de tripsina, TIA/g muestra seca; Saponinas, mg diosgenina/g muestra seca. Los resultados representan la media de tres experimentos independientes ±DE.

Los demás compuestos, taninos y fitatos presentaron reducción considerable después de la cocción, mientras que las saponinas y actividad de inhibidores de tripsina no, como puede observarse en la tabla 1.

En las tablas 2 y 3 se muestra que la eficiencia del alimento presento valores similares para la dieta de frijol entero y cotiledón y similares para la testa + proteína de prueba y la de proteína de prueba.

Figura 1. Cuantificación de Compuestos fenólicos.

En esta figura se muestra la comparación del contenido de compuestos fenólicos en los extractos metanólicos de las estructuras de frijol crudas y cocidas, y de las dietas empleadas para la evaluación biológica.

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Tabla 1. Consumo de alimento y ganancia de peso de las ratas alimentadas con proteína proveniente de frijol entero, cotiledón y testa + caseína sometidos a cocción

Dieta

Ganancia en peso semana 1-

3 (g/día)

Alimento consumido semana 1-3

(g/día)

Eficiencia de alimento de 3 semanas (ganancia en

peso/g alimento consumido)

Frijol entero cocido 0.30±0.08 8.20±0.45 0.04±0.01

Cotiledón cocido 0.29±0.11 7.47±0.42 0.04±0.01

Testa + Caseína cocidos

2.30±0.21 10.27±0.37 0.22±0.01

Caseína 2.97±0.30 10.86±0.57 0.27±0.01

Los resultados representan la media del peso y consumo de alimento de 8 animales ±E.E.

TABLA 2. RNP, REP, cREp, DA y DV para el frijol entero, cotiledón y testa + caseína cocidos.

RNP REP cREP DA (%) DV (%)

Frijol Entero Cocido 1.36±0.14 0.38±0.10 0.32±0.08 47.19±6.10 53.44±6.00

Cotiledón Cocido 1.52±0.22 0.38±0.13 0.33±0.11 35.53±6.90 42.77±6.41

Testa + Caseína cocidos

3.88±0.32 2.45±0.15 2.08±0.12 73.03±3.10 77.63±2.95

Caseína 4.16±0.37 2.95±0.16 81.38±1.21 85.68±0.87

*Los resultados representan la media de 8 animales ±E.E.

Lo mismo sucedió para la REP, RNP y DA, también se muestra la relación entre el alimento consumido y la ganancia en peso, la cual fue más marcada para la caseína y para la dieta formulada con testa más caseína sometidos a tratamiento térmico.

Relacionando ambos indicadores, la eficiencia del alimento fue del doble para la dieta formulada con proteína proveniente de frijol entero sometido a cocción en comparación con la dieta que tiene como fuente de proteína el cotiledón.

CONCLUSIONES La tendencia en los resultados sugiere que los compuestos presentes en la testa no afectan la eficiencia alimentaria de la proteína testigo (caseína); esto considerando que la ganancia de peso fue más marcada para el grupo con la dieta de testa + caseína, seguido del grupo

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alimentado con frijol completo, y al final el grupo alimentado con cotiledón. Además de que el alimento con mayor eficiencia fue el formulado con testa + caseína. De la misma forma, la RNP presentó valores semejantes para el frijol completo y el cotiledón y valores semejantes para la proteína testigo y la testa + caseína, los compuestos presentes en la testa no alteran la RNP para la proteína del frijol.

Este mismo comportamiento se presentó en los resultados obtenidos para la DA.

Los bajos valores en los indicadores biológicos para el frijol no son debidos a los factores no nutricionales (compuestos fenólicos) presentes en la testa; sino que podría deberse a las propiedades intrínsecas de la proteína de la semilla.

REFERENCIAS A.O.A.C. (1995). Official Methods of Analysis of the Association of Analytical Chemists,

15th ed.; Washington, D.C. Pérez H.P., Esquivel E.G., Rosales S.R. y Acosta G .J. A. (2002): Caracterización física,

culinaria y nutricional de fríjol del altiplano sub–húmedo de México, Rev. Archivos Latinoamericanos de Nutrición, 52 (2), 172–180.

Paredes L.O., Valverde M.E. Los recursos nutracéuticos y medicinales que Mesoamérica le ha dado al mundo. Cinvestav. 2006; 65-73.

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Jueves 23 y viernes 24 de Mayo de 2013, Paraninfo de la Universidad de Colima. Colima, Col.




ENRIQUECIMIENTO DE MUFFINS CON FIBRA DIETETICA DE HARINA DE SEMILLA DE TUNA OPUNTIA SPP

Vieyra Escamilla Va*. Bautista Justo Ma, Martínez Soto Gb, León Galván Fb, Camarena Aguilar y Carlos

Leonel García Díaz

C

ab Universidad de Guanajuato, División de Ciencias de la Vida, Departamento de Alimentos, Km 9 de la Carretera Irapuato-Silao, CP 36500, Irapuato, Gto., México.

c

* Universidad Autónoma de Nuevo León. Facultad de Biología. Monterrey, N.L.

[email protected] RESUMEN: El objetivo de este trabajo fue desarrollar un “muffin” con alto contenido de fibra y bajo en grasa y azúcar; empleando harina de semilla de tuna como fuente de fibra y gel de sábila y miel de agave como mejoradores de la textura y sustitutos de grasa y azúcar. Se les realizó la evaluación sensorial por 60 panelistas no entrenados, análisis químico para proteína (Nx6.25), humedad, cenizas, fibra cruda, lípidos, hidratos de carbono totales, fibra dietética total (AOAC, 1990) y características físicas. Los principales resultados mostraron que la semilla de tuna tiene 81.5 g/100g de fibra dietética total, y los Muffins contienen 8.27 a 8.79 % de proteína y 5% más de fibra dietética que el testigo. Los lípidos disminuyeron 50 % con respecto al testigo. La evaluación sensorial fue satisfactoria ya que los muffins experimentales tuvieron valores arriba de 7. Se concluye que estos productos son saludables porque no se empleó azúcar libre en su formulación y su gran aporte de fibra, y baja grasa. Además, la semilla de tuna resultó una excelente fuente de fibra principalmente insoluble. ABSTRACT: The aim of this work was to develop a "muffin" high in fiber and low in fat and sugar, using prickly pear seed meal as a source of fiber and Aloe vera gel and agave nectar as improving texture and fat substitutes and sugar. Subjects underwent sensory evaluation by 60 panelists. Chemical analysis for protein (Nx6.25), moisture, ash, crude fiber, fat, total carbohydrates, total dietary fiber (AOAC, 1990) and physical characteristics were determined. The main results showed that the seed of tuna has 81.5 g/100g total dietary fiber, and the Muffins contain 8.27 to 8.79% protein, and 5% more dietary fiber than in the control. Lipids decreased 50% compared with the control. Sensory evaluation was satisfactory since the experimental muffins had values above 7. We conclude that these products are safe because there was sugar free formulation and its large amount of fiber, and low fat. In addition, the seed of tuna was excellent mainly insoluble fiber source. PALABRAS CLAVE:

Semilla, Tuna, Fibra

ÁREA:


INTRODUCCIÓN La familia de las cactáceas está integrada por alrededor de 2000 especies distribuidas por lugares de clima desértico o muy seco, principalmente en América Central y del Sur. Las condiciones geográficas de México con su relieve tan particular, han favorecido la diversificación de estas plantas, dando lugar a zonas de una gran riqueza biológica; en este país se reconocen unas 100 especies (Bravo-Hollis, 1991), siendo endémicas un número

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importante de ellas. Los frutos del nopal (Opuntia spp) constituyen un alimento muy utilizado en varios países de América Latina. Usualmente sus semillas son desechadas aunque existe la posibilidad de que contengan componentes básicos que puedan permitir su utilización como complemento nutritivo u otro producto provechoso en la agroindustria (Prieto et al., 2006).La Tuna, es muy recomendable y útil en el tratamiento del sobrepeso, debido a que la fibra insoluble que contiene provee una sensación de plenitud, reduciendo el hambre y, por otro lado, disminuyendo la absorción de nutrientes hacia el torrente sanguíneo. Sirve además, para la prevención de la osteoporosis, ya que contiene calcio y fósforo, y contra las úlceras, porque reduce la producción de ácido gástrico. La Tuna también disminuye los niveles de colesterol y ayuda a su eliminación, ya que contiene en sus semillas mucha fibra que impide su absorción. Dicha fibra está contenida en las semillas y también sirve cuando se busca perder peso, ya que da una sensación de saciedad (Prieto et al., 2006). También las semillas que contiene contribuyen a la buena digestión, tiene excelentes propiedades alcalinizantes (reduce la acidez en el estómago). Las abundantes semillas de la Tuna no son un problema, sino al contrario, son un excelente aliado que, al ingerirse mejoran notablemente el funcionamiento del sistema digestivo (Díaz, 2009).

El objetivo principal de este trabajo es comprobar que la harina de semilla de tuna puede ser consumida por el hombre y que esta molienda aporta los suficientes nutrientes básicos para incluirlo en alimentos como por ejemplo en la repostería y bollería.

En el presente trabajo se desarrollaron panes tipo “muffin” integral, con harina de tuna Opuntia spp para elevar su contenido en fibra dietética; además se les disminuyó la grasa y el azúcar, sustituyendo la grasa por el gel de sábila (Aloe Vera) y el azúcar por miel de Agave mapisaga, para conferirle propiedades funcionales debido a todas las propiedades funcionales de estos ingredientes. MATERIALES Y MÉTODOS Se elaboraron tres formulaciones de muffins presentadas en la Tabla 1.

Se determinó el análisis químico proximal (humedad, proteína (Nx6.25), cenizas, lípidos, fibra cruda e hidratos de carbono) y la fibra dietética total por los métodos de la AOAC, 1990. Determinación de volumen: Desplazamiento de semillas de nabo.


En la Tabla 1 se presenta el análisis proximal de la semilla de tuna, es notorio su alto contenido de fibra cruda que determina la celulosa y la lignina aunque por su baja capacidad de Retención de Agua se puede inferir que tiene muy poca celulosa; asimismo la fibra dietética total está por arriba de 80 g/100g, se podría esperar por lo tanto que tuviera otros polisacáridos no digeribles. También es de considerar el contenido de proteína y lípidos.

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Tabla No. 1 Formulaciones por kg de harina de los “muffins” elaborados. Ingredientes 1 2 3 Harina Integral 1 kg 900 g 800 g

Harina de Tuna 100 g 200 g

Subtotal 1 kg 1 kg 1 kg Huevo 375 g 375 g 375 g Margarina 375 g 187.5 g 187.5 g

Gel de sábila 187.5 g 187.5 g Leche en polvo 125 g 125 g 125 g Azúcar 500 g 500 g 500 g Miel de agave 125 g 125 g 125 g Bicarbonato de sodio 25 g 25 g 25 g Polvo para hornear 30 g 30 g 30 g Sal 25 g 25 g 25 g Canela en polvo 10 g 10 g 10 g Vainilla 50 g 50 g 50 g Agua 700 mL 700 mL 700 mL

Los análisis sensoriales (Tabla 2) revelaron una aceptación igual a la del testigo ya que no se observó diferencia estadística significativa (p<0.05) entre los tratamientos.

En la Tabla 3 se observa que el volumen y el peso específico no presentaron diferencia significativa cuando se compararon con el testigo.

La tabla 4 se refiere a los resultados del análisis químico y se aprecia que los valores para proteína oscilaron entre 8.20y 8.69, el valor para la grasa fue superior en el testigo, representando una disminución entre el 41.47 al 50.8 % en los muffins experimentales, esto es importante porque aún con este bajo contenido de grasa, el sabor fue muy bueno, adicionalmente la margarina que se utilizó era libre de ácidos grasos trans lo que convierte a estos panes como unos productos saludables. La concentración de fibra dietética total también fue elevada alcanzando el 15. 85 en los muffins con 20 % de harina de tuna.

En el pan con 20 % de harina de semilla de tuna se observa una disminución de los hidratos de carbono disponibles, con respecto al testigo, con un contenido de 25 % solamente, estos pueden provenir de los almidones de la harina y también de la miel de agave. Estos panes podrían ser consumidos por personas diabéticas debido a su bajo contenido graso, alta concentración de fibra dietética total y bajo tenor de hidratos de carbono disponibles. Se

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Tabla 1. Composición química proximal de la harina de semilla de tuna en Base Original (g/100g).

Base Original Base Seca

Humedad 5.86 - Cenizas 1.02 1.08 Proteínas 11.28 11.98 Lípidos 11 11.68 Fibra Cruda 46.17 60.18 Hidratos de Carbono Totales 24.68 15.07

Fibra Dietética Total 81.5 86.57 Hidratos de Carbono Disponibles 56.82 71.5

CRA1 - 5.62 CRG2 - 2.97

Capacidad de Retención de Agua (%) Capacidad de Retención de Aceite (Grasa) %.

observa también que el contenido de humedad fue superior en los muffins con semilla de tuna, que aunque en frío no absorbe tanta agua, parece que en caliente la fibra si retiene agua.

El análisis estadístico se realizó con los resultados en peso seco, y aunque no se presentan aquí los datos, se observó diferencia estadística significativa p<0.05 en el contenido de lípidos, en la fibra dietética total y en los hidratos de carbono disponibles, lo cual se aprecia también en los datos en base original.

CONCLUSIONES

Se concluye que la harina de tuna puede utilizarse como fuente de fibra en productos de panadería y que la miel de agave y gel de sábila podrían sustituir parcialmente a la grasa y considerarse como mejoradores de textura. Los “muffins” desarrollados en este trabajo tienen características saludables por su bajo contenido de grasas, alto contenido de fibra dietética y bajo contenido de hidratos de carbono disponibles, ya que se adicionó miel de agave en lugar de azúcar. Por otro lado, son productos de fácil elaboración, que se pueden hacer en casa.

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Tabla 2. Análisis estadístico de las pruebas sensoriales de los muffins experimentales.

Testigo Media ±σ

F1 Media ±σ

F2 Media ±σ

Color 7.58 ± 0.93a 7.08 ± 0.81b 7.62 ± 0.85a

Olor 7.73 ± 0.76b 7.48 ± 0.72b 8.10 ± 0.68a

Textura 7.53 ± 0.66a 7.35 ± 0.73a 7.65 ± 0.84a

Sabor 7.68 ± 0.70a 7.08 ± 0.85b 7.50 ± 0.83a Aceptabilidad General 7.62 ± 0.67a 7.18 ± 0.81b 7.77 ± 0.68a

Superíndices distintos en la fila indican diferencia significativa entre los tratamientos (p<0.05).

Tabla. 3 Análisis estadístico del volumen (cm3), volumen específico (cm3/g) y peso específico (g/cm3).

Testigo F1 (10%Harina Tuna)

F2 (20%Harina Tuna)

Volumen 150 ± 10.0a 116.68 ± 15.28a 120 ± 20a Volumen Específico 2.45 ± 0.36a 2.30 ± 0.26a 2.48 ± 0.47a

Peso Específico 0.41 ± 0.06a 0.44 ± 0.06a 0.42 ± 0.09a


Tabla 4. Composición química proximal de los muffins en Base Original (g/100g).

Testigo 10% Harina de Tuna

20% Harina de Tuna

Humedad 27.1 25.55 30.836 Cenizas 1.74 1.39 1.89 Proteínas 8.2 8.79 8.27 Lípidos 13.6 7.96 6.69 Fibra Cruda 1.00 6.44 11.37 Hidratos de Carbono Totales* 47.47 50.17 40.95

Fibra Dietética Total 10.33 14.68 15.85 Hidratos de Carbono Disponibles* 37.14 35.49 25.10

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*Datos obtenidos de los análisis especiales.

Tabla No.5 Composición química proximal de los muffins (g/100g peso seco).

Testigo F1

(10% Harina Tuna)

F2 (20% Harina

Tuna)

Cenizas 2.40 ± 0.06 1.87 ± 0.54ab 2.74 ± 0.25a b

Proteínas 11.25 ± 0.41 11.81 ± 0.21a 11.95 ± 0.57a

Lípidos

a

18.66 ± 0.11 10.25 ± 1.0a 8.68 ± 0.3b

Fibra Cruda

b

2.1 ± 0.0 10.77 ± 0.0c 20 ± 0.0b

Hidratos de Carbono Totales

a

65.6 ± 0.35 65.3 ± 0.37a 55.63 ± 0.26a

Fibra Dietética Total *

b

14.18 ± 0.0 19.72 ± 0.0c 22.92 ± 0.0b

Hidratos de Carbono

Disponibles *

a

51.42 ± 0.0 45.58 ± 0.0a 32.71 ± 0.0b c

Superíndices distintos en la fila indican diferencia significativa entre los tratamientos (p<0.05). *Datos obtenidos de los análisis especiales.

REFERENCIAS

Association of Official Analytical Chemists. AOAC. 1990. Official Methods of Analysis., 15 th Ed. K.Erlich (Ed.). Arlington, Virginia, USA. 59-87. 1049-1106.

Bravo-Hollis, H. 1191. Las Cactáceas de México. Volumen III. UNAM. México, D.F. 643p.

Díaz, M. María M., (2009) Publicación Virtual Red Peruana de Alimentación y Nutrición , Lima.

Prieto, GF.; Filardo KS.; Pérez CE.; Beltrán HR., Román GA.; Méndez MM.; (2006) Caracterización Física Y Química de semillas de Opuntias (Opuntia spp) cultivadas en el Estado de Hidalgo, México. Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal; pp 163-169.

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ACTIVIDAD ANTITROMBÓTICA DE HIDROLIZADOS PROTEÍNICOS DE FRIJOL TERCIOPELO (Mucuna pruriens).

Tovar-Benítez, T.*, Chel-Guerrero, L. y Betancur-Ancona, D.

Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Periférico Nte. Km 33.5, Tablaje Catastral 13615, Col. Chuburná de Hidalgo Inn, C.P. 97203, Mérida, Yucatán México.

* tomastb_ [email protected]

RESUMEN: En la actualidad, se investiga a las leguminosas como nuevas fuentes proteínicas para la obtención de péptidos bioactivos por hidrólisis vía enzimática. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la actividad antitrombótica de hidrolizados proteínicos obtenidos a partir de las proteínas de frijol terciopelo (Mucuna pruriens). El concentrado proteínico se hidrolizó enzimáticamente con Pepsina, Pancreatina y Pepsina-Pancreatina de forma secuencial durante 5, 10, 30, 60, 90 y 120 min. Posteriormente, se determinó el grado de hidrólisis (GH) y se seleccionó a los hidrolizados de mayor y menor GH, a los cuales se les evaluó la inhibición de la agregación plaquetaria humana (IAP). El concentrado proteínico de M. pruriens presentó un 56.3% de proteína. Los hidrolizados seleccionados fueron los preparados con Pepsina a 10 min (Pep-10) con 22.8% GH, y con Pancreatina a 120 (Pan-120) min con 37.2% GH. El hidrolizado Pep-10 no presentó efecto sobre la IAP. Por otra parte, los valores de IAP correspondientes a Pan-120 (43, 62 y 72%) fueron estadísticamente diferentes entre ellos (p<0.05). Lo anterior sugiere que el hidrolizado Pan-120 tiene un gran potencial como fuente para la obtención de péptidos bioactivos que inhiban la agregación plaquetaria. ABSTRACT: Currently a research protein legume was studies to obtain bioactive peptides after enzymatic hydrolysis. The aim of this study was to evaluate the antithrombotic activity of protein hydrolysates from velvet bean (Mucuna pruriens). The M. pruriens protein was hydrolyzed enzymatically with Pepsin, Pancreatin and Pepsin-Pancreatin to 5, 10, 30, 60, 90 and 120 min. Subsequently, the degree of hydrolysis (DH) was determined. Hydrolysates with high and low DH were used for Inhibition of human platelet aggregation determine. The protein concentrate M. pruriens showed a 56.3% protein. Selected hydrolysates were prepared with Pepsin at 10 min (Pep-10) and Pancreatin to 120 (Pan-120). The DH was 22.8% and 37.2%, respectively. The hydrolyzate Pep-10 showed not effect on IAP. Moreover, the IAP values corresponding to Pan-120 (43, 62 and 72%) were statistically different (p <0.05). This suggests that Pan-120 hydrolyzed has a source potential for the production of bioactive peptides, which inhibit platelet aggregation. Palabras clave: Agregación plaquetaria, Hidrolizados proteínicos, Mucuna pruriens. ÁREA:


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mailto:tomastb_%[email protected]


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INTRODUCCIÓN Los hidrolizados proteínicos son empleados para mejorar o modificar las características funcionales de algunos sistemas alimentarios, suministrar requerimientos nutrimentales y como fuente para la producción de péptidos bioactivos con actividades biológicas específicas (Betancur-Ancona et al., 2009). Los péptidos bioactivos son pequeños fragmentos de proteína (de 2 a 20 aminoácidos) que se encuentran inactivas dentro de la misma (Megías et al., 2004). Estos pueden atravesar el epitelio intestinal y llegar a diferentes tejidos periféricos vía circulación sistémica, ejerciendo diversos efectos biológicos favorables a nivel local, sistémico y tracto gastrointestinal. Dentro de sus actividades biológicas, los péptidos pueden actuar como antihipertensivos, antioxidantes, antitrombóticos, entre otros (Vioque et al., 2006). Particularmente, los péptidos con actividad antitrombótica pueden inhibir la agregación entre el fibrinógeno y la glicoproteína GP IIb/IIIa ubicada en la membrana de las plaquetas (agregación plaquetaria) y activada por diferentes agonistas (ADP, trombina, colágeno)

. Este acoplamiento forma rápidamente un conglomerado oclusivo (trombo). El trombo resultante puede interrumpir el flujo sanguíneo normal y provocar isquemia en tejidos y células (necrosis), ataques al corazón y lesiones cerebrovasculares (Majluf and Espinosa, 2007).

En la búsqueda de nuevas fuentes proteínicas para la obtención de péptidos bioactivos, ha crecido el interés por emplear diversas leguminosas. Su alto contenido en proteína (17 a 40%), disponibilidad y bajo costo han sido factores claves para su elección. El frijol terciopelo (Mucuna pruriens) es una leguminosa tropical. En México se cultiva en los Estado de Veracruz, Tabasco, Oaxaca, Chiapas, Campeche, Quintana Roo y Yucatán. Posee una composición química bastante homogénea donde sus componentes más abundantes son el almidón (44 a 59 %) y las proteínas (23 a 38 %) (Torres et al., 1995). Su alto contenido en proteína permite utilizarlo como materia prima para la obtención de hidrolizados proteínicos vía enzimática, que favorezca la formación de péptidos bioactivos. De acuerdo con lo anterior, el objetivo del presente trabajo fue evaluar la actividad antitrombótica de hidrolizados proteínicos obtenidos a partir de frijol terciopelo (Mucuna pruriens).

MATERIALES Y MÉTODOS Materia prima. Los granos de frijol terciopelo (M. pruriens) se obtuvieron a partir de parcelas experimentales de las poblaciones de Muna, Yucatán, México. Obtención de la harina. Los granos de M. pruriens se limpiaron y se eliminaron las impurezas presentes. Posteriormente, se trituraron y se procesaron en un equipo de lecho fluidizado Entropía Humana (PS-LF-100) para separar la cascarilla y se realizó una molienda fina para obtener una harina con menor tamaño de partícula (malla 80).

Obtención del concentrado proteínico. Se empleó una modificación del método reportado por Betancur et al., (2004), el cual consistió en un fraccionamiento en húmedo de los componentes de la harina por solubilización alcalina y precipitación al punto isoeléctrico de las proteínas.

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Composición proximal. Se determinó a la harina y concentrado proteínico (CP) de M. pruriens de acuerdo a los procedimientos oficiales descritos por la A.O.A.C (1997) que comprenden humedad (método 925.09), proteína (método 954.01), grasa (método 920.39), fibra (método 962.09) y cenizas (método 923.03). Los carbohidratos totales se estimaron como extracto libre de nitrógeno (ELN). Hidrólisis enzimática. Se preparó una suspensión del CP de M. pruriens al 5% (p/v). La suspensión se hidrolizó a 5, 10, 30, 60, 90 y 120 min en medios de reacción independientes, utilizando las enzimas Pepsina y Pancreatina de manera individual y secuencialmente, de acuerdo al método reportado por Megías et al., (2004) con algunas modificaciones. La hidrólisis con Pepsina y Pancreatina se realizó a una concentración de 1:10 v/v (enzima/sustrato), pH de 2 para Pepsina y 7 para Pancreatina, y a una temperatura de 37°C. Para la hidrólisis secuencial, la primera digestión se realizó con Pepsina y se añadió Pancreatina para la segunda digestión. La hidrólisis se detuvo por calentamiento a 80°C por 20 min. Los hidrolizados obtenidos se centrifugaron a 16,211 g a 4ºC por 30 min para obtener la fracción soluble, la cual se secó a -45ºC y 133x10-3 mbar en una liofilizadora (Labconco Freezone) y se almacenaron hasta su uso. Determinación del grado de hidrólisis. El grado de hidrólisis (GH) se determinó mediante la técnica de la ortofenilaldehído (OPA) propuesta por Nielsen et al., (2001), la cual se basa en medir el número de grupos amino libres. Determinación de la inhibición de la agregación plaquetaria humana. La inhibición de la agregación plaquetaria humana en los hidrolizados proteínicos se determinó de acuerdo al método reportado por Miyashita et al., (1999). Las muestras de sangre obtenidas a partir de humanos voluntarios se diluyeron en citrato trisódico 130 mM y se centrifugaron (Solbat J-600) a 127 g por 15 min para obtener un plasma rico en plaquetas (PRP) como sobrenadante. La fase residual se centrifugó a 1918 g durante 15 min para obtener un plasma pobre en plaquetas (PPP). Inmediatamente, se realizó un ajuste en el numero de plaquetas al PRP (200 x 103/µL) utilizando un citómetro hemático (Sysmex KX-21). El PRP (450 µL) se incubó con cada hidrolizado proteínico seleccionado (57.2, 114.4 y 171.6 mg de muestra/ml) disuelto en una solución salina (NaCl 154 mM a pH 6,4) durante 1 min a 37ºC. La agregación plaquetaria se indujo mediante la adición de 10 µL de una solución acuosa de ADP 10 µm. La agregación se midió mediante un agregómetro (Chrono-Log 400) como el aumento en la transmisión de luz a través del PRP. El PPP se utilizó como control, el cual dio un 100% de transmisión. El porcentaje de inhibición de la agregación plaquetaria se calculó restando el porcentaje de agregación de plaquetas a partir del PRP con proteína hidrolizada al porcentaje de agregación de plaquetas del PRP en condiciones basales.

Análisis estadístico. Los resultados obtenidos se evaluaron por medio de un análisis de varianza de una vía (ANOVA) y comparación de medias por el método DSM para establecer diferencias estadísticas significativas (p<0.05). Todos los análisis se realizaron con ayuda del paquete computacional Statgraphics Plus Versión 5.1.

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RESULTADOS Y DISCUSIÓN Composición proximal.

El contenido total de proteína en el concentrado de frijol terciopelo (56.3%) fue menor a lo reportado en P. lunatus (69.9%) y M. pruriens (65.98%) por Betancur-Ancona et al., (2009) y Corzo et al., (2000), respectivamente. Estos resultados podrían ser debido a las condiciones de cultivo, madurez del grano, diferencia de especies vegetales y etapa de cosecha; incluso al método de extracción proteínica ya que las condiciones se modifica de acuerdo a la materia prima.

Tabla 1. Composición proximal de la harina y concentrado proteínico de M. pruriens.* Componente Harina integral Concentrado proteínico

Humedad (8.17 + 0.08)a (3.65 + 0.05)b Proteína 28.90 + 0.13 56.30 + 0.44a b Grasa cruda 5.50 + 0.05a 15.20 + 0.20Fibra cruda

b 1.25 + 0.02 0.70 + 0.06a b

Cenizas 3.67 + 0.01a 3.63 + 0.00ELN

b 60.67 + 0.09 24.09 + 0.52a b

* expresado en base seca; ELN extracto libre de nitrógeno; a,b

letras diferentes en la misma fila indican diferencia significativa (p<0.05).

El contenido de grasa en el concentrado proteínico de M. pruriens fue mayor (15.2%) posiblemente a la formación de complejos lípido-proteína ya que la extracción proteínica expone zonas hidrofóbicas donde las cadenas alifáticas de los lípidos podrían interaccionar con ciertos aminoácidos hidrofóbicos.

Con respecto al contenido de fibra, cenizas y extracto libre de nitrógeno, se observó una reducción significativa en el CP de M. pruriens.

Hidrólisis del concentrado proteínico de M. pruriens. La hidrólisis enzimática con Pepsina generó GH entre 22.3 y 33.0%, estos valores fueron menores a los conseguidos de manera individual con la enzima Pancreatina (Tabla 2).

Tabla 2. Grado de hidrólisis de los hidrolizados proteínicos de M. pruriens.* Tiempo (min)

Pepsina Pancreatina Pepsina-Pancreatina

5 22.33 + 1.13ª 25.08 + 0.50ª 25.21 + 0.50ª 10 22.84 + 0.10ª 26.85 + 0.12 27.19 + 0.70b b 30 26.98 + 0.50b 26.85 + 0.75b 30.85 + 0.1160

c 28.07 + 0.79 27.03 + 0.88b 32.82 + 0.24b d

90 33.50 + 0.12c 34.92 + 0.38c 32.49 + 0.70120

d 33.06 + 0.25 37.22 + 0.63c 34.14 + 0.37d e

* expresado en porcentaje, + desviación estándar, a-e

letras diferentes en la misma columna indican diferencia significativa (p<0.05).

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Por otra parte, la hidrolisis enzimática secuencial presentó GH entre 25.2 y 34.1% y se observó que el máximo GH se presentó en un tiempo de 60 min (Tabla 2). Estos resultados sugieren que la combinación de estas endoproteasas produce una competencia al hidrolizar el concentrado proteínico de M. pruriens, principalmente donde existe la presencia de aminoácidos aromáticos. Esto generó posiblemente un agotamiento del sustrato a los 60 y 90 min de reacción debido a que no se presentó una variación del GH. De acuerdo al ANOVA realizado para evaluar los GH, los hidrolizados elegidos para evaluar la actividad antitrombótica fueron los producidos con la enzima Pepsina a 10 min (Pep-10) y con Pancreatina a 120 (Pan-120) min de reacción, respectivamente. El hidrolizado Pep-10 presentó un GH de 22.84%, mientras que el GH de Pan-120 fue de 37.22%.

Inhibición de la agregación plaquetaria humana. El hidrolizado Pep-10 no mostró efecto sobre la IAP; por lo tanto, la agregación plaquetaria inducida con ADP en un plasma rico en plaquetas no se modificó al incorporarlo. Esto sugiere que la acción hidrolítica con la enzima Pepsina no generó péptidos con dicha actividad. Por otra parte, Pan-120 presentó valores de IAP entre 43 y 72% (Tabla 3), siendo estadísticamente diferentes entre ellos (p<0.05).

Tabla 3. Valores de IAP para Pep-10 y Pan-120.*

Concentraciones (mg de proteína/ml)

Hidrolizados

Pep-10 Pan-120 50 N.P 43.0 + 3.0a 110 N.P. 62.0 + 2.0170

b N.P. 72.0 + 4.0c

* expresado en porcentaje, + desviación estándar, a-c letras diferentes en la misma columna indican diferencia significativa (p<0.05), N.P

no presentó actividad sobre la IAP.

Los valores de IAP obtenidos por Pan-120 a 110 y 170 mg de proteína/ml del presente estudio fueron mayores a lo reportado en un hidrolizado de J. curcas (50% a 171.6 mg de proteína/ml) preparado con Alcalase® por Marrufo-Estrada et al., (2013). Esto sugiere que la acción hidrolítica con Pancreatina posiblemente generó péptidos conformados por segmentos RGD, KRDS, RGDW, RGDS, así como los aminoácidos Pro al principio de la secuencia y Asp en posición intermedia, capaces de antagonizar el acoplamiento del fibrinógeno a la GPIIb/IIIa ubicada en la membrana de las plaquetas

y resultando en la inhibición de la agregación plaquetaria.

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CONCLUSIONES La leguminosa Mucuna pruriens es una alternativa para la obtención de un concentrado proteínico al encontrarse en el grano 56.3% de proteína. La hidrólisis enzimática del concentrado proteínico de M. pruriens con Pancreatina permitió generar fracciones peptídicas bioactivas con capacidad de inhibir la agregación plaquetaria. Este hidrolizado podría ser una alternativa para la obtención de péptidos bioactivos que puedan ser utilizados como ingredientes para desarrollar alimentos funcionales. REFERENCIAS AOAC. Official Methods of Analysis. 15th

Betancur AD, Gallegos TS, Chel GL. 2004. Wet fractionation of Phaseolus lunatus seeds: partial characterization of starch and protein. Journal of the Science of Food and Agriculture 84:1193-1201.

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Betancur-Ancona D, Martínez-Rosado R, Corona-Cruz A, Castellanos-Ruelas A, Jaramillo-Flores ME, Chel-Guerrero L. 2009. Functional properties of hydrolysates from Phaseolus lunatus seeds. International Journal of Food Science and Technology 44:128-137.

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Majluf CA, Espinosa LF. 2007. Fisiopatología de la trombosis. Gaceta Médica de México 143(1): 11-14.

Marrufo-Estrada DM, Segura-Campos MR, Chel-Guerrero LA, Betancur-Ancona DA. 2013. Defatted Jatropha curcas flour and protein isolate as materials for protein hydrolysates with biological activity. Food Chemistry 138:77-83.

Megías C, Yust M, Pedroche J, Lquari H, Girón J, Alainz M, Millan F, Vioque J. 2004. Purification of an ACE inhibitory peptide alters hydrolysis of sunflower (Helianthus annus L.) protein isolates. Journal of Agricultural and Food Chemistry 52(7):1928-1932.

Miyashita M, Akamatsu M, Ueno H, Nakagawa, Y, Nishimura K, Hayashi Y. 1999. Structure-activity relationships of RGD mimetics as fibrinogenreceptor antagonists. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry 63:1684-1690.

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COMPOSICIÓN PROXIMAL Y FACTORES NO NUTRIMENTALES EN HARINA Y CONCENTRADO PROTEÍNICO DE FRIJOL BAYO

(Phaseolus vulgaris).

Tovar-Benítez, T. a*, Jacinto-Hernández, C. b, Téllez-Medina, D.I. a, Jiménez-Martínez, C. a y Dávila-Ortiz, G a

.

a

Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, Prol. Carpio, Esq. Plan de Ayala S/N, Col. Casco de Santo Tomás, Del. Miguel Hidalgo, C.P. 11340, México, DF, México.

b

Campo Experimental Valle de México (CEVAMEX), Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), Carretera Los Reyes-Texcoco, Km 13.5, Chapingo,

C.P. 56250, Texcoco, Estado de México, México.

* tomastb_ [email protected] RESUMEN: Las semillas de leguminosas presentan un alto contenido de proteína que puede ser utilizo para la obtención de concentrados proteínicos (CP). Su aprovechamiento esta limitado por la presencia de compuestos no nutrimentales, sin embargo, se ha demostrado que la ingesta de algunos en dosis bajas puede llevar a presentar efectos benéficos a la salud. El objetivo del presente trabajo fue determinar la composición proximal y factores no nutrimentales de la harina y concentrado proteínico de frijol bayo (Phaseolus vulgaris). El CP se obtuvo por solubilización alcalina de la harina y precipitación al punto isoeléctrico de las proteínas. Posteriormente, se determinó la composición proximal, el perfil electroforético y los factores no nutrimentales como fenoles totales, taninos, saponinas y fitatos. El CP de P. vulgaris presentó un 62.22% de proteína. Mediante electroforesis se observaron 17 y 15 bandas proteínicas en la harina y concentrado proteínico, respectivamente. La concentración de fenoles totales, taninos y saponinas fue mayor en el CP a excepción de los fitatos. Lo anterior sugiere que P. vulgaris tiene potencial para la obtención de concentrados proteínicos, asimismo, la presencia de fenoles totales y taninos pudiera presentar un efecto benéfico a la salud una vez evaluados. ABSTRACT: Legume seeds have a high content of protein that can be use for producing protein concentrates (CP). Their use is limited by the presence of antinutritional factors, however, the ingestion of some low doses can lead to introduce beneficial effects to health. The aim of this study was to determine the proximate composition and antinutritional factors of flour and protein concentrate from Phaseolus vulgaris. The CP were produced using the method of Betancur-Ancona et al. (2004). Subsequently, the proximate composition, the electrophoretic profile and some antinutritional factors were determined. The CP of P. vulgaris showed a 62.22% protein. By electrophoresis were observed 17 and 15 protein bands in the flour and protein concentrate, respectively. The concentration of total phenolics, tannins and saponins was greater in the CP except phytates. This suggests that P. vulgaris has potential for obtaining protein concentrates also the presence of total phenols and tannins could provide a beneficial effect to health after an evaluation. Palabras clave:

Concentrado proteínico, Factores no nutrimentales, Phaseolus vulgaris.

ÁREA: Cereales, leguminosas y oleaginosas

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mailto:tomastb_%[email protected]


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INTRODUCCIÓN

Las semillas de leguminosas juegan un papel importante en la alimentación humana y animal ya que son una excelente fuente de proteínas (15-45%), carbohidratos (25-60%), fibra dietética (2-13%), y de ciertas vitaminas y minerales (Boye et al., 2010). Debido a su disponibilidad, bajo costo y alto contenido de proteína, se ha incrementado su interés en la industria alimentaria y no alimentaria como materias primas para la producción de concentrados proteínicos, productos que se caracterizan por presentar un contenido de proteína mayor a la fuente nativa y pueden ser empleados para mejorar o modificar características funcionales en algunos sistemas alimentarios o para la producción de péptidos bioactivos con actividades biológicas específicas (Hernández-Álvarez et al., 2012).

Sin embargo, las semillas de leguminosas como una alternativa proteínica está limitada por la presencia de compuestos no nutrimentales, tales como inhibidores de enzimas, ácido fítico, oligosacaridos, saponinas, lectinas, aminoácidos no proteicos como el L-3,4-dihidroxifenilalanina (L-Dopa), taninos y glucósidos cianogénicos. Estos compuestos pueden interferir con la asimilación de nutrientes, reducir la digestibilidad de la proteína y disponibilidad de ciertos minerales, asimismo, pueden presentar efectos neurotóxicos cuando se consume en grandes cantidades (Janardhanan et al., 2003). No obstante, investigaciones recientes han demostrado que controlar la ingesta de algunos de ellos (dosis bajas) puede llevar a presentar algún efecto benéfico a la salud como anticancerígenos, antioxidantes, hipocolesterolémicos e hipoglucémicos (Muzquiz et al., 2006).

El frijol bayo (Phaseolus vulgaris) es una leguminosa originaria de Centroamérica y Sudamérica. En México es de las más importantes en cuanto a producción, se cultiva en los estados de Tlaxcala, Distrito Federal, Estado de México, Puebla, Hidalgo y Querétaro. Posee una composición química bastante homogénea donde sus componentes más abundantes son el almidón (37-64%) y las proteínas (22-26%). Su alto contenido en proteína da la posibilidad de utilizarlo como materia prima para la obtención de concentrados proteínicos. De acuerdo con lo anterior, el objetivo del presente trabajo fue determinar

la composición proximal y factores no nutrimentales de la harina y concentrado proteínico de frijol bayo (Phaseolus vulgaris).

MATERIALES Y MÉTODOS Materia prima. Los granos de frijol bayo (P. vulgaris) se obtuvieron de parcelas experimentales de Santa Lucía, Texcoco, Estado de México, México. Obtención de la harina. Los granos de P. vulgaris

se limpiaron manualmente con el propósito de seleccionar los mejores y eliminar la mayor cantidad de impurezas presentes. Finalmente, se llevó a cabo una molienda fina para disponer de una harina con menor tamaño de partícula.

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Obtención del concentrado proteínico (CP). Se empleó una modificación del método reportado por Betancur et al., (2004), el cual consistió en un fraccionamiento en húmedo de los componentes de la harina por solubilización alcalina y precipitación al punto isoeléctrico de las proteínas. Composición proximal.

Electroforesis (SDS-PAGE). El perfil de peso molecular se realizó mediante un gel separador al 12% de poliacrilamida (pH 8.8) con un gel concentrador al 5% de poliacrilamida (pH 6.8). Para determinar los pesos moleculares de las bandas de proteína se utilizó como referencia el marcador Protein Precision Plus Protein Standards (Bio-Rad, 161-0373). Los geles se analizaron por el programa Quantity One versión 4.6.3 de Bio-Rad.

Se determinó de acuerdo a los procedimientos oficiales descritos por la A.O.A.C (1997) que comprenden humedad (método 925.09), proteína (método 954.01), grasa (método 920.39), fibra (método 962.09) y cenizas (método 923.03). Los carbohidratos totales se estimaron como extracto libre de nitrógeno (ELN).

Determinación de compuestos fenólicos totales. Se determinó por el método de Folin-Ciocalteu el cual consiste en mezclar ácido fosfotúngstico (H3PW12O40) y ácido fosfomolíbdico (H3PMo12O40) que se reduce por la acción de los fenoles en una mezcla de óxidos azules de tungsteno (W8O23) en un medio altamente básico Na2CO3Determinación de compuestos fenólicos condensados (Taninos). Se determinó mediante el método de vainillina el cual es específico para flavan-3-ol, dihidrochalconas y proantocianidinas, las cuales tienen un enlace simple en la posición 2,3 y poseen grupos hidroxilo en la posición meta del anillo B.

al 10%.

Determinación de saponinas. Se determinó mediante el método reportado por Hiai (1976) el cual consiste en usar vainillina y H2SO4

Determinación de fitatos. Se determinó mediante el método de Vaintraub and Latpeva (1988). La técnica se fundamenta en la destrucción de un complejo de (Fe

para la generación de grupos cromóforos en saponinas.

3+- ácido sulfosalicílico) conocido como reactivo de Wade y como señal analítica se utiliza la disminución de la absorción de dicho complejo colorido.

Análisis estadístico. Los resultados obtenidos se evaluaron por medio de un análisis de varianza de una vía (ANOVA) y comparación de medias por el método Duncan para establecer diferencias estadísticas significativas (p<0.05). Todos los análisis se realizaron con ayuda del paquete computacional Statgraphics Plus Versión 5.1.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Composición proximal.

La composición proximal de la harina y concentrado proteínico de P. vulgaris se muestra en la Tabla 1. El contenido total de proteína en la harina de frijol bayo fue de 22.43%, mientras que en el concentrado proteínico fue de 62.22%. Estos valor indica que P. vulgaris podría constituir una alternativa para la obtención de concentrados proteínicos que puedan ser utilizados para la obtención de péptidos bioactivos vía hidrólisis enzimática.

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Tabla 1. Composición proximal de la harina y concentrado proteínico de P. vulgaris.* Componente Harina cruda Concentrado proteínico Humedad (7.12 + 0.09)a (5.58 + 0.04)b Proteína 22.43 + 0.29 62.22 + 0.85a b Fibra cruda 1.69 + 0.04a 1.54 + 0.02Grasa cruda

b 2.35 + 0.07 1.36 + 0.03a b

Cenizas 4.18 + 0.01a 5.40 + 0.04ELN

b 69.35 + 0.23 29.47 + 0.86a b

* expresado en base seca; ELN extracto libre de nitrógeno; a,b


Perfil electroforético. El perfil electroforético (Figura 1) muestra las proteínas presentes en la harina y concentrado proteínico de P. vulgaris. En la harina (Figura 7, H) se pueden observar alrededor de 17 bandas proteicas cuyo peso molecular (PM) varía desde 14 a 159 kDa. El concentrado proteínico (Figura 7, CP) contiene 15 proteínas en el mismo intervalo de PM que las proteínas observadas en la harina, lo cual implica que algunas de éstas se perdieron o cambiaron en su estructura molecular durante el proceso de obtención del concentrado proteico del presente estudio, sin embargo, aún se conserva el 88% de las proteínas originalmente presentes en la harina.

Figura 1. Perfil electroforético (SDS-PAGE) de la harina (H) y concentrado proteínico de

Phaseolus vulgaris. M=marcador de peso molecular (kDa).

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Los factores no nutrimentales tales como fenoles totales, taninos, saponinas y fitatos se muestran en la Tabla 2. La concentración de fenoles totales, taninos y saponinas en la harina de P. vulgaris fue menor a lo encontrado en su respectivo CP. Esto podría ser debido a que el fraccionamiento en húmedo de los componentes de la harina de P. vulgaris por solubilización alcalina y precipitación al punto isoeléctrico de las proteínas ocasionó que algunos de ellos experimentaran un incremento en su concentración debido posiblemente a cambios en sus estructuras. Por otra parte, la concentración de ácido fítico en la harina fue de 0.99 mg eq de ácido fítico /100 g de muestra, mientras que en el CP fue de 0.74 mg eq de ácido fítico /100 g de muestra. La reducción de ácido fítico en el concentrado proteínico posiblemente se deba a la forma nativa en la cual se encuentren los fitatos ya que pudieran estar formando complejos fitato-proteínas o fitato-proteína-mineral.

Factores no nutrimentales.

Tabla 2. Factores no nutrimentales de la harina y concentrado proteínico de P. vulgaris.

Componente Harina cruda Concentrado proteínico Fenólicos totales

(mg ác. Gálico/100g) 145.92 + 8.58a 174.89 + 5.36b Fenólicos condensados

(mg (+) catequina/100g) 766.67 + 28.28 1093.34 + 37.71a b Saponinas

(mg diosgenina/100g) 374.52 + 3.45a 427.93 + 9.8Fitatos

b

(mg ác. Fítico/100g) 0.99 + 0.04 0.74 + 0.05a b + desviación estándar, a-b


CONCLUSIONES El frijol bayo es una alternativa para la obtención de concentrados proteínicos al encontrarse en el grano 62.2% de proteína. El perfil electroforético destaco la modificación que las proteínas presentan al obtener un concentrado proteínico.

La concentración de factores no nutrimental varió de manera significativa entre la harina y el concentrado proteínico de P. vulgaris del presente estudio.

REFERENCIAS AOAC. Official Methods of Analysis. 15th

Betancur AD, Gallegos TS, Chel GL. 2004. Wet fractionation of Phaseolus lunatus seeds: partial characterization of starch and protein. Journal of the Science of Food and Agriculture 84:1193-1201.

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Hernández-Álvarez AJ, Carrasco-Castilla J, Dávila-Ortiz G, Alaiz M, Girón-Calle J, Vioque-Peña J, Jacinto-Hernández C, Jiménez-Martínez, C. 2012. Angiotensin-converting enzyme-inhibitory activity in protein hydrolysates from normal and anthracnose disease-damaged Phaseolus vulgaris sedes. Journal of the Science of Food and Agriculture 93(4): 961–966.

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Hiai S, Oura H, Nakajima T. 1976. Color reaction of some sapogenins and saponins with vanillin

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Muzquiz M, Pedrosa MM, Varela JEA, Guillamón E, Goyoaga C, Cuadrado C, Burbano, C. (2006). Factores no-nutritivos en fuentes proteicas de origen vegetal. Su Implicación en Nutrición y Salud. Brazilian Journal of Food Technology 87-98.

Vaintraub IA, Lapteva NA. 1988. Colorimetric determination of phytate in unpurified extracts of seeds and the products of their processing. Analytical Biochemistry 175:227–230.

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EFECTO DEL PORCENTAJE DE SUSTITUCIÓN Y LA ADICIÓN DE HIDROCOLOIDES EN LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE UN PAN DE CEBADA

Guzmán-Sánchez, M.A.a, Monterrubio-López R.a, Robles-Ramírez M.C. a

*

a

Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, IPN, Departamento de Ingeniería Bioquímica. Prolongación Carpio y Plan de Ayala S/N, Col. Santo Tomás, C.P. 11340.

* [email protected]

RESUMEN: La cebada es un cereal rico en compuestos bioactivos con propiedades benéficas para la salud. La incorporación de este cereal en productos de panificación tiene el inconveniente de mermar sus cualidades físicas por lo que en este trabajo se elaboró un pan de caja con el mayor porcentaje posible de harina de cebada y se probó la adición de diferentes hidrocoloides para mejorar el volumen y las características de la miga, estas últimas evaluadas mediante un sistema de análisis digital de imágenes. Se prepararon tres formulaciones de prueba reemplazando la harina de cebada por harina de trigo en la proporción de 40, 50 y 60%, respectivamente. Conforme aumentó la proporción de harina de trigo en la formulación, el pan presentó mayor volumen específico y, por lo tanto, también mejoró la relación altura/ancho. La circularidad de los alveolos fue semejante en los tres panes pero el área de celda fue menor en el pan con mayor contenido de harina de cebada. La adición de las gomas guar, xantana e hidroxipropilcelulosa (HPMC), individualmente, en concentraciones de 2, 3 y 5% panadero cada una a la formulación 60% cebada-40% trigo, no mejoró las características físicas y sensoriales del pan. ABSTRACT: Barley is a cereal rich in bioactive compounds with beneficial health properties. The addition of this cereal in bakery products has the disadvantage of diminishing their physical qualities reason why in this study we developed bread with the largest possible percentage of barley flour evaluating the addition of different hydrocolloids in order to improve the volume and characteristics of the crumb, the latter evaluated by a system of digital image analysis. Three formulations were prepared replacing barley flour by wheat flour in the ratio of 40, 50 and 60%, respectively. As the proportion of wheat flour increased in the formulation, the bread had higher specific volume and hence also high height/width ratio. The circularity of the alveoli was similar in the three loaves but the cell area was smaller in the bread with the higher content of barley flour. The addition of guar gum, xanthan gum and hydroxypropylmetylcellulose (HPMC), individually, in concentrations of 2, 3 and 5% each in the formulation of 60% barley-40% wheat, did not improve the physical and sensory characteristics of bread. Palabras clave: Pan de cebada, hidrocoloides, análisis de imagen ÁREA:

Cereales

INTRODUCCIÓN Recientemente ha surgido un gran interés por el desarrollo de productos elaborados a base de cebada, debido a su alto contenido de compuestos bioactivos favorables para la salud como son los β-glucanos, los arabinoxilanos y compuestos antioxidantes que han mostrado

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tener un efecto preventivo contra patologías como la enfermedad cardiovascular, el cáncer y la diabetes (Gamel y Abdel-Aal, 2012; Holtekjolen, 2008; Kim y col., 2011). Un alimento ideal para la incorporación de este cereal es el pan, un producto básico en la alimentación de todas las culturas. Sin embargo, la incorporación de cebada en este tipo de producto representa un reto tecnológico debido a que sus proteínas no poseen las características viscoelásticas del gluten del trigo, un elemento esencial para la estructura del pan. Es por esto que en este trabajo se realizará la incorporación de diferentes hidrocoloides a un pan de caja con el fin de sustituir la función tecnológica del gluten. Se pretende elaborar un pan con el mayor porcentaje de harina de cebada posible, con el fin de aprovechar al máximo los beneficios nutracéuticos de este cereal, sin afectar las características físicas del pan, como son el volumen de la hogaza, el volumen específico y la calidad de la miga. MATERIALES Y MÉTODOS Elaboración del pan La formulación del pan expresado en % panadero incluyó harina cebada/trigo (100%), azúcar (9.5 %), aceite (4 %), leche descremada en polvo (4 %), levadura (2%) y sal (1.5%).

La cantidad de agua adicionada se determinó por inspección visual de la estructura de la masa hasta completo desarrollo del gluten. A la formulación base seleccionada, se le adicionaron las gomas guar, xantana e hidroxipropilcelulosa (HPMC), individualmente, en concentraciones de 2, 3 y 5% panadero cada una.

Se preparó la esponja mezclando el 25% de la harina (o mezcla de harinas) con el 25% del agua y la mitad de la levadura (previamente hidratada) de la formulación. Esta mezcla se dejó fermentar durante 12 h a 25°C para posteriormente adicionarse al resto de la formulación, la cual se mezcló en una batidora Spar SP-800 a velocidad 2 (234 rpm) hasta el desarrollo del gluten. La masa se dividió en porciones de 200 g que se colocaron en moldes que se introdujeron en el fermentador a 32°C y 70% de humedad relativa durante 50 min. Posteriormente, se hornearon a 180°C durante 30 min y se enfriaron a temperatura ambiente durante 1 h antes de su posterior análisis.

Evaluación física

El volumen del pan se determinó mediante el método del desplazamiento de semillas de nabo. Para determinar el volumen específico, se pesó la hogaza de pan en una balanza granataria y se dividió el volumen, expresado en cm3

, entre el peso expresado en gramos. La relación alto/ancho se obtuvo dividiendo dichas dimensiones, las cuales fueron medidas en la rebanada central del pan.

Las características de la miga se evaluaron usando un sistema de análisis digital de imágenes mediante el programa Image J 1.42q (Wayne Rasband National Institutes of Health, USA), para lo cual se rebanó el pan en su parte central y se escaneó cada rebanada con una resolución de 300 dpi. El análisis de imagen se realizó en una sección de 10 cm2 tomada del centro de la rebanada. La imagen se cambió a escala de grises (8 bits) y se segmentó utilizando la herramienta de umbral y el algoritmo Otsu del software antes mencionado. De este análisis se obtuvieron el número de celdas (poros), el área media de las celdas (mm2), la densidad de las celdas (celdas/cm2) y la circularidad de las mismas (Farrera-Rebollo, 2012).

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RESULTADOS Y DISCUSIÓN En el Cuadro 1 se muestran las características físicas de los panes. Se prepararon tres formulaciones de prueba reemplazando la harina de cebada por harina de trigo en la proporción de 40, 50 y 60%, respectivamente. Se observó que, conforme aumentó la proporción de harina de trigo en la formulación, el pan presentó mayor volumen específico y, por lo tanto, también mejoró la relación altura/ancho. Los otros parámetros fueron semejantes en los tres panes excepto por un área de celda menor en el pan con mayor contenido de harina de cebada. En la Figura 1 puede observarse que la adición de harina de trigo a la formulación mejora sustancialmente tanto el volumen como la apariencia de la miga. Estos resultados son lógicos debido a las características viscoelásticas del gluten proporcionado por la harina de trigo. La adición de material fibroso (procedente de la harina de cebada) a la harina de trigo, causa la dilución de las proteínas del gluten ocasionando el debilitamiento de la estructura de las celdas (grano de la miga). Además, la fibra tiende a romper las cadenas del gluten durante el mezclado, lo cual no sólo daña la retención del gas por la masa (estructura tridimensional del gluten) sino que también cambia la estructura y apariencia del producto horneado (Gill, 2002). Cuadro 1. Características de los panes de caja elaborados con diferentes proporciones de harina de cebada y trigo

Características del pan 40%cebada 60% trigo

50% cebada 50%trigo

60%cebada 40% trigo

Volumen (cm3 490.8±4.3 ) 403.5±0.6 357.1±14.9 Volumen especifico (cm3 2.85±0.04 /g) 2.28±0.01 2.05±0.09 Alto/Ancho 0.76±0.01 0.70±0.02 0.63±0.02 Área de celda (mm2 0.72±01 ) 0.75±0.02 0.65±0.01 Circularidad 0.50±0.02 0.48±0.01 0.50±0.02 Densidad (celdas/cm2 23±1.6 ) 26±4.9 24±1.2

Figura 1. Imágenes de los panes de caja elaborados con diferentes proporciones de harina de cebada y trigo.

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Los tres grados de sustitución de harina de trigo, superaron el volumen del pan elaborado con 100% harina de cebada. Sin embargo, la formulación base que se escogió para probar la adición de diferentes porcentajes de HPMC, guar y xantana, fue aquélla en la que se utilizó 60% harina de cebada y 40 % harina de trigo ya que en esta mezcla se tendrá una mayor cantidad de β-glucanos, arabinoxilanos y compuestos fenólicos pudiéndose obtener un mayor beneficio para la salud. En la Figura 2 se grafican los volúmenes específicos de los panes elaborados con la mezcla de harinas de cebada y trigo en la proporción 60:40 sin gomas, así como los preparados con dicha harina más la adición de las diferentes concentraciones de las gomas HPMC, guar y xantana. La goma guar en comparación con las demás gomas a sus diferentes concentraciones, presentó los mayores volúmenes específicos; sin embargo, ninguna mejoró el volumen específico del pan sin hidrocoloides. Además, el pan sin estos hidrocolides presentó un mejor sabor, suavidad y comportamiento durante el amasado y moldeado.

Figura 2. Volúmenes específicos de los panes elaborados con 60% harina de cebada y las diferentes proporciones de las gomas HPMC, xantana y guar. CONCLUSIONES Ninguna de las gomas utilizadas en la formulación del pan elaborado con 100% harina de cebada mejoraron las características físicas del pan. Las características físicas y sensoriales del pan de cebada mejoraron con la sustitución de harina de trigo en la formulación, en una proporción de 60% cebada-40% trigo, sin la adición de hidrocoloides.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

60%C+40%T HPMC

Xantana Guar

2.05

1.91

1.68

1.97 1.92

1.53 1.94 1.58 1.81

1.69

Vol

umen

esp

ecífi

co (

mL/

g)

2%

3%

5%

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REFERENCIAS Farrera-Rebollo R, Salgado-Cruz P, Chanona-Pérez J, Gutiérrez-López G F, Alamilla-Beltrán L,

Calderón-Domínguez G. 2012. Evaluation of image analysis tools for characterization of sweet bread crumb structure. Food Bioprocess Technology. 5:474-484.

Gamel TH, Abdel-Aal EM. 2012. Phenolic acids and antioxidant properties of barley whole grain and pearling fractions. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 21:118-131.

Gill S, Vasanthan T, Ooraikul B, Rossnagel B. 2002. Wheat bread quality as influenced by the substitution of waxy and regular barley flours in their native and extruded forms. Journal of Cereal Science. 36:219-237.

Holtekholen AK, Baevre AB, Rodbotten M, Berg H, Knutsen SH. 2008. Antioxidant properties and sensory profiles of breads containing barley flour. Food Chemistry. 110:414-421.

Kim H, Turowski M, Anderson WHK, Young SA, Kim Y, Yokohama W. 2011. Supplementation of Hydroxypropyl Methylcellulose into Yeast Leavened All-Whole Grain Barley Bread Potentiates Cholesterol-Lowering Effect. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 59: 7672–7678.

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