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UNIVERSIDAD DE COLIMAPOSGRADO INTERINSTITUCIONAL EN CIENCIAS PECUARIAS
AISLAMIENTO Y CARACTERIZACIÓN DE PROTEINASDE LAS SEMILLAS MADURAS DE Enterolobium cyclocarpum
PARA SU APROVECHAMIENTO ALIMENTICIO.
TESISQUE PARA OBTENER EL GRADO DEDOCTOR EN CIENCIAS PECUARIAS
PRESENTA:JUAN CARLOS SERRATOS ARÉVALO
TUTOR:
DR. FERNANDO A. LÓPEZ-DELLAMARY-TORAL
ASESORES:
DR. JOSÉ MANUEL PALMA GARCIADR. JOSE MANUEL HERNANDEZDR. ROGELIO ALONSO MORALESDR. PEDRO GARZÓN DE LA MORA
COLIMA, MÉXICO NOVIEMBRE DE 2000.
UNIVERSIDAD DE COLIMAPOSGRADO INTERINSTITUCIONAL EN CIENCIAS PECUARIAS
EXTRACCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PROTEINASDE ALMENDRA DE LAS SEMILLAS MADURAS DE
Enterolobium cyclocarpum PARA SU APROVECHAMIENTOALIMENTICIO.
TESISQUE PARA OBTENER EL GRADO DEDOCTOR EN CIENCIAS PECUARIAS
PRESENTA:JUAN CARLOS SERRATOS ARÉVALO
ASESOR:
DR. FERNANDO A. LÓPEZ-DELLAMARY-TORAL
COASESORES:
DR. JOSÉ MANUEL PALMA GARCIADR. JOSÉ MANUEL HERNÁNDEZDR. ROGELIO ALONSO MORALESDR. PEDRO GARZÓN DE LA MORA
TECOMAN, COLIMA, MÉXICO JULIO DE 2001
DEDICATORIAS:
A mi esposa: María Eugenia Pérez de Serratos con amor y a mis hijos, Juan Carlos y JudithSofía quienes siempre me apoyaron.
A mis padres: Ignacio Serratos Castañeda (finado) y Carmen Arévalo de Serratos por suayuda espiritual
A mis hermanos: Javier, Hector, Raúl, José, Luz (finada) y Rosa por su solidaridad fraterna.
MISTERIO DEL UNIVERSO:El mundo seméjase a un dado que gira, y todo se vuelve, y el hombre se transforma enángel, y el ángel en hombre, y la cabeza en pie, y el pie en cabeza. Así se convierten y girantodas las cosas, transformándose: esto en aquello, aquello en esto, y se vuelve lo de arribaabajo. Porque en la raíz de todo es uno, y en la transformación y vuelta de las cosas estacomprendida la redención.Así como la mano que tapa el ojo quita la vista de la más alta montaña, así la pequeña vidaterrenal quita la vista de la gigantescas lumbreras y misterios que llenan el universo. Yquien fuere capaz de quitársela de los ojos, como se retira una mano, verá la intensaluminosidad del interior del universo.Palabras del rabí Najman de Bratzlav(Judío, siglo XVIII d. c.)
AGRADECIMIENTOS :
A todas aquellas personas que cedieron parte de su actividad para el avance del presenteestudio; el más alto reconocimiento por tan noble actitud.
DR. Fernando Antonio López-Dellamary Toral por su sabia conducción y la invitaciónconstante al razonamiento.DR. José Manuel Palma García por sus agudas observaciones y análisis critico.DR. José Manuel Hernández por los apoyos recibidos para efectuar electroforésis.DR. Rogelio Alonso Morales por su ayuda científica y técnica.DR. Pedro Garzón de la Mora por su apoyo técnico y científico.
A todas las autoridades y al personal que labora en la D.G.E.T.A de la SEP. Asimismo alITA-CIGA de Jalisco y en especial al ING. Hector González Rodríguez, M.C. Mercedes G.Limón Sánchez, M.C. Manuel Alvarez Gallegos, DR. Carlos Arias Castro, ING. IgnacioGutiérrez Gutiérrez. Gracias a las facilidades que me brindaron fue posible continuar yconcluir estudios de doctorado.
Extracción y caracterización de proteínas de almendra de las semillas maduras deEnterolobium cyclocarpum para su aprovechamiento alimenticio.Estudio que presenta el P. de DR. Juan Carlos Serratos Arévalo para obtener el grado deDoctor en Ciencias Pecuarias.El presente trabajo se realizó sobre todo con el apoyo de la Universidad de Colima y elCONACYT con el número de registro 96406.Asimismo quiero hacer patente mí agradecimiento al Departamento de Madera Celulosa yPapel de la Universidad de Guadalajara y en lo particular a todos los que trabajan en elLaboratorio de Química, también al CINVESTAV Unidad Zacatenco por el desarrollo delas etapas experimentales.
ÍNDICE.
Páginas
LISTA DE FIGURA.................................................................................................................I
LISTA DE CUADROS..............................................................................................................lI
LISTA DE GRÁFICAS................................................................................................................III
SUMMARY.......................................................................................................................2
INTRODUCCIÓN.................................................................................................3
HIPÓTESIS............................................................................................................................4
OBJETIVOS........................................................................................................................5
REVISIÓN DE LITERATURA........................................................................................6
6.1 Aspectos históricos..............................................................................................................6
6.2 Descripción de la planta.......................................................................................................6
6.2.1 Corteza.................................................................................................................................7
6.2.2 Hojas....................................................................................................................................7
6.2.4 Frutos.................................................................................................................................7
6.2.5 Semillas.............................................................................................................................7
6.3 Procesamiento de frutos y semillas......................................................................................7
RESUMEN........................................................................................................1
6.2.3 flores..............................................................................................................................7
6.4 Almacenamiento....................................................................................................................9
6.5 Manejo de la especie en vivero.............................................................................................9
6.6 Tratamientos pregerminativos............................................................................................9
6.7 Germinación...................................................................................................................9
6.9 Reproducción biológica.......................................................................................................9
6.10 Genética.............................................................................................................................10
6.11 Crecimiento y desarrollo...................................................................................................10
6.12 Agroforestería....................................................................................................................11
6.14 Características mecánicas de la madera...........................................................................12
6.15 Perfil ambiental.............................................................................................................12
6.16 Propiedades medicinales y químicas..............................................................................12
6.17 Silvicultura......................................................................................................................13
6.19 Plagas y enfermedades...................................................................................................13
6.20 Características nutricionales de E. cyclocarpum..........................................................14
6.21 Alimentación animal....................................................................................................22
6.21.1 Rumiantes......................................................................................................................22
6.21.3 Ovinos.............................................................................................................................24
6.21.4 Pollos de engorda..........................................................................................................24
6.21.5 Ratas...........................................................................................................................29
6.8 Distribucion geografica....................................................................................................9
6.13 Agroindustria...............................................................................................................11
6.18 Edafología....................................................................................................................13
6.21.2 Diversas espacies.....................................................................................................23
6.22 Interacción de E. cyclocarpum con otras especies animales..........................................29
6.23 Otras especies de Enterolobium...................................................................................30
6.23.1 Enterolobium saman.................................................................................................30
6.23.2 Enterolobium contortisiliquum....................................................................................30
6.24.1 Cacahuate....................................................................................................................32
6.24.2 Soya..................................................................................................................................33
6.24.3 Frijol.........................................................................................................................33
6.24.4 Haba..............................................................................................................................34
6.25 Importancia de las proteínas............................................................................................34
MATERIALES Y MÉTODOS...............................................37
7.1 Sitio de recolección de especímenes................................................................................37
7.2 Análisis de elementos........................................................................................................39
7.4 Cuantificación de aminoácidos.........................................................................................39
7.5 Proteína soluble..................................................................................................................40
7.6 Fracción de proteínas........................................................................................................40
7.7 Contenido proteico............................................................................................................43
7.9 Prueba biológica...............................................................................................................44
7.10 Análisis estadístico.........................................................................................................44
6.23.2 Estudios de proteinas de otras leguminosas fundamentales en la alimentacion.......31
6.24.5 chicharos..................................................................................................................34
7.3 Análisis de Kjeldahl.......................................................................................................39
7.8 Electroforesis en gel.....................................................................................................43
RESULTADOS.........................................................................46
8.1 Análisis elemental.............................................................................................................46
8.2 Análisis de Kjeldahl.........................................................................................................46
8.3 Aminogramas.................................................................................................................48
8.5 Fracciones de proteína.......................................................................................................50
8.6 Cuantificación de proteínas.............................................................................................51 50
8.7 Electroforésis en gel...................................................................................................52 52
8.8 Prueba biológica..............................................................................................................55 55
DISCUSIÓN........................................................................57 58
9.1 Análisis elemental............................................................................................................57 58
9.2 Aminogramas.................................................................................................................58 58
9.3 Distribución de las fracciones de proteína........................................................................60 60
9.4 Prueba biológica...............................................................................................................62 62
9.5 Contenido de proteína........................................................................................................63 63
CONCLUSIONES................................................................65 65
SUGERENCIAS....................................................................66 66
LITERATURA CITADA....................................................67 67
8.4 Prorteína Soluble...........................................................................................................49
LISTA DE FIGURAS
Página
Figura 1 Perfil de la copa y fenología de Enterolobium cyclocarpum...................8
Figura 2 Diagrama general de la metodología utilizada.........................................38
Figura 3 Flujograma de extracción y separación de las proteínas de las................
semillas de E.cyclocarpum
41
Figura 4 Pesos molecular de proteínas de E.cyclocarpum utilizando....................
diferentes diluciones
52
Figura 5 Peso molecular de las fracciones de proteína de E.cyclocarpum..............53
Figura 6 Peso molecular de las subunidades de la albúmina de E........................
cyclocarpum
54
Cuadro 1 Etapas de alimentación en pollos...........................................................25
Cuadro 2 Análisis químico-proximal de la semilla completa y almendra............
de E.cyclorcarpum
26
Cuadro 3 Consumo acumulado individual (Kg) de las dietas control y...............
experimental
27
Cuadro 4 Dietas de las semillas maduras y verdes de E.............................
cyclocarpum en comparación con la dieta control (caseína)
45
Cuadro 5 Análisis elemental de tres leguminosas..................................................46
Cuadro 6 Análisis de Kjeldahl de la almendra madura y verde cocidas de..........
E. cyclocarpum
47
Cuadro 7 Aminoácidos presentes en la almendra madura y verde de E...............
cyclocarpum en relación con el patrón FAO/WHO
48
Cuadro 8 Fracciones de proteína de las semillas de E. cyclocarpum...................50
Cuadro 9 Análisis de varianza de un diseño completamente al azar para............
consumo, ganancia y relación de eficiencia proteíca
55
Cuadro 10 Ganancia de peso, consumo y relación de eficiencia proteíca en........
ratas
56
LISTA DE GRÁFICAS
Página
Gráfica 1 Cantidad de ácido cianhídrico (HCN) sobre 100 gr. de muestra........
de semilla de E.cyclocarpum
15
Gráfica 2 Cromatograma de los azúcares presentes en la semilla........................16
LISTA DE CUADROS Página
completa de E.cyclocarpum
Gráfica 3 Digestibilidad in vitro comparativo entre diferentes harinas..............
(materia seca)
17
Gráfica 4 Comparación de la proteína cruda contenida en ocho alimentos.......
de origen animal y vegetal
18
Gráfica 5 Comparación de los aminoácidos esenciales presentes en siete.........
productos alimenticios
19
Gráfica 6 Alveogramas de la harina de semillas completas de E......................
cyclocarpum y de la harina de trigo
21
Gráfica 7 Ganacia de peso acumulado de las aves (Kg)...................................35 28
Gráfica 8 Proteína soluble de E. cyclocarpum...................................................49
Gráfica 9 Curva de Bradford de las diferentes fracciones de proteína de..........
E. cyclocarpum
51
Gráfica 10 Curva de crecimiento de la ratas swiss wistar......................................56
Gráfica 11 Consumo alimenticio de las ratas wistar.........................................59
I. RESUMEN
El objetivo del presente estudio fue la extracción, purificación y caracterización de las
proteínas de las semillas maduras de Enterolobium cyclocarpum. Las semillas se
descascararon hasta conseguir almendras, molidas con un molino Wiley de criba 0.75
mm hasta obtener harina, la que se desengrasó por medio de éter de petróleo y
posteriormente se hizo el análisis elemental, la determinación de proteína cruda (PC),
aminogramas, electroforesis, solubilidad, identificación y cuantificación de fracciones de
proteína; así como el establecimiento de la relación de la eficiencia proteica (REP). Los
resultados mostraron para el análisis elemental valores en carbono 45%, oxígeno 42%,
hidrógeno 7% y nitrógeno 6%. El análisis de Kjeldahl indicó 34.5% de P.C de la almendra
de la semilla madura y sobresalieron los aminoácidos limitantes lisina, leucina, isoleucina y
treonina. El estudio electroforético de las semillas maduras expuso los siguientes pesos
moleculares 18 400, 29 000, 43 000, 68 000, y 97 400 daltons. La proteína soluble fue de
27%. Las fracciones de proteína extraídas con base en diferentes solventes fueron:
globulinas (0.5 M NaCl) 37.6%, albúminas (H2O) 29.3%, glutelinas-1 (50% ácido acético)
25.9%, prolaminas (70% alcohol isopropílico) 6.7%, y 0.5% de sales, no se encontraron
glutelinas–2 (0.1 M NaOH). Los pesos moleculares correspondientes para cada fracción de
proteína fueron: Albúminas 7 000, 35 300, 49 500, 84 000, y 210 000, para glutelinas-
1, 49 500, y 84 000, en prolaminas 49 500, y 84 000 y en el caso de globulinas 49 500
daltons. Las cantidades de fracciones de proteína fueron: globulinas 0.438 mg/ml,
albúminas 0.418mg/ml,glutelinas-1, 0.142 mg/ml y prolaminas 0.0278 mg/ml. Existió
diferencia estadísticamente significativa (P<0.05) en la relación de la eficiencia proteica
(REP) para el testigo (caseína) 2.12a y almendra de semilla madura 1.86a con respecto a la
almendra de semilla verde 1.44b. En cuanto a ganancia diaria de peso la diferencia
estadística (P<0.05) fue de caseína con los mejores valores 2.33a con respecto de las dietas
con semillas maduras 1.96b y verdes 1.44b. La almendra de la semilla madura por sus
diferentes valores de N elemental, aminoácidos, fracciones de proteína, solubilidad,
cantidad de proteína y (REP) puede ser una fuente de alimentos no convencional para la
alimentación humana y animal.
II. SUMMARYThe objective of this study was the extraction, purification, and characterization of the proteins found in the
ripe seeds of the Enterolobium cyclocarpum. The seeds were peeled down to the almonds, ground with a
Wiley 0.75-mm sieve grinder to obtain a flour from which the fat was removed using petroleum ether.
Afterward, an elementary analysis was made determining the crude protein, aminograms, electrophoresis,
solubility, identification and quantification of protein fractions as well as the establis hment of the relation of
protein efficiency (PER). The results shown for the elementary analyses in values were carbon 45%, oxygen
42%, hydrogen 7% and nitrogen 6%. The Kjeldahl analysis indicated 34.5% of P.C. of the almond of the ripe
seed and the limiting amino acids lysine, leucine, isoleucine, and treonine are outstanding. The electrophoretic
study of the ripe seeds exposed the following molecular weights: 18 400; 29 000; 43 000: 68 000; and 97 000
daltons. The soluble protein was 27%. The fractions of protein that were extracted on the base of their
solvents were: globulin (0.5 M NaCl) 37.6%, albumin (H2O) 29.3%,glutelins-1 (50% acetic acid) 25.9%,
prolamin ( 70% is opropilic alcohol) 6.7%, and 0.5% salts; no glutelins-2 ( 0.1 MNaOH) were found. The
corresponding molecular weights for each protein fraction: Albumins 7 000; 35 300; 49 500; 84 000; and 210
000; glutelins-1 49 500 and 84 000; prolamins 49 500 and 84 000; globulins 49 500 daltons. The quantities in
fractions of proteins were: globulins 0.438 mg/ml, albumins 0.418 mg/ml, glutelines-1, 0.142 mg/ml, and
prolamines 0.0278 mg/ml. There was a statistically significant difference (P<0.05) in the relation of the
protein efficiency (PER) for the evidence (casein) 2.12a and the almond of the ripe seed 1.86a with regard to
the almond of the green seed 1.44b. Regarding the daily weight gain, the statistical difference (P<0.05) was of
casein with the best values 2.33a with regard to the diets with ripe seeds 1.96b and green seeds 1.44b. The
almond with the ripe seeds, because of its different values of elemental N, aminoacids, protein fractions,
solubility, amount of protein and (PER) is a possible source of non-conventional human and animal
alimentation.
lII. INTRODUCCIÓN
En México y en la América tropical, crece y se desarrolla una leguminosa arbórea conocida
vulgarmente con los nombres de parota, guanacastle, conacaste, sonaja y otros más, cuyo nombre científico es
Enterolobium cyclocarpum (Martínez, 1966., Rzedowski y McVaugh, 1966). En ese contexto, (Hunter 1989),
describió a ésta especie como endémica en México y en algunas otras regiones del Continente Americano. En
la República Mexicana existen alrededor de 1,500 de las aproximadamente 18,000 especies de leguminosas
registradas en el mundo y E. cyclocarpum es una de las más importantes como reserva de proteína (Sotelo,
1981).
Pennington y Sarukhan (1968) y Rzedowski (1986), describieron que E. cyclocarpum se localiza por
la vertiente del Golfo de México, desde el sur de Tamaulipas hasta la Península de Yucatán y en la costa del
Pacífico, desde Sinaloa hasta Chiapas, esta especie es propia de los bosques tropicales semicaducifolios.
Presenta una gran versatilidad y es una de las especies más importantes de México y del mundo por sus
características extraordinarias tomando en cuenta su altura y diámetro (Pérez, 1997; Vargas, 1999). Además
de su enorme biomasa, así como por sus múltiples aplicaciones, particularmente en lo que respecta a sus
propiedades alimenticias, ecológicas, agroindustriales, químicas, medicinales, perfil de crecimiento y
desarrollo entre otras de sus abundantes características.
E. cyclocarpum representa una importante alternativa por sus posibilidades de explotación
agroindustrial por el potencial de su madera, follaje y semillas.
Las semillas de E. cyclocarpum forman parte de las proteínas no convencionales, de las que aún se
desconocen algunas de sus características bioquímicas y nutricionales, por lo cual, se plantea la necesidad de
extraerlas y caracterizarlas para un mejor aprovechamiento alimenticio.
Es de señalar que los alimentos ricos en proteínas como la carne, la leche, el huevo y el pescado,
resultan escasos en México y en la mayoría de los países pobres, por lo tanto son difíciles de adquirir,
situación que conlleva a la búsqueda de alimentos proteicos alternativos.
IV. HIPÓTESIS
La caracterización bioquímica y nutricional de las principales proteínas de reserva permiten conocer
mejor el valor como nutrimento de la almendra de las semillas maduras de Enterolobium cyclocarpum
V. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL:
Extraer y caracterizar las proteínas de la almendra de las semillas maduras de Enterolobium
cyclocarpum.
OBJETIVOS PARTICULARES:
1.-Determinar la composición elemental de la almendra de la semilla madura (ASM) de E. cyclocarpum
2. - Extraer y fraccionar las proteínas de la almendra de las semillas maduras de E. cyclocarpum.
3. - Caracterizar electroforéticamente las proteínas extraídas de la almendra de las semillas maduras de
c l o c a r p u m .
4. - Determinar la relación de la eficiencia de la proteína (REP) con el uso de la (ASM) de E. cyclocarpum
Vl. REVISIÓN DE LITERATURA
6.1 Aspectos históricos. Posiblemente el nombre vernáculo "parota" procede de las regiones
calientes de México cerca de Coahuayana, Michoacán (McVaugh, 1987).
Su nombre científico proviene del griego Enteron "intestino" y Lobium en referencia a la forma y
apariencia semicircular de la vaina (Allen y Allen., 1981).
Primeramente descrito en 1809 con el nombre científico de Mimosa ciclocarpa, hasta que los
británicos Jacq y Griseb botánicamente la denominaron como Enterolobium cyclocarpum, a pesar de ello en
la Nueva España en 1887 aun se le conocía como Mimosa parota (Standley, 1922).
También recibe los nombres comunes de Guanacaste, Huanacastle o Cuanacaste
(Alteración del náhuatl Cauhuitl: árbol. y Nacaztli oreja ). Pich en Yucatán, orejón pichi o
guatope en Tabasco (Martínez, 1959 ). En Guatemala se le conoce como conacaste, anjera
en Colombia, caro hembra en el Salvador y Venezuela, árbol de las orejas en Cuba
(Standley,1922). En Costa Rica es considerado como árbol Nacional y existe una
población llamada Guanacastle en alusión a esta especie.
6.2 Descripción de la planta. E. cyclocarpum pertenece a la familia de las leguminosaceas
(Mimosoideaceas) y al género Enterolobium, algunos autores mencionan hasta 5 especies de este género, sin
embargo otros consideran hasta 11 especies: Enterolobium cyclocarpum., E. timbouva, E. contortisiliquum E.
barnebianum, E. barinense, E. maximum, E. manjollo, E. gummiferum, E. oldemanii, E. shomburkii y E.
glaziovii. (Allies Barney, 1996).
E. cyclocarpum es una de las especies mas importantes, árboles notablemente grandes y pueden ser
tan jóvenes como adquirir solamente 30 años o tan viejos como alcanzar 150 años o más (Janzen y Hallwachs
,1996 ).
Las características fenológicas más importantes de esta planta: son árboles que logran medir hasta 30
m de altura, con un diámetro de 3 m vainas de 7-12 cm., puede contener de 10 a 12 semillas las hojas son
compuestas bipinnadas (Figura 1), son vegetales de larga vida y de fructificación tardía, producen semilla
hasta los 8 y 10 años (Martínez., 1959; Pennington y Sarukhan., 1968; Nelson y Schubert, 1976; González,
1980; Huerta., 1983, McVaugh, 1987). Aunque se puede acelerar el proceso de crecimiento y desarrollo
mediante el empleo de fitohormonas y el cultivo de tejido vegetal.
6.2.1 Corteza. La externa lisa granulosa con abundantes lenticelas, y la interna con un exudado
pegajoso, la madera blanca con vasos grandes y parenquima vasicentrico.
6.2.2 Hojas. Con yemas de 1 a 2 mm agudos cubiertas por estipulas verde-obscuras y pubescentes.
6.2.3 Flores. En cabezuelas axilares de 1.5 a 2 cm De diámetro sobre pedúnculos escasamente
pubescentes.
6.2.4 Frutos. Vainas de 7 a 12 cm de diámetro, aplanadas y enroscadas, leñosas moreno-obscuras,
brillantes de sabor dulce con numerosas semillas.
6.2.5 Semillas. Ovoides y aplanadas de 2.5 X 1.5 cm morenas y brillantes con una línea pálida con la
forma del contorno de 10-17 semillas por vaina (Penhigton y Sarukhan 1968., Mc. Vaugh., 1987).
6.3 Procesamiento de frutos y semillas. Los frutos recolectados deben trasladarse en sacos de yute
al sitio de procesamiento y estos se colocan en zarandas para posteriormente secarlos uno o dos días al sol por
periodos de 3 a 4 horas. Las vainas se golpean para permitir su apertura, después se procede manualmente a
extraer las semillas (CATIE, 1997).
6.4
Almacenamiento. La semilla es conveniente guardarla en recipientes herméticamente sellados, y depositarlos
FIG
UR
A 1. P
erfil de la cop
a y fenología d
e Enterolobium
cyclocarpum
en cámaras frías a 5 grados centígrados y contenidos de humedad de 6-8%, de esta forma conserva su
viabilidad hasta 11 años con porcentajes de germinación hasta del 80% (CATIE, 1997).
6.5 Manejo de la especie en vivero. Las semillas se colocan de 1 a 2 cm de profundidad con el
micropilo hacia abajo, en cajas germinadoras con arena lavada, para su posterior trasplante. El crecimiento
temprano de la plántula es rápido y vigoroso. Las plantas están listas para llevarse al campo de 2 a 3 meses
después de la siembra, con una altura de 20-25 cm (CATIE, 1997).
6.6 Tratamientos pregerminativos. Con escarificación manual, la germinación se presenta de 4-10
días después y se obtienen porcentajes de germinación mayores de 90% otros tratamientos como inmersión
en agua caliente, fría ó ácido sulfúrico también son efectivos (Vázquez-Yañez y Pérez,1977.; Hernández y
García 1980).
6.7 Germinación. La semilla fresca presenta una viabilidad de 80% y con tratamiento químico se
obtienen porcentajes de germinación entre 85 y 90%. La germinación es espiguea y se presenta a los 4 días
después de la siembra y finaliza a los 10 días (Vázquez-Yañez, 1977; Hernández y García 1980)
6.8 Distribución geográfica. En el Continente Americano el alcance geográfico de esta especie
incluye México, sudoeste a través de Centroamérica hasta Trinidad, Venezuela, Guyana, Brasil y también se
localiza en otras partes del mundo, los árboles son ornamentales y cultivados (Kline, 1986).
6.9 Reproducción biológica. Los árboles de E. cyclocarpum se reproducen por medio de la semilla
y con la hidratación alcanzan hasta 100% de germinación (Vázquez –Yañez y Pérez, 1977; Hernández y
García 1980). Siguiendo con esta línea de investigación (Saenz y Fournier, 1982) notaron que también lo
favorece la presencia del hongo Ravenalia lagerthemiana. En un estudio de cultivo de tejidos de la semilla se
demostró morfogenéticamente, una alta capacidad embriogénica (Orea, 1987). Por otra parte (Hughes y
Styles, 1984) indicaron que ésta especie también puede crecer a través de estacas (Janzen., 1981; 1982),
menciona que las semillas se propagan por medio del excremento de los rumiantes y equinos (germinación
endozóica). En contrapartida en otros trabajos se sugiere que el escarabajo Stator generalis sobrevive a partir
de las semillas de E. cyclocarpum y puede afectar su dispersión (Johnson, 1982.; Gutteridge y Akkasaeeng,
1985; Siemens y Johnson, 1996). Por otro lado (Rocha y Lobo, 1996) estudiaron en cinco poblaciones de
Guanacastle (Costa Rica), la variación y diferenciación genética que presentan los ecotipos de E.
cyclocarpum.
Las semillas de E. cyclocarpum muestran la propiedad de abortar pues al examinar sus frutos y
dividirlos en secciones basal, central y distal, se observa en forma general que la sección distal presentó
mayor proporción de aborto, estos patrones pudieran deberse a la competencia entre embriones (Villalobos
y Bianchi, 2000)
6.10 Genética. Fragmentos de poblaciones de E. cyclocarpum en el sureste de Costa Rica se
analizaron genéticamente para 13 locus polimórficos para determinar el número de donadores de polen por
árbol y tarifa del flujo de genes dentro de esos fragmentos y se comprobó que los frutos son polinizados por el
mismo tipo de polen (Hamrick y Preston, 1998). El mismo autor junto con su grupo de investigadores
estimaron el polen, el flujo y el efectivo tamaño de poblaciones fragmentadas de E. cyclocarpum en Costa
Rica (Apsit et al, 1999). Los nombres de la familia de los genes que codifican la proteína del fitocromo de
muchas plantas, esta estandarizándose universalmente. Esos nombres fueron reconocidos por la CPGN
recopilándose en una base de datos. Las posiciones 37-615 o codones 13-205 solamente se analizaron, esta
información se agrupó y representó el gen de la familia del fitocromo de las plantas de la familia de las
leguminosas y el correspondiente a E. cyclocarpum
TACCCAGCCACTGACATTCCACAGGCTGCACGTTTTCTATTTATGAAGAATAAGGTGCGTAATGA
TA (CPGN, 2000).
6.11 Crecimiento y Desarrollo. Según (NAS, 1979; Martínez y Ureña, 1993; Beltrán y Rodríguez,
1997), consignaron que esta leguminosa crece rápidamente y su diámetro se incrementa hasta 10 cm por año,
se pueden obtener 225 Kg o hasta 725 Kg de vainas anualmente y los árboles en conjunto se emplean como
cerco vivo para la protección de bienes inmuebles, cultivos y animales, con un aceptable porcentaje de
sobrevivencia y número de brotes. En lo que se refiere a la cantidad de semilla (Francis, 1988) calcula que un
árbol adulto produce en promedio 2000 vainas, cada una 10-16 semillas (900-1,200 / Kg ). También por
medio de la técnica de propagación vegetativa y con el auxilio de hormonas (auxinas) se incrementan los
propágulos (Thirunavoukkarasu et al, 1999).
6.12 Agroforestería. En diversos países se demostró que E.cyclocarpum es una especie potencial
para utilizarla en los sistemas agroforestales, particularmente en el Suroeste de Nigeria usándose en
Agroforestería en estudios comparativos con Leucaena leucocephala y Gliricidia sepium en lo que respecta a
la formación de tallos, raíz y nodulaciones, mostrándose un temprano crecimiento y desarrollo (Ezenwa,
1999). En Costa Rica en sistemas silvopastoriles que se conciben como una combinación natural o una
asociación deliberada de uno o de varios componentes leñosos (arbustivos y/o arbóreos) dentro de una pastura
de especies de gramíneas y de leguminosas herbáceas nativas o cultivadas y su utilización en rumiantes y
herbívoros en pastoreo E. cyclocarpum constituye una especie que reúne las condiciones para concebirla
como propia en silvopasturas para la alimentación animal (Botero y Russo, 1999).
6.13 Agroindustrial. En lo que se refiere a sus características agroindustriales, la madera se emplea
en la construcción de vigas y tablas para canoas, carretas, trabajos de carpintería y ebanistería, así como la
fabricación industrial de duelas y lambrines así lo constan (Standley, 1922; González, 1984). Además las
vainas frescas poseen un líquido viscoso, que se puede emplear como aglutinante, para aglomerados fabriles
de carbón. (Espejel y Martínez, 1979). También se menciona que de la madera se obtienen chapas, cajas,
muebles finos, gabinetes de cocina, guardarropas, salas de departamento, paneles, chapas decorativas, interior
de construcciones, cortes de superficie, moldeadoras, maquinaria de molino y pulpa para papel, aunque se
indica que el aserrín de la madera es picante y causa irritación de la mucosa nasal y alergias en algunos
individuos (Kline, 1986; Niembro, 1986). Por otra parte, en un trabajo en el que se empleó ciclohexano y
etanol crudos, se extrajeron de la corteza de E. cyclocarpum y Dalbergia granadillo fracciones que se
aislaron por medio de columnas cromatograficas con gel de sílice y revelaron una alta actividad antifungal
(Rutiaga et al, 1998)
6.14 Características mecánicas de la madera. Algunas de las características más importantes son:
densidad de la madera, 400 Kg. /m cúbico, resistencia al aplastamiento 30 Mega-Pascal (Ricker y Daly,
1998.,Usda Forest Service, 1988). En una investigación que se llevó a cabo en la Universidad de Florida,
se determinaron las especies arbóreas idóneas como especímenes que conservan energía y susceptibles de
plantarse en esa región, E. cyclocarpum mostró las siguientes características: persistencia de las hojas
(deciduas) forma del árbol (extenso) velocidad de crecimiento (firme), densidad de sombra (mediana) tamaño
(grande) tolerancia a la sequía (moderada) tolerancia a la sal (baja)los comentarios generales fueron, la
madera es quebradiza y los desperdicios pueden causar problemas (Meerow y Black, 1993).
6.15 Perfil ambiental. E. Cyclocarpum se señala como una especie relativamente segura, en los
diferentes países en donde se encuentra dentro de los hábitats naturales, de tal manera que no se consigna
como una especie en peligro de extinción (World Conservation Monitoring Center, 1992). Sin embargo se
adoptó una comisión y se integró con diversos países, comprometiéndose a respetar los acuerdos y
prohibiéndose por ley no explotar ciertas especies arbóreas con propósitos para la construcción y
facilitándose su crecimiento y desarrollo, en esa lista esta E. cyclocarpum como una especie prohibida por ley
y no se recomienda para sobre explotarla (Dobson, 2000)
6.16 Propiedades medicinales y químicas. La goma que exuda el tronco tiene aplicaciones
terapéuticas para atacar problemas de bronquitis, resfriados y hemorroides (González, 1942.; Mendieta y del
Amor., 1984). En cuanto a las propiedades químicas de esta leguminosa (Gmelin et al, 1959) aislaron de las
semillas de E. cyclocarpum, por medio de hidrólisis ácida, un nuevo aminoácido, el ácido -2, 3-
diaminopropiónico, de la pulpa y cáscara se aislaron saponinas triterpénicas, con propiedades ictiotóxicas y
bactericidas (Domínguez y Franco, 1979). En otro trabajo (De Pinto et al., 1986., 1994) encontraron en el
exudado de la goma del tronco de E. cyclocarpum, algunos carbohidratos que fueron identificados después de
la hidrólisis como (enlace1-3)-galactosa, -L arabinosa, rhamnosa y -D-Acido glucorónico. En Costa Rica se
destina la corteza del árbol de E. cyclocarpum en la elaboración de jarabe para combatir resfriados (Brook
Caughlin, 2000).
6.17 Silvicultura. En otro orden de ideas (Habte y Musoko, 1994), observaron respuestas favorables
en la asociación de la endomicorriza vesículo-arbuscular E. cyclocarpum, enriqueciendo los suelos pobres en
fósforo. Esta forma de simbiosis permite a muchas plantas que crecen en suelos infértiles absorber fósforo y
otros nutrimentos poco móviles en forma más eficiente que en la condición no micorrizada, como
consecuencia las plantas pueden crecer mejor y producir más biomasa. También se indica el uso de
inoculantes puros de Rhizobium para la fijación de nitrógeno en árboles, creciendo más vigorosamente estos
sin necesidad de recurrir a fertilizaciones nitrogenadas y se considera una fijación biológica de nitrógeno ya
que los inoculantes contienen billones de células de Rhizobia seleccionadas y provocan nodulaciones de las
raíces y entre las especies arbóreas E. cyclocarpum responde satisfactoriamente (Agroforester Tropical Seeds
University of Hawaii, 2000)
6.18 Edafología. E. cyclocarpum puede tolerar un amplio rango de tipos de suelos, desde alcalinos
(pH abajo de 5) los mejores crecimientos se presentan en suelos profundos de mediana textura arenosos y
arcillosos, determinándose un aceptable drenaje, aunque los árboles podrían prosperar en sitios anegados
(Echenique-Manrique y Plumtre 1990).
6.19 Plagas y enfermedades. Enterolobium no presenta serios problemas en lo que se refiere a las
enfermedades y problemas de insectos, aunque es atacado por el hongo Fusarium y con agrupación de
insectos que causan perjuicios provocados por la caída de partes del árbol en estado de maduración y ramas
quebradas por la lluvia, ambos factores reducen la permanencia de E.cyclocarpum en las plantaciones urbanas
y en otros sitios, aunque las semillas no son atacadas por predadores, las vainas verdes ocasionalmente son
presas de cotorras y el fruto adicionalmente interrumpido por la mordedura de la boca del Asphondylia
enterolobii (Echenique-Manrique y Plumtre 1990).
Asimismo, es susceptible al ataque del psilido ( Heteropsylla cubana ), situación señalada en el
estado de Colima, México; comunicación personal (Pérez-Guerrero 1999).
6.20 Características nutricionales de E. cyclocarpum. Distintos autores mencionan acerca de la
utilización de E. cyclocarpum como potencial alimenticio por sus componentes nutritivos para la formulación
de dietas para humanos y animales. Una de las características indeseables de E. cyclocarpum, consiste en la
presencia de factores antinutricionales, como los inhibidores de tripsina, glucósidos cianogénicos, y
saponinas, que se pueden eliminar, ya que son termolábiles (Sotelo et al., 1978; 1980; Aguilar y Zolla, 1982).
Los glicósidos son complejos, constituidos por un factor químico no azucarado y un azúcar. Cuando
el azúcar que contiene el compuesto es glucosa, se le conoce como glucósido. , en el reino vegetal existe una
serie de glicósidos que por hidrólisis producen ácido cianhídrico, por lo que reciben el nombre común de
glicósidos cianogenéticos o cianofóricos y son tóxicos para el hombre y los animales.
La presencia en las almendras de las semillas maduras (ASM) de E. cyclocarpum de
glucósidos cianogénicos no constituye un peligro toxicológico ya que la concentración de HCN fue de 76 mg
sobre 100 g de muestra de semillas y representan una cantidad mínima de apenas 39 p.p.m. (Serratos,
1989).La absorbancia y transmitancia que se obtuvo de la muestra que se estudió de las (ASM) de
E. cyclocarpum permitieron calcular la concentración de ácido cianhídrico (HCN) (Gráfica 1 ).
Gráfica 1. Cantidad de ácido cianhídrico (HCN) sobre 100 gr de muestrade semilla de E. cyclocarpum
La concentración de ácido cianhídrico (HCN) que se detecto en las almendras de semilla madura
de E. cyclocarpum fue de 76 mg. presente en 100 gr. de muestra
(Giral y Echegoyen, 1949; Massiu y Cravioto, 1950) descubrieron la presencia de los aminoácidos
limitantes treonina y lisina en cantidades apreciables en las semillas en comparación con otras leguminosas
como haba verde (Fava sativa), alberjón (Vicia sativa) garbanza (Cicer arietinum) y lenteja (Lens esculenta).
También las semillas de E. cyclocarpum contienen altos porcentajes de proteína hasta más del 34%.Por otra
parte mediante cromatografía líquida se analizaron los glúcidos y los picos del cromatograma en la (Gráfica
2), se aprecia la mayor concentración de glucosa con 31.25%, después arabinosa 3.95% y galactosa 3.7%
(Serratos, 1989).
Gráfica 2. Cromatograma de los azúcares presentes en la semillacompleta de E. cyclocarpum
Se muestran los picos correspondientes a la presencia de distintas cantidades de los
monosacaridos galactosa, arabinosa y glucosa, la extensión del área bajo la curva indica la
cantidad del glúsido presente que se determinó mediante cromatografía líquida
Las semillas contienen alta proporción de los ácidos grasos linoleico, oleico, palmítico y ácido
linolénico en relación con la soya (Ezeagu ,1998).
Al comparar la digestibilidad in vitro de diferentes alimentos (Gráfica 3)entre los que se
encontraron el material crudo de soya (Glicine maxima),almendra de parota (Enterolobium cyclocarpum),el
trigo (Triticum), y el sorgo (Sorgum vulgare), el mayor coeficiente de digestibilidad 71.04% fue para la soya,
seguida de la parota con 59.63%, el trigo con 30.07% y por último el sorgo con 18.24% (Serratos, 1989).
Gráfica 3. Digestibilidad in vitro comparativo entre diferentes harinas(Materia seca)
Coeficientes de digestabilidad "in" que la harina de almendra madura de degestibilidad
En la (Gráfica 4), se comparan diferentes alimentos en donde se hace evidente que la semilla de E.
cyclocarpum es proteaginosa, y constituye una importante alternativa alimenticia para la población, ya que
contiene porcentajes importantes de proteína cruda en comparación con otros alimentos de origen animal y
vegetal (Serratos, 1989).
Gráfica 4. Comparación de la proteína cruda contenida en ocho alimentosde origen animal y vegetal.
Los resultados de Serratos (1989), sobre la composición aminoacídica de las semillas de E.
cyclocarpum como un alimento no convencional es fundamental por su aporte en particular de lisina, además
de otros aminoácidos limitantes como son leucina, valina y treonina con relación a los alimentos de consumo
tradicional como el maíz, trigo, soya, huevo y otros (Gráfica 5)
En la comparacion de la proteína cruda de ocho alimentos de origen animal y vegetal .Se observa en la
grafica de barras que las amendras maduras de las semillas de un elevado porcentaje de proteínas.
Gráfica 5. Comparación de los aminoácidos esenciales presentes en sieteproductos alimenticios.
(Estrada, 1976; Gómez, 1985), indicaron que las semillas de E. cyclocarpum, se consumen
tradicionalmente en el régimen alimenticio de los huastecos y los indios de Chiapas, quienes ocasionalmente
sustituyen el maíz en los años de malas cosechas, también son un alimento típico en los estados de Morelos,
Guerrero, Michoacán, Colima y Jalisco, donde se consumen tostadas y/o molidas o mezcladas con diferentes
carnes.
En un análisis comparativo de la harina de trigo y E. cyclocarpum para determinar sus características
reológicas para la panificación, se determinó que las semillas de E. cyclocarpum no es una harina conveniente
para la industria de la panadería, sin embargo es posible incluirla en cantidades de 5,10, ó hasta 15%
(Serratos, 1989), situación ejemplificada en la (Gráfica 6).
Gráfica 6. Alveogramas de la harina de semillas completas de E.cyclocarpum y de la harina de trigo.
Harina de trigo
6.21 Alimentación animal
(Sumerfield y Bunting, 1980), afirman que la producción intensiva de proteína animal en los países
subdesarrollados es baja, debido principalmente al alto costo de convertir la proteína vegetal en animal, lo que
ocasiona una desnutrición, que afecta al 60% de la población, por tal motivo, diversos estudios se han
encaminado a obtener alimentos de origen vegetal, ricos en proteína y de bajo costo, entre algunos de los
vegetales que más prometen por su alto contenido proteínico se encuentran las especies de la familia
leguminosae.
6.21.1 Rumiantes
Para aprovechar los aumentos en la productividad que resulta por la eliminación de protozoarios del
rúmen del ganado, es conveniente proporcionarles dietas ricas en azúcares tratadas con álcalis, para lo cual se
requiere un método sencillo y eficaz, así la necesidad del empleo de follajes de tres árboles forrajeros entre
los cuales se consideró a E.cyclocarpum que contienen sustancias fenólicas en sus hojas, como instrumento
para reducir la población ruminal de protozoarios, no demostraron ninguna tendencia clara acerca de este
posible efecto (Rosales et al 1989). En otro trabajo en el que se midió el efecto de la suplementación de las
Tenacidad (P), Extensibilidad (MM), Expansividad (G), Elasticidad P/G ySuperficie (S).
En el alveograma de la harina de trigo se puede constatar las características óptimas en cuanto a
su tenacidad (P) extensibilidad (MM) expansividad (G) elasticidad P/G y superficie(S) en el
alveograma de la harina de E. cyclocarpum los parámetros son menores respecto de la harina
patrón (trigo).
Harina de E. cyclocarpum
hojas de E. cyclocarpum en la función ruminal de borregos, se encontró, que la población de hongos se
incrementó con bajo y alto nivel de hoja, los protozoarios del rumen se elevaron por bajos niveles de inclusión
de la dieta, pero decrecen ostensiblemente por altas cantidades de suplementación, la presencia de saponinas
en las hojas podría contribuir a la reducción del número de protozoarios en el fluido ruminal, particularmente
el protozoario Holotricho (Navas-Camacho et al., 1993). En un estudio en el que se midió la degradabilidad
ruminal y postruminal del nitrógeno por medio de la técnica de digestibilidad in vitro con bolsas móviles de
nylon, en especies que pueden aprovecharse con fines de ramoneo, destacó E. cyclocarpum ya que tiene alta
proporción de proteína sobrepasante en rumen y una gran cantidad de esta proteína digerida dentro del
intestino, por lo tanto representa un potencial como suplemento proteico (Kaitho et al., 1998).
(Ortiz et al 1989), analizó el valor nutritivo del fruto del árbol de E. cyclocarpum en cuanto a su
composición química y digestibilidad, en ganado bovino, en animales jóvenes, el promedio de la
digestibilidad in vitro fue de 69.4%, para la dieta con fruto de E. cyclocarpum y de 74.04% para la dieta
testigo, diferencia que no se consideró estadísticamente significativa. Además, se hizo un estudio de
alimentación ad libitum, por un periodo de 45 días, en el cual se encontró que los animales alimentados con la
dieta de fruto de E. cyclocarpum ganaron 1.10 kg./día y los del grupo testigo 1.67 kg./día, diferencia que no
fue estadísticamente significativa. Asimismo la vaina madura es degustable para el ganado por su alto
contenido en azúcares (6%), hierro, calcio, fósforo y ácido ascórbico ( Espejel y Martínez, 1979).
6.21.2 Diversas especies
Hernández (1981), refiere acerca del aprovechamiento alimenticio de E. cyclocarpum, con las
especies de ganado bovino, caprino y equino, por medio del ramoneo, corte de ramas y harina del fruto,
calculó como partes aprovechables un 20% de ramillas y 100% de vaina.
(Gutteridge y Shelton 1992; Martínez y Ureña 1993), determinaron la digestibilidad del follaje para
pequeños rumiantes, in vitro e in situ, con los porcentajes del 68.6 y 87.6, correspondientemente estos árboles
son decorativos, por sus enormes copas y elegante follaje, se utiliza como sombra y cerco vivo en las zonas
agrícolas y ganaderas. En otro estudio, el objetivo fue medir el efecto sobre conversión alimenticia, ganancia
de peso y porcentaje de rendimiento en canal de toretes en finalización, con niveles de 10, 20 y 30% de fruto
de parota (Enterolobium cyclocarpum) cruda y molida. Se emplearon 12 animales con edad y peso promedios
de 16 meses y 320kg alimentados en corraletas individuales; se emplearon dietas isoproteicas e isocalóricas
con base de rastrojo de maíz, sales minerales y los tres tratamientos con parota. Los promedios de las
ganancias en los tres niveles 10, 20 y 30% fueron: 1.30kg, 1.18kg y 1.38kg respectivamente, en cuanto a
conversión alimenticia los valores fueron 9.21kg, 9.10kg y 7.88kg sin diferencias estadísticas significativas
(p<0.05). Del rendimiento en canal se obtuvieron los siguientes valores: 56.81%, 53.88% y 55.16% (Velasco
et al. 1996).
(Cárdenas y Llamas, 1993), en ovejas con una alimentación ad libitum, con vainas de E.
cyclocarpum, rastrojo de maíz, sorgo, pasta de soya, melaza, urea y minerales, concluyeron que la vaina de E.
cyclocarpum, con niveles hasta del 48%, permiten consumos altos de MS.
(Moscoso et al., 1995), analizaron el efecto del fruto de E. cyclocarpum, en los niveles de 0, 12, 24 y
36%, respecto de la dieta control consistente en 30% de pasto (Digitaria eriantha) y una mezcla de grano de
sorgo y semillas de algodón, en dietas para corderos, infirieron que el fruto de E. cyclocarpum aumenta la
ganancia de peso.
6.21.4 Pollos de engorda
Se realizó una prueba en pollos de engorda con semillas completas de parota (Enterolobium
cyclocarpum) en porcentajes de sustitución de 10 y 20% para los grupos experimentales, y los animales
control recibieron alimento balanceado convencional con base en sorgo y soya las dietas fueron isoproteicas e
isocalóricas (Cuadro 1), la composición química de la semilla completa y de la almendra se contempla en el
(Cuadro 2), se consideraron 75 animales con 3 tratamientos y 5 repeticiones y los resultados que se
obtuvieron en cuanto a las variables de consumo acumulado y ganancia acumulada se distinguen en el
(Cuadro 3) y la (Gráfica 7) respectivamente (Serratos, 1989).
6.21.3 Ovinos
Cuadro 1. Etapas de alimentacion en pollo.
Se muestra la composición de las dietas control y experimental en la que se incluyó harina de semilla
completa de E. cyclocarpum en los porcentajes de 10 y 20%, en sustitución de la soya; para las dos
etapas productivas del pollo de engorda. Asimismo, se presenta el análisis calculado, de las dietas
que fueron isocaloricas e isoproteícas.
Cuadro 2. Análisis químico proximal de la semilla completa y de laalmendra de Enterolobium cyclocarpum.
A. Análisis químico proximal de la semilla completa de
E. cyclocarpum
.Puede apreciarse la diferente composición nutricional de las semillas completas y de las
almendras sobre todo en el contenido de fibra y proteínas.
B. Composición química de la almendra
Cuadro 3. Consumo acumulado individual (Kg) de las dietas
control y experimental.
Cantidad semanal de alimento consumido.
Se distingue que el mayor consumo alimenticio correspondió al grupo de
animales control seguido de los animales en los que se sustituyó la proteína
representada por la soya en un 10%, se encontró una relación directamente
proporcional entre el alimento consumido y el peso final. Con el máximo
porcentaje de inclusión del 20% se produjo el menor consumo.
Gráfica 7. Ganancia de peso acumulado de las aves (Kg)
La ganancia de peso acumulada en pollos de engorda fue significativamente
mayor para el grupo testigo que alcanzó 1.708 Kg, seguido del grupo con el nivel
del 10% con 1.538 Kg que difirió estadísticamente de este y del grupo con el
menor peso correspondió al nivel del 20%, estos animales tuvieron 1.304 Kg al
final de la prueba. Mediante la prueba Duncan los tres grupos fueron diferentes
entre sí a una P < .01.
6.21.5 Ratas
En ratas se midió el efecto de diferentes concentraciones de harina de almendra de E. cyclocarpum
sobre el crecimiento y la utilización del alimento y de la proteína en contraste con harinas de frijol de soya y
de semillas de algodón; los resultados indicaron que la harina de frijol de soya y la harina de semilla de
algodón que aportaban un 10% de proteína a la dieta, produjeron incrementos ponderados de 94 y 106 g
cantidad aproximadamente al doble del aumento que dio 10% de proteína de la almendra de E. cyclocarpum,
esto es 53 g en 28 días. El índice de eficiencia proteica aumento de 1.30 a 1.70 a medida que el contenido de
almendra de E. cyclocarpum de la dieta ascendía y luego disminuyó hasta 1.36 cuando la dieta contenía 85%
de la almendra (Bressani et al., 1966).
6.22 Interacción de E. cyclocarpum con otras especies animales. Desde el punto de vista ecológico
E. cyclocarpum figura como una planta de crecimiento relativamente rápido y es abundante en áreas
perturbadas. Nativa desde México hasta Brasil, su historia natural corresponde a un árbol que posee flores
redondas blancas y se reproducen en marzo y abril al mismo tiempo que las hojas de 4 a 8 semanas antes de la
época lluviosa (Janzen, 1982; Hunter, 1989). Estas flores son atacadas por una mosca productora de agallas
(Aspendylia enterolobil). Dentro de la agalla se forma un hongo del cual la larva de la mosca se alimenta. Sus
frutos se dan al mismo tiempo que la producción de las hojas, una vez que los frutos están totalmente
desarrollados de la floración del año anterior, empiezan a madurar y tornarse pardos caen en marzo-abril y
son degustadas por el ganado, los caballos, las dantas, saínas, y también por las loras amazonas quienes sacan
las semillas verdes, su madera es muy valiosa ya que es resistente a los hongos, el corazón de la madera es
pardo rojiza (Janzen 1982; Hunter, 1989). Un rasgo característico es la presencia del ratón (Liomy salvini).
Se encuentra desde la mitad del Pacífico de Oaxaca, México hasta los bosques secos de Costa Rica Central y
es una especialista en buscar, guardar y comer semillas de plantas leñosas del bosque como el árbol de E.
cyclocarpum por lo que se le considera un depredador de las semillas (Fleming, 1983; Janzen, 1982; 1986).
Las semillas maduras de E. cyclocarpum son duras al extractarlas cuando caen de los frutos maduros
y la dispersión de las semillas ocurre cuando se acumula en el abono de las diferentes especies recurrentes en
la megafauna y muchas de estas semillas después son cosechadas por ratones (Lyomy salvini) (Janzen, 1982;
1986).
Las semillas están extremadamente duras y para partirlas requieren una sierra eléctrica de velocidad,
contienen igualmente dureza en su tegumento pero son rápidamente ablandadas en el proceso de germinación
y el roedor (Lyomi salvini) puede roer a través de la semilla seca, grandes mamíferos, tales como caballos,
vacas y tapir generalmente no rompen las semillas sin germinar, pero el Pecaries collorin muele casi todas las
semillas (Janzen y Hallwachs, 1996). Se demostró que el tapir (Tapirus bairdii) puede dispersar semillas y
es capaz de depredar hasta el 78% de las semillas de E. cyclocarpum (Olmos, 1997). Entre las muchas
especies de árboles que utiliza el chango para su alimentación, también E. cyclocarpum es una fuente
importante de nutrientes y energía (Rylan, 1996).
6.23 Otras especies de enterolobium importantes.
6.23.1 Enterolobium saman
Aparte de E. cyclocarpum actualmente se usan otras especies de Enterolobium con
propósitos alimentarios como ocurre con la especie Enterolobium saman, de la cual se
aprovechan las semillas como suplemento proteico en la alimentación humana y el fruto en
la alimentación de cabras a niveles de 20 y 30% (Thomas et al., 1976; Raj y Kutty, 1986).
6.23.2 Enterolobium contortisiliquum
En Brasil se generó una importante línea de investigación desde hace mucho tiempo, y se relaciona
con la especie Enterolobium contortisiliquum dichos trabajos fueron desarrollados por diferentes
investigadores bajo el siguiente orden cronológico:
En un estudio fitoquímico que se realizó en el laboratorio; se descubrió la presencia de saponinas
triterpenicas en las semillas de E. Contortisiliquum (Kent y Amengual, 1949).
Posteriormente se aislaron del fruto de E. contortisiliquum los componentes químicos lupilo y lupeol,
sapogeninas, digitonina y taninos (Marx y Bernard 1966-1967).
Con base en una metodología de instrumentación analítica por espectroscopia de masas y resonancia
magnética, se encontraron en las semillas de esta leguminosa el glucósido 3-0-D glucopiranosil 21 beta-E
cinamoiloxiolean -12- en –28-oic ácido (Delgado y Silva, 1987).
Con grandes posibilidades de aplicación en mejoramiento de los suelos; se estudió la nitrificación de
la bacteria Bradyrhizobium spp, en asociación con la leguminosa E. contortisiliquum y el efecto en el
mejoramiento de los suelos ácidos al percibir incrementos notables de nódulos radiculares y la consiguiente
fijación de nitrógeno (Ribeiro et al., 1987).
Asimismo en un estudio químico-nutricional se purificaron y caracterizaron a partir de las semillas
de esta leguminosa dos tipos de inhibidores nutricionales la serino-proteinasa y mercapto-proteinasa (Oliva et
al 1987.,1988).
Por otra parte se logró el aislamiento, purificación y caracterizaron a partir de las semillas de E.
contortisiliquum de una proteína a la que denominaron “enterolobina” responsable de una cierta actividad
hemolítica y precisaron que tiene un peso molecular de 55,000 daltons (Valle de Souza y Morthy 1989).
En concordancia con ésta línea de investigación se estudió la actividad inflamatoria y hemolítica de
la enterolobina en ratas; en dichos trabajos concluyeron que esta proteína es un potente inductor en la
exudación de la membrana pleural (pleuritis) y a nivel tisular de la infiltración celular en la formación de
edema en la pata de los roedores (Castro - Faría - Neto et al., 1991).
En un estudio sobre análisis enzimológico; se purificaron y parcialmente caracterizaron la enzima
Arilamidasa obteniéndola de las semillas de E. contortisiliquum esta enzima posee la
característica de actuar sobre aminoácidos y enlaces peptídicos con un pH optimo de 6.5 (Costa et al., 1991).
No solamente se confirmó el efecto inhibidor de la enterelobina en el plasma humano, sino que esta
también actúa conjuntamente con otras proteínas como la serino-proteinasa, calicreína y tripsina bovina factor
XII (Sampaio et al., 1992).
Además se ha demostrado que la enterolobina es tóxica respecto de la larva del del coleóptero
Calloso bruchus maculatus y el lepidóptero Spodoptera littoralis; y por medio de un secuenciador de
aminoácidos estudiaron el ordenamiento químico de los aminoácidos y establecieron la probable similitud que
tienen con las bacterias de la especie de Aeromona como A. hydrophila y A. sobria (Souza et al., 1993.,
1994).
En una investigación acerca de la estructura proteica de las semillas de E.contortisiliquum pudieron
separarse un conjunto de endopeptidasas benzoil - arginina, P-nitroanilida, acetil - fenilalanina - arginina - P.
nitroanilida. (Silva et al., 1994)
6.24 Estudios de proteínas de otras leguminosas fundamentales en la alimentación.
Las semillas de leguminosas como frijoles, lentejas, soya, chícharo, haba, cacahuate
son constituyentes valiosos de la dieta humana y animal en muchas regiones del planeta y
pertenecen al grupo de las leguminosas comestibles o legumbres. Son importantes puesto
que generalmente pueden ser comidas sólo después de haber sufrido preparaciones
mínimas como el remojo o el hervido, pueden cultivarse en diferentes climas y tipos de
suelo, por lo cual, la importancia universal de las semillas de las leguminosas resulta obvia
como fuente de proteína.
6.24.1 Cacahuate.
(Si-Yin Chung et al., 1994) hallaron que las proteínas del cacahuate (Arachis
hypogae) son estructuralmente diferentes entre cacahuates maduros e inmaduros al seguir
un mapeo peptídico por medio de la enzima arginil - endopeptidasa. En otra investigación
(Monteiro y Prakash 1994), identificaron cual es el orden efectivo de las fracciones de
proteína del cacahuate como araquina, conaraquina I y conaraquina II, estas representan el
75% del total de las proteínas de reserva del cacahuate.
6.24.2 Soya.
(Vaintraub y Haram, 1995), comprobaron la acción de la papaína, subtilisina y pepsina, sobre los
inhibidores de la tripsina llamados también de Kunitz, que forman parte de la fracción 2S de la proteína de la
soya (Glicine max) y es uno de los factores más importantes en la baja nutricional del frijol de soya.
Asimismo (Petruccelli y Añon, 1994) estudiaron las fracciones 7S y 11S de la proteína de la soya y
el efecto que tienen sobre las propiedades funcionales de emulsificación.
En esa misma línea de estudio(Siepaio y Meunier, 1995). Examinaron el efecto de las proteínas de la
soya beta conglicina y glicina así como de la enzima transglutaminasa, que es catalizadora de las proteínas
solubles e insolubles tales resultados útiles en la texturización, solubilidad y propiedades emulsificantes de la
soya.
6.24.3 Frijol.
Por otra parte (Idouraine et al., 1992), evaluaron el frijol sirio (Phaseolus acutifolius), que es una
leguminosa indígena propia de las zonas áridas y semiáridas del Suroeste de México y los Estados Unidos,
usaron ratones para medir la actividad inhibidora de la tripsina y la hemaglutinación, así como la presencia
del ácido fítico.
(Carbonaro et al., 1993), solubilizaron las proteínas del frijol (Phaseolus vulgaris) tanto en crudo
como cocidas para medir el efecto de los cambios químicos de sus aminoácidos como la lisina (acetilación y
succinilación) y arginina (Fenilgliosal).
En otro estudio (Chi - Wah y Dixon, 1994), determinaron las fracciones de las proteínas de reserva
del frijol (Vigna unguiculata) constituidas por albúminas, globulinas, glutelinas y prolaminas.
Por otro parte (Alli Inteaz et al., 1993), identificaron y caracterizaron una proteína cristalina
separada de semillas secas del frijol blanco arriñonado (Phaseolus vulgaris) llamada faseolina con un peso
molecular de 60 KDA.
6.24.4 Haba.
En otras leguminosas (Kause et al., 1996) estudiaron las propiedades fitoquímicas relacionadas con
la fracción 11S globulina (legumina) el principal almacén de proteínas del haba (Vicia faba).
6.24.5 Chícharo.
En lo que respecta al chícharo (Larré Colette et al 1993), midieron el efecto de la enzima
tranglutaminasa como un catalizador de la polimerización de los polipéptidos constitutivos de la legumina del
chícharo(Pisum sativum). Así mismo(Embarek Guerdan et al., 1993), estos autores a partir de la semilla del
chícharo (Pisum sativum hortense) que es la semilla de leguminosa más usada para la alimentación de cerdos
y otros animales, en Europa, aislaron las enzimas dioxigenasa y liasa, que actúan sobre los ácidos grasos.
6.25 Importancia de las proteínas.
Las proteínas son macromoléculas complejas que pueden constituir el 50% o más del peso seco de las células
vivas y tienen un papel fundamental en su estructura y función; su masa molar varia de unos 5,000 a varios
millones de daltons; estos biopolímeros están constituidos de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y
azufre; algunas contienen hierro, cobre, fósforo o zinc (Cheftel at al, 1989). La palabra proteína deriva del
griego y significa "ser primero" lo que indica la gran importancia de estos compuestos para la vida; para la
síntesis de sus propias proteínas, de ácidos nucleicos y de otras sustancias nitrogenadas el hombre solo puede
utilizar el nitrógeno orgánico proveniente de las proteínas animales y vegetales, a diferencia de los animales
requieren de un consumo directo de proteínas, los vegetales pueden sintetizarlas a partir de moléculas
sencillas, como nitrógeno inorgánico, agua y CO2 (Badui, 1990). En el cuerpo humano existen alrededor de
5'000,000 de proteínas diferentes, constituyen las fibras musculares, el colágeno, el pelo, las uñas, las
enzimas, los anticuerpos y diversas hormonas, hay cadenas polipeptídicas asociadas con otras moléculas en la
hemoglobina, los citocromos, el material genético, la membrana celular entre otras muchas más (Delfin,
1998).
Las proteínas pueden clasificarse en dos grupos: las hemoproteínas que contienen únicamente
aminoácidos y las heteroproteínas que están formadas por aminoácidos y diversos compuestos no proteicos,
generalmente calificados como grupo prostético y según su naturaleza química se pueden distinguir: las
nucleoproteínas (ribosomas, virus), las lipoproteínas (plasmática), las glicoproteínas (globulina), las
fosfoproteínas (caseína), las hemoproteínas (hemoglobina, citocromo C, catalasa, mioglobina) y las
metaloproteínas (alcohol deshidrogenasa, anhidrasa carbonica) (Cheftel et al., 1989)
Las proteínas poseen una extraordinaria diversidad de funciones y pueden clasificarse
arbitrariamente en tres categorías principales: proteínas de estructura, proteínas con actividad biológica y
proteínas alimentarias. La estructura primaria corresponde a la secuencia de los aminoácidos en una proteína,
la estructura secundaria y terciaria se refiere a la organización tridimensional de la cadena polipeptídica y la
cuaternaria corresponde a la distribución geométrica entre las diversas cadenas polipeptídicas unidas entre sí
por enlaces, las proteínas dotadas de actividad biológica tienen un papel activo en todos los procesos
biológicos y las alimenticias son aquellas que resultan sabrosas digestibles no tóxicas y económicamente
utilizables por el hombre (Davila ,1996). Una de las técnicas más utilizada para el estudio de las proteínas
consiste en el empleo de la electroforesis y el fundamento de separación de esta técnica, se basa en el
movimiento que tiene un componente proteico a través de un medio eléctricamente conductivo, en respuesta a
una aplicación de voltaje. Por lo cual, la carga eléctrica efectiva y/o el radio molecular, son las características
bioquímicas de las proteínas, que se han usado para el desarrollo de los procedimientos electroforéticos y el
área de aplicación desde células, partículas, ácidos nucleicos, proteínas, peptidos, aminoácidos, ácidos
orgánicos, bases, drogas, pesticidas y aniones inorgánicos y cationes (Westermeier, 1997).
Con base a lo anteriormente expuesto, es necesario efectuar trabajos en los que se genere un
conocimiento más preciso acerca de las características bioquímicas y nutrimentales de las proteínas de reserva
de un determinado ingrediente alimenticio sujeto a un análisis; en ese tenor, E. cyclocarpum reviste un interés
especial para saber cuales son sus proteínas de reserva y otras de sus propiedades aún desconocidas; por lo
cual es fundamental la extracción, la purificación y la caracterización de las proteínas de depósito que
contiene para un cabal aprovechamiento alimenticio.
E. cyclocarpum representa una importante alternativa por sus posibilidades de explotación
agroindustrial por el potencial de su madera, follaje y semillas.
Las semillas de E. cyclocarpum forman parte de las proteínas no convencionales que aún se
desconocen algunas de sus características bioquímicas y nutricionales, por lo cual se plantea la necesidad de
extraerlas y caracterizarlas para un mejor aprovechamiento alimenticio.
VlI. MATERIALES Y MÉTODOS
7.1 Sitio de recolección de especimenes
Para el presente trabajo, se utilizaron las semillas de E. cyclocarpum obtenidas a partir de frutos
completos maduros que se recolectaron en la población de Cómala, Colima durante los meses de febrero hasta
junio en cantidad suficiente para efectuar el desarrollo experimental.
El municipio de Cómala representa el 7.2% de la superficie del Estado, colinda al norte con el
estado de Jalisco, al este con el Estado de Jalisco y los municipios de Cuauhtemoc y Villa de Álvarez; al sur
con el municipio de Villa de Álvarez; y al oeste con los municipios de Villa de Álvarez, Minatitlan y el
Estado de Jalisco.
El ayuntamiento de Cómala muestra las siguientes coordenadas geográficas extremas: Al norte
19º32’, Al Sur 19º18’ de latitud Norte, al Este 103º37 y al Oeste 103º57’ de Longitud Oeste (INEGI, 1995).
Primeramente se procedió a lavar y desinfectar con una solución de cloro y agua las semillas
desenvainadas. Las semillas maduras se descascararon manualmente con un martillo para separar el
tegumento de las almendras secas, posteriormente con las almendras verdes desecadas triturándose con un
molino Wiley criba de .75 mm, hasta obtener la harina de E. cyclocarpum. El pulverizado desengrasándolo
con éter de petróleo durante 6 hrs, en un equipo Soxhlet. Después en orden sucesivo se realizaron:
El análisis de Kjendahl, el análisis elemental, aminogramas, proteína soluble, fracción de proteínas,
contenido proteico, electroforésis y una prueba biológica (Figura 2).
de E. cyclocarpum
Análisis de Kjeldahl(AOAC, 1990)
ASM ASV
Análisis elemental
ASM
AminogramasASM ASV
Proteína solubleASM
Prueba biológica sobreRelación Eficiencia Proteíca
(REP)ASM ASV
Fracción de proteínas(Hu y Essen, 1981)
ASM
Contenido proteico(Bradford, 1976)
ASM
Gel electroforesis(Laemmli, 1970)
ASM
ASM = Almendra semilla maduraASV = Almendra semilla verde
Harina Desgrasada
Figura 2. Diagrama general de la metodología par la extraccion y caracterización de las semillas deE. cyclocarpum.
7.2 Análisis de elementos
Por medio de un analizador de elementos EA1108 Fison's se oxidaron 100 mg de muestra para
someterlas a combustión, el producto pasó por una columna con helio que separa y detecta por conductividad
térmica y manda la señal proporcionando la concentración individual de carbono, nitrógeno, hidrógeno y
oxígeno de los componentes de la muestra de almendra de E. cyclocarpum simultáneamente se comparó con
soya (Glycine max ) y frijol terciopelo (Stizolobium deeringianum ) .
7.3 Análisis de Kjeldahl. Para conocer el porcentaje de proteína cruda, grasa cruda, cenizas, fibra
cruda, humedad y E.L.N. se utilizaron las técnicas descritas por la A.O.A.C. (1990)
7.4 Cuantificación de aminoácidos. Para la cuantificación de los aminoácidos de las semillas
maduras y verdes de E. cyclocarpum se usó un cromatógrafo tipo HPLC (High Performance Liquid
Chromatography) según el método de (Walter, 1992). El cromatógrafo fue de la marca Waters; equipados
con dos bombas reciprocantes de flujo variable modelo 6000 A, inyector de volumen variable 6 k, un
detector de fluorescencia modelo 420, un programador de gradientes modelo 660. Un procesador de datos
automático, modelo 730 y un controlador automático de temperatura para columnas modelo 111. Los
disolventes utilizados fueron grado cromatografía HPLC marca Merk, el agua fue preparada en el laboratorio
por desmineralización con resinas de intercambio iónico Amberlite, se purificaron con columnas de carbón y
destilación en equipo de vidrio. Todos los disolventes, así como las muestras fueron filtradas por medio de
membranas de 0.22 micrómetros de poro, tipo GVWP millipore, previamente a su introducción al sistema
cromatográfico. Las hidrólisis de los materiales se consiguieron con 100 mg de muestra respectivamente, se
purgó el tubo o ampolleta con nitrógeno (ya con la muestra) conectándose a la línea de vacío con la muestra
congelada en baño de dióxido de carbono sólido, acetona, sellando el cuello del tubo con soplete de oxígeno,
manteniendo la presión reducida (Techniques HandBook 1985). La hidrólisis practicándola con 5 ml., de HCl
6 N, en presencia de fenol ( 40 A 50 ml/10 ml. DE HCL 6 N) a 105 grados centígrados durante 24 hrs.
Después del tiempo de hidrólisis se procedió a romper el tubo al transferir cuantitativamente el contenido a
un matraz de rotavapor de 100 ml., con agua grado cromatográfico, se evaporó casi a sequedad a presión
reducida y a 60 grados centígrados, se rehidrató dos veces con 5 ml de agua y se transfirió el residuo con
metanol. Se colocó agua 7.3 ml en un matraz aforado de 100 ml., se centrífugo y filtró en una membrana
millipore el sobrante y se usó directamente en la derivación.
7.5 Proteína soluble. Se calculó el porcentaje de la proteína soluble de la almendra de E.
cyclocarpum , para lo cual previamente se pesaron 10 mg de muestra y se le agregó NaOH 1 M
posteriormente se leyó en un Microplate reader.
7.6 Fracción de proteínas. Con base a los métodos de (Hu y Essen 1981; Knabe et al., 1989), se
realizó la extracción y fracción de las proteínas de las semillas de E. cyclocarpum efectuadas con cinco
diferentes solventes: Agua, 0.l5 M NaCl, 2-propanol (IPA) al 70%, ácido acético glacial al 50 %, y 0.1 M
NaOH, según la secuencia descrita por Kwan et al (1996).
Figura 3. Diagrama de flujo del protocolo de extracción y separación de las proteínas de E. cyclocarpumpor sus diferentes solventes.
Solvente-Harina (10:1)
centrifugación en agua 20,000 r.p.m. 30 min.
Fracción soluble en agua (albúminas)
Residuo
0.5 M NaCl Fracción soluble de NaCl (globulinas)
Residuo
70 IPA Fracción soluble de alcohol (prolaminas)
Residuo
Enjuagar (Agua )
Acido acético 50% Fracción soluble de ácido acético ( glutelinas 1 )
Residuo
Agua enjuagar
Residuo
0.1 M NaOH Fracción soluble en NaOH (glutelinas 2 )
Residuo (Kwon et al., 1996)
La harina de E. cyclocarpum se agitó mediante un agitador magnético para cada uno de los solventes
en proporción de 1:10 (P/V) durante 14-16 h a 4 grados centígrados. Los residuos insolubles, fueron
removidos por centrifugación a 20,000 r.p.m. durante 30 minutos, la extracción de cada solvente fue repetida
tres veces y todo el sobrenadante para cada solvente se reunió hasta obtener una fracción representativa de
cada solubilidad. Cada fracción fue dializada en contra de sus propios solventes y después con agua
desionizada. El producto de la diálisis se sometió al proceso de liofilización y la proteína en polvo obtenida se
almacenó en un congelador a –20 grados centígrados.
Para hacer la dialización se diseño un sistema de flujo de contracorriente, consistente en el empleo
de cartuchos de hemodiálisis de Cuprofan (Nitrato de celulosa y poliuretano) interconectados por mangueras
y tubos de Tygon (polímero) a una bomba peristáltica acoplada a un aparato de reflujo, un enfriador y en la
parte central se colocó la muestra en un recipiente de vidrio adherido a una tina de plástico con anticongelante
y movimiento continuo por el agitador magnético, para conservar la temperatura a 4 grados centígrados
durante 14-16 hrs. Para revisar la efectividad del sistema en la entrada y la salida del cartucho de hemodiálisis
se monitoreó con ninhidrina por medio de tubos de ensaye y se anotaron los cambios de coloración, el rojo
con ausencia de proteína y el azul sensible a la misma.
Estos resultados se calcularon con base a cada uno de los pesos de las fracciones de proteína con
base seca.
El sobrenadante de cada solvente para obtener su respectiva fracción de proteína se sometió a un
proceso de diálisis, posteriormente se tomaron alícuotas de dicho dializado para liofilizarlo y se pesaron las
fracciones de proteína calculándose de la siguiente manera:
Cálculos:
Peso en g de la fracción X ml de Dializado = Cantidad de la fracción de Proteína
de Proteína 100 ml de Liofilizado
7.7 Contenido proteico. Cada fracción de proteína se ensayó para determinar su cantidad con
fundamento en el método de Bradford (1976), por medio de la utilización de las proteínas estándar
seroalbúmina bovina (BSA) y ovoalbúmina, el contenido de nitrógeno se modificó a proteína por la
conversión del factor 6.25
La solución de Bradford se preparó de la siguiente forma:
Se pesaron 200 mg de azul de Comassie G-250 y se agregaron 100 ml de etanol con agitación
continua de manera que no se formaran grumos, al mismo tiempo se añadió agua destilada. Se colocaron 200
ml, de ácido fosfórico y se continuó agregando agua destilada hasta aforar a 2 litros. Se filtró en un embudo
Buchner y se guardó en un recipiente ámbar (Bollag, 1991). Sucesivamente se elaboró una curva patrón con
albúmina disuelta en NaCl 0.15 M, el procedimiento consistió en tomar con una micropipeta alícuotas de 2.5,
5, 10, 20, 25 , 30 y 40 microlitros, con diferentes puntas ependorff se completaron todos los volúmenes hasta
100 microlitros con NaCl 0.15 M, se adicionaron a los tubos 1 ml de solución de Bradford y se leyó en el
espectrofotómetro a 595 nm (Rosemberg, 1996).
7.8 Electrofóresis en gel. Se recurrió a dodecil-sulfato de sodio poliacrilamida gel electroforesis
(SDS-PAGE) cargado con 12% (P/V) de gel de acrilamida de acuerdo al procedimiento de Laemmli (1970).
Las fases sucesivas para realizar la electrofóresis consistieron en montaje de las placas de vidrio, fijándose
correctamente con los espaciadores de plástico para después preparar el gel de poliacrilamida. Se utilizaron
10 mg de harina de E. cyclocarpum solubles en 1 ml de una solución .1M de NaOH guardándose en el
refrigerador durante 24 hrs, posteriormente se agregaron en un tubo de ensaye de 100 microlitros de muestra y
100 ml de buffer de muestra a un pH de 8.8; después se desnaturalizó la proteína a 100 grados centígrados
durante 3 minutos, se centrifugó y se tomaron 20 microlítros de muestra para colocarse en cada uno de los
carriles del gel. Ulteriormente se colocaron las placas de vidrio en la cámara de electrofóresis poniéndose la
tapa con los electrodos se prendió la fuente de poder y se aplicaron de 85-110 voltios durante 3-7 hrs.
Después se tiñó el gel con azul de Comassie y se destiñó con una solución de metanol 5 % y ácido acético
glacial al 7% para de esta forma poder apreciar el perfil molecular. Un gel con harina de parota ASM de
E. Cyclocarpum en donde se utilizaron los siguientes marcadores. Los marcadores de peso molecular
conocidos de la marca Bio-Rad que se utilizaron para esta determinación fueron: Lisozima (14 300), b-
lactoglobulina (18 400), anhidrasa carbónica (29 000), ovoalbúmina (43 000), seroalbúmina bovina (68 000),
fosforilasa B (97 400) y miosina (200 000). También posteriormente se realizó un segundo gel con las
fracciones de las proteínas de la ASM de E. Cyclocarpum en donde los marcadores utilizados fueron miosina
(210 000), b-galactosidasa (127 000), seroalbúmina Bovina 84 000, ovoalbúmina (49 500), anhidrasa
carbónica (35 300), inhibición de la tripsina de Soya 28 100, lisozima 20 500 y aprofinina (7 000). En un
tercer gel se determinaron las subunidades de las albúminas en donde se emplearon los marcadores de peso
molecular correspondientes a miosina (210 000), b-galactosidasa (127 000), seroalbúmina Bovina 84 000,
ovoalbúmina (49 500), anhidrasa carbónica (35 300), inhibición de la tripsina de Soya 28 100, lisozima 20
500 y aprofinina (7 000).
7.9 Prueba biológica. Para determinar la calidad nutricional de las proteínas de las semillas de E.
cyclocarpum; se efectuó una prueba biológica en la que se precisó la relación de eficiencia proteica (REP)
para lo cual se emplearon 15 ratas del mismo sexo recién destetadas de la cepa Swiss Wistar de un peso
promedio de 65 g dejando un periodo de adaptación de 3 días; se mantuvieron en jaulas individuales y los
animales quedaron divididos en tres grupos de cinco ratas distribuidos aleatoriamente en cada uno de los
tratamientos. Se registro el peso corporal de cada animal al inicio del experimento y posteriormente tanto el
peso de la rata como el alimento ingerido una vez por semana hasta el día 28 (final del estudio).
7.10 Análisis estadístico. Se sometió a un análisis de varianza para un diseño completamente al azar
con tres tratamientos y cinco repeticiones, Prueba de Tukey para diferencia entre medias con un nivel de
significancia P < 0.05%. (Steel y Torrie, 1985).
Las dietas fueron isoprotéicas e isocalóricas (Cuadro 4), con el análisis bromatológico respectivo de
cada una ellas (Franco et al., 1990; Lucas y Aragón, 1994).
Los tratamientos fueron: dieta Testigo con base en caseína, dieta con almendra de semilla madura
(ASM) cocida, y dieta con almendra de semilla verde (ASV) cocida con base a las tablas de la (N.R.C. 1995).
Las variables evaluadas fueron:
Ganancia de peso total (g) y ganancia diaria de peso g
Consumo de alimento y relación de la eficiencia proteica g
REP = Incremento en pesoConsumo proteína
Cuadro 4. Dietas de las semillas maduras y verdes de E cyclocarpum en comparación con la dietacontrol (caseína)
Dieta 1 Dieta 2 Dieta 3
Ingredientes Base seca Base secaParota Verde 282,49Parota Madura 255,10Caseína 111,11Glucosa 200,00 200,00 200,00Sacarosa 200,00 200,00 200,00Almidón 163,49 180,82 201,39Alfa-celulosa 65,78 72,69 192,5Vitaminas 10,00 10,00 10,00Minerales 35,00 35,00 35,00DL-metionina 2,00 2,00 -Aceite de Maíz 41,24 44,39 50,00
AnálisisCalculado
Materia seca 92.10 94.8 93.4Humedad 7.4. 5.2 6.6Proteína cruda 10 10 10Grasa cruda 5 5 5Cenizas totales 22 22 22Fibra Cruda 6 6 6E.L.N. 49.10 51.8 50.4E.M.Kcal/Kg3300 3300 3300 3300
VlII. RESULTADOS
8.1 Análisis elemental. Se comparó tres leguminosas comestibles, dos fuentes de consumo
tradicional soya y frijol y una de tipo no convencional E. .cyclocarpum. Los resultados para nitrógeno como
elemento fundamental de las proteínas, ubicó a la parota en forma intermedia respecto de las otras
leguminosas estudiadas, el máximo valor correspondió a la soya y el menor fue para el frijol (Cuadro 5).
Cuadro 5. Análisis elemental de tres leguminosas.
ELEMENTOS
Alimentos Nitrógeno Carbono Hidrógeno Oxígeno
Parota (E. cyclocarpum) 6.09 44.86 6.95 41.11
Soya (Glycine max) 7.27 44.49 6.61 41.63
Frijol (Stizolobium deeringianum) 4.42 43.9 6.65 44.92
8.2 Análisis de Kjeldahl. La almendra de las semillas de E. cyclocarpum destacó por su alto valor
de proteína cruda, tanto para almendra de semilla verde 38.2% como para almendra de semilla madura 34.5
con 4 unidades porcentuales a favor de la ASV, aunque la ASM resultó superior en grasa cruda (Cuadro 6).
Se utilizaron tres dietas; semillas maduras y verdes de E. cyclocarpum en
comparación con la caseína; dichas dietas isoproteicas e isocaloricas.
Cuadro 6. Análisis de Kjeldahl de la almendra madura y verde cocidas de E. cyclocarpum.
PORCENTAJE DE LA
ALMENDRA MADURA
PORCENTAJE DE LA
ALMENDRA VERDE
Materia seca 92.7% 95.3%
Humedad 7.3% 4.7%
Proteína cruda 34.5% 38.2%
Grasa cruda 3.1% 2.2%
Cenizas totales 3.4% 3.1%
E.L.N. 51.7% 51.8%
8.3 Aminogramas. Los valores para los aminoácidos limitantes resultaron de la siguiente manera.
Para el caso de la ASM se obtuvieron valores de 4 aminoácidos por arriba de las recomendaciones del patrón
FAO/WHO y solamente 2 aminoácidos para la ASV, sobresalieron los valores de la ASM para lisina y
treonina (Cuadro 7).
Cuadro 7. Aminoácidos presentes en la almendra madura y verde de E. cyclocarpum enrelación con el patrón FAO/WHO
100g Proteína
E. cyclocarpumAminoácido
Madura Verde
FAO/WHO Diferencia %
Asparagina 10.54 12.42
Glutamina 14.45 15.59
Serina 4.57 8.64
Histidina 3.98 2.75
Glicina 5.45 8.21
Treonina 5.44 5.37 4.0 +36
Arginina 5.77 5.57
Alanina 4.04 8.40
Tirosina 4.04 2.98
Metionina 0.99 1.37 3.5 *
Valina 4.08 5.39 5.0 ** + 7.8%
Fenilalanina 3.85 3.57 6.0 cubre 64%
Isoleucina 4.11 3.64 4.0 + 2.75
Leucina 8.22 6.62 7.0 +17.4
Lisina 7.82 2.53 5.5 + 42.2%
Triptofano 0.23 ***N I 1.0 cubre 23 %
* Metionina + Cistina** Fenilalanina + Tirosina.*** No Identificado
8.4 Proteína soluble. El porcentaje de la proteína soluble obtenido para la proteína de parota fue de
27%, comparativamente menor a lo observado con respecto de seroalbúmina bovina y ovoalbúmina utilizadas
como patrón de referencia (Gráfica 8).
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
E. cyclocarpum Sero albúmina bovina Ovoalbúmina
1 2 3 4 5
Gráfica 8. Proteína soluble de E. cyclocarpum
8.5 Fracciones de proteína. Las globulinas fueron la fracción más abundante de las proteínas de ASM
de parota, enseguida se ubicaron las albúminas y glutelinas-1 y en menor proporción las prolaminas. Por
último la proporción inextractable de las proteínas significo el 0.5% (Cuadro 8)
EXTRACTADA (%)Albúminas Agua desionizada 29.3 %
Globulinas 0.5 M NaCl 37.6 %
Prolaminas 70% Isopropil Alcohol 6.7 %
Glutelinas-1 50% Ácido Acético 25.9 %
Proteínas inextractables 0.1 M NaOH 0.5%
8.6 Cuantificación de las fracciones de proteínas. En una dilución de 10 microlitros se detectaron
las siguientes cantidades de fracciones de proteínas: Globulinas 0.438 mg/ml y albúminas 0.418 mg/ml. Para
otra dilución, en una concentración de 50 microlitros las fracciones obtenidas fueron: Glutelinas-1 0.142
mg/ml y prolaminas 0.0278 mg/ml (Gráfica 9).
Gráfica 9. Curva de Bradford de las diferentes fracciones de proteína de E. cyclocarpum
0.4000
0.5000
0.6000
0.7000
0.8000
0.9000
1.0000
1.1000
1.2000
Albúnias
Glutelinas-1
Globulinas
.572
.428
.417
Fraacción EXTRACCION DE SOLVENTESTOTAL DE LA PROTEINA
Cuadro 8. Fracciones de Proteinas de las semillas de E. cyclocarpum
BSA = Seroalbúmina bovina
mg/ml BSA
8.7 Electroforesis en gel. De los siete marcadores de peso molecular conocidos que se compararon
como la presencia de bandas proteicas en los geles de E. cyclocarpum, solamente correspondieron con cinco
de los pesos moleculares, estableciéndose relación con fosforilasa 97 400, seroalbúmina bovina 68 000,
ovoalbúmina 43 000, anhidrasa carbónica 29 000 y ß-lactoglobulina 18 400 (Figura 4).
Figura 4. Peso molecular de proteínas de E. cyclocarpum utilizando diferentes diluciones
10 µl 20 µl 30 µl
Carril Carril CarrilTestigo1 2 3
F
M
SAB
OA
AC
Testigo = Marcadores de peso molecular conocidos ordenados en forma descendenteM = Miosina (200 000)F = Fosforilasa B (97 400)SAB = Seroalbúmina bovina (68 000)O = Ovoalbúmina (43 000)AC = Anhidrasa carbónica (29 000)β-l = β-lactoglobulina (18 400)L = Lisozima (14 300)
Carril 2,3 y 4 = Diferentes diluciones de la almendra de semilla madura de Enterolobium cyclocarpum
Carril 2,3, y 4 = DiferentesLβ −1
ß-l
En la figura 5, se muestran los pesos moleculares de las fracciones de proteína de las semillas de E.
cyclocarpum comparados con cinco pesos moleculares de proteínas conocidas, los cuales correspondieron
a: Prolaminas 84 000 y 49 500; glutelinas-1 84 000 y 49 500; globulinas 49 500 y albúminas 49 500
daltons.
Figura 5. Peso molecular de las fracciones de proteína de E. cyclocarpum
En cuanto a las subunidades dentro de las fracciones de las proteínas estudiadas, solamente las
albúminas presentaron dichas subunidades, estos resultados se muestran en la figura 6. En donde se
compararon con ocho proteínas de peso molecular conocido como referencia, se aprecian pesos moleculares
del orden: 210 000, 84 000, 49 500, 35 300 daltons.
Testigo Glu Pro Glo Alb Glu Pro Glo Alb
M
β-G
SAB
O
AC
Testigo = Marcadores de peso molecular conocidos en orden decreciente.
M = Miosina (200 000)
β−G = Beta Galactosidasa (127 000)
SAP = Seroalbumina Bovina (84 000)
O = Ovoalbumina (49 500)AC = Anhidrasa Carbonica (35 300)
Figura 6. Pesos molecular de las subunidades de la albúmina de E. cyclocarpum.
1 2 3 4 5 6 7 8 Testigo
8.8 Prueba biológica. En el cuadro 9 se anota el análisis de varianza para el diseño completamente
al azar, en donde el consumo no exisitió diferencia estadística. En cuanto a las variables ganancia de peso y
para la relación de la eficiencia proteica resultaron estadísticamente significativos con un nivel de P<0.01 y
P<0.001 respectivamente.
Cuadro 9. Análisis de varianza de un diseño completamente al azar para consumo, ganancia y relaciónde eficiencia proteica.
VARIABLE F.V. G.L. S.C. C-M. F. P>F C.V.
Consumo Tratamientos
Error
2
12
2045
11640
1022
970
1.05 0.38 10.67%
β- G
SAB
O
AC
ITS
L
A
Testigo = Marcadores de peso molecular conocidos en orden decrecienteM = Miosina (210 000)β-G = Beta - Galactosidasa (127 000)SAP = Seroalbúmina Bovina (84 000)O = Ovoalbúmina (49 500)AC = Anhidrasa Carbónica (35 300)ITS = Inhibidor de la Tripsina de Soya (28 100)L = Lisozima (20 500)A = Aprofinina (7 000)
Carriles 1 al 8 = Fracciones de proteína de la albúmina
M
Total 14 13685
Ganancia
de Peso
Tratamientos
Error
Total
2
12
14
1577
1399
2976
784
116.6
6.76 0.01 20.14%
Relación
de Eficiencia
Proteica
Tratamientos
Error
Total
2
12
14
1.18
0.53
1.70
0.54
0.04
13.36 0.001 11.61%
En cuanto al comportamiento productivo, en el cuadro 10 se observan los valores del peso inicial,
peso final, ganancia diaria de peso, consumo y REP. La máxima ganancia diaria de peso se obtuvo con el
grupo testigo alimentados con caseína, con menores ganancias para ambos grupos alimentados con ASM y
ASV (P<0.05). Diferente comportamiento se obtuvo en la REP, en donde el grupo testigo y ASM tuvieron
similar comportamiento y con los menores resultados para ASV (P<0.05).
Cuadro 10. Ganancia de peso, consumno y relación de eficiencia proteica en ratas
P.I. P.F.
GDP
(g)
Consumo
g/día REPTestigo 64.5 729.9 2.33a 10.86 2.12ª
S. Madura 65.4 122 1.962b 9.82 1.86a
S. Verde 66.6 105.4 1.44b 7.21 1.44b
a, b literal distinta significa diferencia estadística (P<0.05) Prueba de Tukey
En la gráfica 10, se indica la curva de comportamiento en cuanto a ganancia de peso, en donde el
grupo testigo (caseína) alcanzó 129.90 g como peso final; las ratas alimentadas con semilla madura
obtuvieron 122 g de peso y los animales con semilla verde 105.4 g de peso final durante cuatro semanas que
duró el estudio.
150
200
250
300
350
Con
sum
o A
limen
ticio
(g)
304.3
295.3
276.3
6 0
8 0
1 0 0
1 2 0
1 4 0
0 1 2 3 4 5 6
S e m a n a s
C a s e í n a A S M A S V
1 2 9 . 9
1 0 5 . 4
1 2 2 . 0
0 1 2 3 4
6 4 . 56 5 . 4
6 6 . 6
Gráfica 10. Curva de crecimiento de las ratas swiss wistar
En la gráfica 11, se indica la dinámica de consumo de los
diferentes tratamientos en donde se obtuvo un comportamiento
similar a través del tiempo.
Gráfica 11. Consumo Alimenticio de las ratas wistar.
IX. DISCUSIÓN
9.1 Análisis elemental. El contenido de nitrógeno elemental en la semilla madura de E. cyclocarpum
se ubicó en 6.09%, este valor resultó en 0.16 unidades menos que el factor de conversión 6.25 normalmente
utilizado cuando se calcula, el valor de proteína cruda empleando el método de Kjeldahl. Por lo tanto, con
este resultado no se sobre estimaría el contenido de proteína cruda de la semilla de E. cyclocarpum. Es
conocido que este factor de ajuste, se modifica dependiendo del tipo de alimento. Este factor se aproxima al
obtenido para el arroz 5.95% y tiende a ser menor comparado con la leche y sus derivados 6.38%, datos
obtenidos de una revisión realizada por Kirk et al (1996). Asimismo, cuando se comparó en forma elemental
con otras dos leguminosas, se mostró una gran variación entre ellas, resultando con 7.27% para el caso de la
soya y de 4.42% para el frijol.
9.2 Aminogramas. Comparativamente en estudios sobre la composición química de 15 leguminosas
según análisis de Sotelo et al (1978), descubrieron en las semillas de E. cyclocarpum, la mayor cantidad de
los aminoácidos limitantes en el siguiente orden de importancia: Leucina, lisina, treonina y fenilalanina por
encima de los valores del patrón de la FAO/WHO en esa línea de investigación, se encontraron los
aminoácidos limitantes, leucina, lisina y treonina, la única diferencia se presentó respecto de la fenilalanina
ya que esta no fue superior a los patrones de referencia.
El aporte de aminoácidos limitantes isoleucina, leucina, lisina y treonina por la
semilla madura de parota, resultó superior comparado con el patrón de referencia de la
FAO/WHO (1990), sobresale lisina con 42.2% y treonina con 36% por arriba de lo
recomendado por la FAO. Por otra parte, el contenido de lisina, ubicado en 7.82% resultó
similar a lo aportado por otros alimentos de reconocido valor proteico como la leche, la
cual contiene 7.1% cuando es desgrasada y 7.2% en leche entera (Martín y Palma, 1999).
Cabe mencionar que en el caso de la fenilalanina y el triptofano solamente se cubrió con el
54 y 23% de las necesidades recomendadas por la FAO/WHO (1990).
Cada aminoácido tiene una cadena lateral característica que influencia sus
propiedades fisicoquímicas y, por lo tanto, las propiedades de la proteína que lo contienen
en el caso de la ASM de E. cyclocarpum los aminoácidos isoleucina y leucina presentan
cadenas laterales no polares o hidrófobas y son menos solubles en el agua que los
aminoácidos polares; sin embargo, la treonina tiene cadenas polares sin carga hidrófilas, y
es capaz de formar enlaces hidrógeno con algunas moléculas tales como el agua; por otra
parte la lisina corresponde al grupo de aminoácidos con cadena lateral cargada
positivamente ( pH próximo a 7) (Cheftel et al., 1989).
La lisina es un aminoácido estrictamente esencial debido a la carencia total de la
enzima transaminasa que se encargaría de sintetizarla, a partir del cetoácido
correspondiente, en todos los organismos superiores. La lisina es el primer aminoácido
limitante en dietas de cerdos y el segundo en dietas de pollos de engorda, ya que la mayoría
de los ingredientes utilizados comercialmente son diferentes en este aminoácido y la ASM
de E. cyclocarpum lo contiene por arriba de los patrones de requerimiento (Kerr y Kid,
1997).
Además en el caso de la treonina que fue el segundo aminoácido mas abundante de
la ASM de E. cyclocarpum, este forma parte de proteínas estructurales como es el músculo
y participa en la formación de glicina (otro aminoácido esencial en el caso de las aves)
también forma parte de enzimas digestivas y secreciones intestinales como moco, células
de la mucosa y proteínas del sistema inmunológico, niveles subóptimos de treonina en la
dieta disminuyen dramáticamente la digestibilidad de la proteína a nivel del tracto
gastrointestinal (Austic, 1997).
El grupo de aminoácidos alifáticos de cadena ramificada que comprende la valina,
la leucina y la isoleucina tienen una estrecha relación con el metabolismo de los
carbohidratos y de los ácidos grasos en su biosíntesis (Chongo,1988).
Asimismo se realizaron estudios para evaluar la interacción potencial entre la lisina
y treonina en pollos de engorda y, se notó una interacción entre estos dos aminoácidos
sobre el aumento de peso entre los 18 y 54 días con mayor ganancia de peso en los
animales equivalentes al 100 y 83% o bien del 105 y 100% respectivamente de lo
recomendado en el NRC (1994) según investigaciones de (Kerr y Kid, 1997). Estos
resultados se pueden extrapolar a las cantidades de aminoácidos presentes en la ASM de E.
cyclocarpum como una fuente alternativa de lisina y treonina en la alimentación de pollos
de engorda.
En la actualidad se emplea el concepto de proteína ideal y se refiere a una
combinación perfecta de proteínas o aminoácidos que cubran exactamente los
requerimientos animales tanto para crecimiento como para mantenimiento. Con base a las
afirmaciones de (Mariscal – Landin, 1997) la alimentación representa cerca del 70% de los
costos de producción pecuaria y, dentro del costo total de los nutrimientos, la proteína y los
aminoácidos implican alrededor del 35%, pero sus efectos sobre la productividad representa
del 40% al 60%.
9.3 Distribución de las fracciones de proteína.
La mayor parte de las fracciones de proteína de las semillas de leguminosas, contienen globulinas y
albúminas y en algunos casos ausencia de prolaminas y glutelinas. Sin embargo en otras leguminosas como
el chícharo y el garbanzo se tienen todas las fracciones (Jambunathan et al., 2000; Casey et al., 1992).
En este sentido la alverja (Lathyrus sativus), es una leguminosa que se usa como alimento en
personas y animales, las semillas contienen de 18.2-34.6% de proteínas con la distribución de sus fracciones
en este orden: Globulinas 13.3%, albúminas 6.69%, glutelinas 3.8% y prolaminas 1.5% (Muelhlbauer et al.,
1997).
Es de señalar que las semillas de las leguminosas no tienen una buena definición de sus fracciones
solubles, en comparación con los cereales (Hu et al., 1981).
Que difieren dramáticamente en su contenido de aminoácidos límitantes, se sugiere incrementar la
proporción de polipéptidos con perfil de aminoácidos deseables, purificación y caracterización de mayores
componentes proteicos presentes en las semillas de leguminosas para aumentar la calidad proteica como se
realizó en el presente trabajo.
Las fracciones de proteína contenidas en la harina de las semillas de E. cyclocarpum se basaron en la
clasificación de Osborne (1924), dicho autor dividió las proteínas del trigo dentro de cuatro clases de
fracciones solubles en la siguiente forma: Albúminas porque son solubles en agua. globulinas solubles en sal,
gliadinas solubles en 70-90% de alcohol y gluteninas las cuales son neutras, insolubles en soluciones
acuosas, salinas y alcohol. A partir de este criterio, las respectivas fracciones de proteína desde el trigo se
aplicaron a otros cereales incluso a las leguminosas y generalmente se conocen como albúminas, globulinas,
prolaminas y glutelinas, también tales fracciones de proteína de los diferentes cereales exhiben similitudes en
la proporción de sus aminoácidos.
La proporción encontrada de las fracciones proteicas de las semillas maduras de E. cyclocarpum
difieren en forma general de las señaladas para el caso de los pastos tropicales, las cuales son ricos en
albúminas 31% y prolaminas 23%, con menor proporción para globulinas 11% y glutelinas 10% (Coto et al.,
1987). Aunque en forma particular, el contenido de la semilla madura de E.cyclocarpum resultó con 29.3%
similar al contenido de los pastos tropicales y menor en el caso de las prolaminas con 6.7%. Este fenómeno,
determinará la solubilidad de la proteína, que a su vez está relacionada con la degradabilidad de la misma
(Coto et al., 1987).
Por fraccionamiento de las proteínas de leguminosas con base al método de solubilidades de Osborne
se ha observado que el elevado contenido de globulinas en las semillas de la mayoría de las leguminosas
indica que su función es principalmente como proteínas de reserva, que se movilizan durante el transcurso de
la germinación y dicha fracción proteica se puede separar por ultra centrifugación o cromatografía en dos
componentes principales presentes en todas las leguminosas, vicilina (7S) y la legumina (11S).
En la ASM de E. cyclocarpum la fracción globulina fue el mayor porcentaje encontrado y en el caso
de la soya se denomina glicina y la del cacahuate araquina (Belitz y Grosch, 1988).
El mayor almacén de las semillas de las leguminosas se ha clasificado en dos tipos la legumina 11S y
la vicilina 7S; ambos tipos de proteína pueden coexistir en una sola especie; y se ha propuesto que la
evolución de vicilina y legumina proceden de un gen ancestral común (Mc. Pherson et al., 1990).
La fracción globulina en leguminosas es alta (60 – 90%), las prolaminas y glutelinas son fracciones
menores en estos materiales (Paredes, 1985) sin embargo en la ASM de E. cyclocarpum la fracción proteica
globulina se presentó en mayor porcentaje; pero también se encontró en una alta cantidad las albúminas y
enseguida las glutelinas y prolaminas.
Todo parece indicar que a diferencia de los cereales en leguminosas y oleaginosas existe una notable
carencia de conocimientos sobre la biofísica – química de las proteínas (Paredes, 1985).
Por otra parte se estudio la masa molecular del principal almacén de las semillas de las leguminosas,
la legumina (11S) que es una gl+obulina de 300 – 400 daltons, la vicilina (7S) una globulina de 150 – 200
daltons (Mc. Pherson, 1990).
La globulina (11S) de la soya se ha estudiado con mucho detalle, contiene 6 subunidades por
molécula y cada subunidad esta formada por una mitad proteica básica y otra mitad ácida, que están unidas
entre sí mediante uno o más puentes disulfuro y la globulina (7S) tiene propiedades similares; en la
composición de sus aminoácidos con excepción de la metionina (Belitz y Grosch, 1988).
En el caso de la ASM de E. cyclocarpum no se han estudiado las características que presentan las
fracciones de proteína globulinas, albúminas, glutelinas y prolaminas en lo que respecta a su estructura
tridimensional, la secuenciación de sus aminoácidos y otras propiedades funcionales y fisicoquímicas.
9.4 Prueba biológica. Los resultados obtenidos en la relación de la eficiencia de la proteína, el
Testigo en el que se utilizó caseína como proteína pura (REP) 2.12, peso final 129.90 estos parámetros fueron
superiores a la dieta 1 y 2 con semillas de E. cyclocarpum madura y verde, estos productos no difieren de
otros estudios que se realizaron. En una investigación en la que se emplearon ratas y semillas de E
.cyclocarpum, con varias semillas de leguminosas, en comparación con la caseína fortificada con metionina
(control) se concluyó que todas las semillas fueron inferiores en calidad respecto de la caseína, pero las
semillas pueden utilizarse como complemento o suplemento alimenticio (Proll et al., 1998). Los resultados de
la REP mostraron una eficiencia estadística similar de la caseína con la harina de la semilla madura de E.
cyclocarpum las implicaciones nutricionales para su inclusión en dietas destinadas a especies de estómago
simple o en particular para el humano resulta de gran importancia. Sobretodo cuando se considera, que las
poblaciones de origen rural pueden ser las beneficiadas, debido a que son las más susceptibles por tener bajos
indicadores nutricionales, fenómeno que para nuestro país ha sido discutido.
Por otra parte Proll et al (1998), señalaron menores indicadores de REP cuando compararon la
caseína fortificada con metionina y diferentes semillas de leguminosas, en donde estuvo incluida la parota,
fenómeno distinto al encontrado en el presente ensayo. Estos autores consideraron que debido a esta
situación, las semillas pueden ser utilizadas como un complemento o un suplemento alimenticio y no como la
base de la alimentación, situación de todas formas favorable para nuestro objeto de estudio, debido a las
implicaciones existentes en utilizar proteína de fuentes no convencionales.
9.5 Contenido de proteína. La cuantificación del contenido de proteína presenta limitantes en los
diversos métodos que normalmente se utilizan: el análisis de los aminoácidos individuales es muy exacto,
pero costoso y se requiere mucho tiempo; el método de Lowry es exacto en productos animales pero
susceptible a muchas interferencias en compuestos que se localizan en las plantas; el método de Bradford
mide solamente proteínas intactas; faltan aminoácidos libres y pequeños polipéptidos; el método de Biuret
mide solamente péptidos grandes pero no dipeptidos, aminoácidos libres y amidas ácidas: de éstos métodos el
más frecuentemente empleado es el método de Kjendahl ya que es simple y económico mide directamente y
exactamente el contenido total de nitrógeno de una muestra; un factor de conversión es usado para estimar la
proteína cruda no obstante varios autores disputan el factor de conversión de 6.25 comúnmente usado para
convertir el valor del nitrógeno dentro de la proteína cruda (Conklin - Britain et al., 1999).
El contenido de proteína del tejido de las plantas es usualmente estimado por la multiplicación del
nitrógeno total por una conversión del factor de 6.25. Esta técnica asume a todo el nitrógeno originado de la
proteína; cuando se aplica a la pulpa del fruto, sobrestima el contenido de la proteína porque la pulpa
típicamente contiene aminoácidos libres y muchos compuestos nitrogenados con metabolitos secundarios
(Levey et al., 2000).
El método de la ninhidrina modificado para el total de la proteína; éste procedimiento mide todos los
aminoácidos es rápido y razonablemente exacto es un nuevo método para estimar la proteína y aminoácidos
libres en la pulpa de los frutos y se utiliza como porcentaje el factor de conversión de 5.64 o diferentes
factores según la parte de la planta en la que se estime el contenido de la proteína (Conklin - Brittain et al.,
1999; Levey et al., 2000). Por lo tanto en relación con los resultados que se obtuvieron conversión de 6.25
para estimar la proteína es posible que se sobrestimen esos valores.
Una de las consecuencias prácticas fundamentales del presente trabajo consistió en plantear la
posibilidad de obtener aislados proteicos de las semillas de leguminosas que contengan 90% de proteínas o
incluso más, ya que la función principal de las proteínas es aportar el nitrógeno y los aminoácidos necesarios
para la síntesis de las proteínas corporales y las demás sustancias nitrogenadas.
X. CONCLUSIONES
La almendra de la semilla madura de E. cyclocarpum constituye un alimento no convencional para el
consumo alimenticio de las personas y los animales, por su alto valor proteaginoso y biodisponibilidad dado
su contenido de N elemental, proteína cruda, contenido de proteína, fracciones de proteína, así como por su
aporte de algunos aminoácidos limitantes como la lisina, leucina, isoleucina y treonina y por su relación de
eficiencia proteica similar al de la caseína.
Xl. SUGERENCIAS
1.- Purificar aún más las fracciones de las proteínas de las semillas de E .cyclocarpum mediante
cromatografía de columna, empleándose Sephadex e identificándose el ordenamiento constitutivo de sus
aminoácidos, a través de un secuenciador de aminoácidos hasta conocer cabalmente la estructura primaria de
las proteínas.
2.- Proseguir con el estudio del aislamiento y caracterización de las proteínas de las semillas de las
leguminosas, ya que se desconocen muchas de sus proteínas de reserva y son fundamentales en la
alimentación humana y/o animal.
3.- Establecimiento de líneas de investigación en las que se centre el estudio de las proteínas
alimentarias de las leguminosas.
4.-Generar otros trabajos de investigación básica a nivel de postgrado, en este aspecto actualmente
está desarrollándose una propuesta de tesis doctoral que aborda el tema de ecología química respecto de E.
cyclocarpum.
5.- Formación de recursos humanos en los ámbitos de la investigación científica
6.- Obtener aislados de proteína de las semillas de leguminosas, con más pureza y mayor porcentaje
proteínico que los concentrados proteicos que actualmente circulan en el mercado.
XlI. LITERATURA CITADA
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