TRANSFORMACIÓN DE LOS GRANOS DE Glycine maximum EN DIFERENTES VARIANTES DE GERMINACIÓN. UNA ALTERNATIVA PARA LA ALIMENTACIÓN PORCINA EN CUBA

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1 Revista Computadorizada de Producción Porcina Volumen 9 (número 2) 202 TRANSFORMACIÓN DE LOS GRANOS DE Glycine maximum EN DIFERENTES VARIANTES DE GERMINACIÓN. UNA ALTERNATIVA PARA LA ALIMENTACIÓN PORCINA EN CUBA María Felicia Díaz, V. H. Vega 2, María Ángeles Martín 3 y Acela González Instituto de Ciencia Animal. Apartado 24. San José de las Lajas, Cuba mdiaz@ica.co.cu 2 Instituto Tecnológico de Morelia. Av. Tecnológico 500, Col. Lomas de Santiaguito. Michoacán, México victorh82@yahoo.com.mx. 3 Departamento de Química Agrícola. Universidad Autónoma de Madrid. Madrid, España Se estudiaron algunos cambios biológicos que se producen durante el proceso de germinado en Glycine maimumx variedad Incasoy. Se realizaron tres experimentos dados por las condiciones de iluminación: a intervalos, total y en oscuridad. En todos los experimentos se germinaron los granos de esta leguminosa remojados durante seis horas por períodos de 24, 48, 72 y 96 horas de germinación. En cada experimento se aplicó un diseño de clasificación simple con cuatro repeticiones. Con el avance del proceso de germinación se produjo un incremento de todas las medidas estudiadas. En las tres variantes de germinación se incrementó el contenido de PB (Nx6.25) en relación con el control. En intervalos de iluminación este valor aumentó con el avance del proceso de germinación hasta alcanzar valores de 48.25% en relación con el control sin germinar (PB, 4.68%). Se produjeron además, cambios en la fracción de carbohidratos, incluyendo una disminución de la fibra alimentaria total acompañada de una reducción casi total de los α-galactósidos y un correspondiente incremento en el contenido de azúcares solubles totales. El procedimiento empleado en la germinación fue biológica y prácticamente factible para la obtención de nuevos productos en Glycine maximum como alternativa para la alimentación porcina en Cuba. Palabras claves: soya, germinados, composición química, iluminación Título corto: Germinación de granos de Glycine maximum TRANSFORMATION OF Glycine maximum GRAINS ACCORDING TO DIFFERENT FORMS OF GERMINATION. AN ALTERNATIVE FOR FEEDING PIGS IN CUBA SUMMARY Several biological changes occurring during the germination process in Glycine máximum, cultivar Incasoy, were studied. Three experiments were carried out according to light conditions, in intervals, total and in darkness. In all assays, grains of this legume were germinated which were soaked during six hours for periods of 24, 48, 72 and 96 hours of germination. A one way classification design considering four replications each was applied in every experiment. As long as the germination process proceeded, there was an increase in all studied measurements. In the three studied alternatives of germination, there was an increase in the PB (Nx6.25) content with respect to the control. In the light interval procedure, this value increased as long as the germination process took place to reach values of 48.25% with respect to control without germination (4.68%). Besides, there were changes in the carbohydrate fraction, including a decrease in total alimentary fibre together with a reduction near total of α-galactosides and a concomitant increase in total soluble carbohydrate content. The employed procedure for germination was biological in nature y possible in practical terms for obtaining new products from Glycine máximum as alternative for feeding pigs in Cuba. Key words: soybean, germination, chemical composition, light Título corto: Germination of Glycine maximum grains 36

2 Revista Computadorizada de Producción Porcina Volumen 9 (número 2) 202 INTRODUCCIÓN El uso de materias primas alternativas en la alimentación animal para sustituir importaciones, reducir la competitividad con la alimentación humana y preservar el ambiente constituye un reto para los nutricionistas, pequeños y medianos productores en la búsqueda de soluciones para lograr producciones porcinas ecológicamente sostenibles. Los granos de leguminosas tienen un grupo de factores que influyen en la digestibilidad y utilización de los nutrientes como son los antinutricionales, las proteínas resistentes a la proteolísis, los constituyentes de la pared celular y fibras además, de los inhibidores de proteasas, lectinas, fitatos y ciertos compuestos fenólicos, los cuales disminuyen la utilización de proteínas, aminoácidos, carbohidratos, vitaminas y minerales (Kunyanga et al 202). Un procesamiento adecuado de los granos o harinas de leguminosas elimina o reduce la presencia de tales compuestos antinutricionales y aumenta la biodisponibilidad de nutrientes en el tracto gastrointestinal (Fernandez-Orozco et al 2008). Los procesos biológicos desempeñan un papel preponderante en este campo de la investigación. El germinado ha demostrado producir cambios positivos en el contenido de nutrientes de las leguminosas, como es el incremento en el contenido de aminoácidos esenciales, proteínas solubles, digestibilidad in vitro de la proteína y la disminución importante de los niveles de alfa galactósidos e inositoles penta y hexafosfatado (Martín-Cabrejas et al 2007). Además, de la reducción de inhibidores de proteasas y lectinas así como, del grado de polimerización de los taninos. El objetivo de este trabajo fue estudiar algunos cambios biológicos que se producen durante el proceso de germinado en Glycine maximum var. Incasoy 27. MATERIALES Y MÉTODOS Se realizaron 3 experimentos, donde se germinaron los granos de esta leguminosa remojados durante 6 horas por períodos de 24, 48, 72 y 96 horas de germinación. Los diferentes experimentos estuvieron dados por las condiciones de iluminación. En cada experimento se aplicó un diseño de clasificación simple con cuatro repeticiones, una explicaciones detallada de estos puede verse en la tabla. Tabla. Esquema de experimentos y tratamientos Experimento Experimento 2 Experimento 3 Intervalos de Iluminación Oscuridad total iluminación total Tratamientos -Control (grano no procesado) -Grano remojado durante 6 horas + 24 horas de germinación -Grano remojado durante 6 horas + 48 horas de germinación -Grano remojado durante 6 horas + 72 horas de germinación -Grano remojado durante 6 horas + 96 horas de germinación El proceso de germinación se llevó a cabo por el método de Blázquez (999), modificado por Díaz et al (2004). Se estudió el peso de los granos germinados, la longitud de las radículas después del germinado y porcentaje de germinación. Las muestras secadas en estufa se molinaron para su posterior análisis bromatológico. Se estudio además, el efecto del procesamiento en el contenido de PB (%) de los germinados, en el contenido de fibra alimentaria soluble e Insoluble (g/kg de MS) y el contenido de carbohidratos solubles (g/kg MS). La materia seca (MS) y proteína bruta (PB) se determinaron según los métodos establecidos por AOAC (995). Para los estudios de fibra alimentaria y carbohidratos solubles se trabajó con los granos germinados a las 96 horas. Para la determinación de fibra alimentaria se empleó el método enzimático-gravimétrico, de Lee et al (992) (método AOAC 99.42). Los carbohidratos solubles de las muestras se extrajeron, purificaron y cuantificaron por cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC) de acuerdo con el procedimiento descrito por Sánchez-Mata et al (998). Los datos fueron procesados mediante la técnica del análisis de varianza, y en los casos en que se halló efecto significativo (P<0.05), las medias fueron separadas por el procedimiento de Duncan (Steel et al 997). Se utilizó el paquete estadístico SPSS (Visaula 998) para la manipulación de la información. RESULTADOS Y DISCUSIÓN En las tablas 2, 3 y 4 se muestran las transformaciones morfológicas que se produjeron durante las diferentes variantes de iluminación empleadas. 37

3 Revista Computadorizada de Producción Porcina Volumen 9 (número 2) 202 Tabla 2. Efecto del procesamiento en las características morfológicas de los granos germinados con intervalos de iluminación germinados, g a b c c *** la radícula, cm -.24 a.56 a 2.96 b 2.76 b 0.2 *** hipocotileo, cm a 3.08 a 5.47 b 3.38 a 0.36 *** radicular, cm a 8.9 c 6.4 b 0.47 *** 26.2 a 0.4 *** Germinación, % a a b b 0.92 ** Datos transformados *** P<0.00, **P<0.0 MS, % 97.7 c c b a a 25. a Los resultados indicaron que el procedimiento empleado fue biológicamente y prácticamente factible para la obtención de los nuevos productos. Con el avance del proceso de germinación se produjo un incremento en el peso de los granos germinados, la longitud de la radícula y del hipocotileo así como, del porcentaje de germinación. Estos resultados coinciden con Frías (992) y Blázquez (999), al trabajar con lentejas castellanas y guisantes así como, con los obtenidos por Díaz et al (2004 y 2008) al trabajar con vigna y dólico. Tabla 3. Efecto del procesamiento en las características morfológicas de los granos germinados en iluminación total germinados, g a b bc c 5.07 *** la radícula, cm -.35 a 2.25 a 4.82 b 5.08 b 0.66 ** hipocotileo, cm a.22 b 3.30 c 3.05 c 0.7 *** radicular, cm -.87 a 3.47 a 8.2 b 8.2 b 0.72 *** MS, % 97.7 d c b a a 0.47 *** Germinación, % a b b 0.75 *** *** P< 0.00, **P< 0.0 Tabla 4. Efecto del procesamiento en las características morfológicas de los granos germinados en oscuridad total germinados, g - la radícula, cm -.8 a 2.32 a 4.82 b 7.90 c 0.48 *** hipocotileo, cm a 0.65 a.87 b 2.67 c 0.24 *** radicular, cm -.70 a 2.97 a 6.70 b 0.2 c 0.64 *** a b a 23.2 b b c.73 *** MS, % 97.7 d a b 33.3 a a a a.92 *** a b b a b c c.8 *** Germinación, % - Datos transformados *** P<

4 Revista Computadorizada de Producción Porcina Volumen 9 (número 2) 202 En las tres variantes de germinación estudiadas se incrementó el contenido de PB con relación al control. En intervalos de iluminación y oscuridad total este valor aumentó con el avance del proceso de germinación (tabla 5). Tabla 5. Efecto del tiempo de germinación en el contenido de PB (%) de los granos Tipo de Tratamientos, h iluminación EE± Intervalos 4.68 a b c c d 0.5*** Total 4.68 a b b b b 0.26*** Oscuridad 4.68 a 4.96 a b 44.6 c d 0.9*** Medias sin letra en común en la misma fila difieren entre sí significativamente (P<0.05) *** P< 0.00 Los estudios de fibra alimentaria demostraron como el proceso de germinación provoca una disminución en el contenido de fibra tanto soluble como insoluble lo que se traduce en una mejora del contenido total de la fibra alimentaria, los procesos de intervalo de iluminación e iluminación total lograron, además, mejorar la relación FI:FS lo que le puede conferir una mejora en digestibilidad y utilización de estos nuevos productos (Tabla 6). El análisis de carbohidratos soluble manifestó la veracidad del postulado relacionado con la activación de la enzima α- galactosidasa durante el proceso de germinación de la semilla ya que se logró disminuir entre un 85 y 90 % el contenido de α-galactósidos con el correspondiente incremento en el contenido de azúcares simples, demostrándose también la efectividad del procedimiento empleado en el presente estudio (Tabla 7) y coincidiendo con lo encontrado por Goyoaga et al (20) en Vicia faba. Tabla 6. Contenido de fibra alimentaria soluble e Insoluble en granos crudos y germinados de soya (g/kg de MS) Fibra Muestras Insoluble Soluble Total FI:FS Control 520.6d 27.b 547.6d 9.24 Intervalos de 44.9b 33.0d 473.8b 3.4 iluminación Iluminación total 407.2a 28.9c 436.a 4.06 Oscuridad total 473.2c 22.3a 495.5c EE± 4.93*** 0.29*** 5.20*** Medias sin letra en común en la misma columna difieren entre sí significativamente (P<0.05) (Duncan 955) *** P< 0.00 Tabla 7. Contenido de Carbohidratos solubles en granos crudo y germinados de soya (g/kg MS) Tratamientos Iluminación Iluminación Oscuridad EE± Determinaciones Control Intermedia Total Total Glucosa 2.39 a 4.95 c 3.22 b 4.85 c 0.25*** Sacarosa 22.0 a d b c.9*** Maltosa.96 a 8.82 c 5.48 b 8.49 c 0.33*** Maninotriosa 0.23 a 6.69 b 5.85 b 6.87 c 0.48*** Ribosa a.20 c 0.96 b 0.04*** Fructosa b.4 c 0.9 a 0.04*** Galactosa -.24 b.78 c 0.62 a 0.07*** Estaquiosa *** Rafinosa 6.70 d 2.68 b 2.5 a 3.72 c 0.4*** Ciceritol 0.50 a.02 b.78 d.25 c 0.05*** Azúcar total GOS Medias sin letra en común en la misma columna difieren entre sí significativamente (P<0.05) *** P< 0.00 Se determinó como la estaquiosa es el azúcar predominante (45%) en esta leguminosa seguida por la sacarosa (36 %). Los contenidos de GOS en soya resultaron inferiores a los informados por otros autores (Engounlety y Aworh 2003), lo que pudiera deberse a las condiciones edafoclimáticas en que se obtuvieron estos granos, así como al genotipo en estudio y madurez de la semilla. Los resultados obtenidos hasta el momento indicaron que el procedimiento empleado en la germinación de la soya fue biológicamente factible para la obtención de nuevos productos 39

5 Revista Computadorizada de Producción Porcina Volumen 9 (número 2) 202 con posibilidades de empleo en la alimentación porcina. Con el avance del proceso de germinación se produjo un incremento en el peso de los granos germinados, la longitud de la radícula y el porcentaje de germinación. En las tres variantes de germinación estudiadas se incrementó el contenido de PB con relación al control. Se demostró como la germinación, bajo diferentes condiciones de iluminación, produce cambios en la fracción de carbohidratos, incluyendo una disminución de la fibra alimentaria total acompañada de una reducción casi total de los α-galactósido y un correspondiente incremento en el contenido de azúcares solubles totales, lo que pone de manifiesto el posible incremento del valor nutritivo en los nuevos productos obtenidos. REFERENCIAS AOAC In official methods of analysis of AOAC 5th. Ed. vol. Assoc. Official Analysis Chemists, Arlington, V.A. raw and traditionally processed Kenyan indigenous food ingredients. Food Science and Technology, 45: Martín-Cabrejas, M.A., Díaz, M.F., Aguilera, Y., Benítez, V., Mollá, E. y Esteban, R.M Influence of germination on the soluble carbohydrates and dietary fibre fractions in nonconventional legumes. Food Chemistry, 07: Sánchez-Mata, M.C., Peñuela-Teruel, M.J., Cámara-Hurtado, M., Díez-Marqués, C. y Torija-Isasa, E Determination of mono-, di-, and oligosaccharides in legumes by highperformance liquid chromatography using an amino-bonded silica column. Journal of. Agriculture Food Chemestry, 46: Visaula, B.V Análisis estadístico con SPSS para Windows. Volumen II. Estadística multivariante. Ed. Concepción Fernández. Madrid, p 24 Blázquez, I Contenido de vitamina B y vitamina B2 en guisantes y lentejas. Efecto de los procesos de germinación y extracción alcohólico. Tesis de Licenciatura en Ciencias Química. Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Química, Agrícola, Geología y Geoquímica. Madrid, 75 p Díaz, M. F., Torres, V., González, A. y Noda, A Biotransformaciones en el germinado de Vigna unguiculata. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, 38():9 Díaz, M.F. Savón, L., Torres, V., Valiño, E., Coto, G., Martín- Cabrejas, M.A., González, A., Orta, M., Scull, I. y Noda, A Mejora del valor nutritivo de leguminosas temporales por métodos biotecnológicos. Informe final de proyecto. Programa Nacional de Biotecnología Agropecuaria No Instituto de Ciencia Animal, La Habana, Cuba. Egounlety, M. y Aworh, O. C Effect of soaking, dehulling, cooking and 2 fermentation with Rhizopus oligosporus on the oligosaccharides, trypsin inhibitor, 3 phytic acid and tannins of soybean (Glycine maximum Merr.), cowpea (Vigna 4 unguiculata L. Walp) and groundbean (Macrotyloma geocarpa Harms). Journal of Food, 56: Fernández-Orozco R., Frías, J., Henryk Z., Piskula, M.K., Kozlowska, H. y Vidal-Valverde, C Kinetic study of the antioxidant compounds and antioxidant capacity during germination of Vigna radiata cv. emmerald, Glycine maximum cv. Jutro and Glycine maximum cv. Merit. Food Chemistry, : Goyoaga, C., Burbano, C., Cuadrado, C., Romero, E., Guillamón, A., Varela, M., Pedrosa, M. y Muzquiz, M. 20. Content and distribution of protein, sugars and inositol phosphates during the germination and seedling growth of two cultivars of Vicia faba. Journal of Food Composition and Analysis, 24: Kunyanga, C., Jasper, N., Imungia, K., Michael, W., Okotha, H., Biesalskib, K y Vellingiri, V. 202.Total phenolic content, antioxidant and antidiabetic properties of methanolic extract of 40