IX CONGRESO DE CIENCIA DE LOS ALIMENTOS y V FORO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS

Transcripción

1 Digestibilidad del Almidón y Fracción Indigerible Lorena Silva-Cristobal, Perla Osorio-Díaz y Luís Arturo Bello-Pérez. Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del IPN. Km 8.5 carr. Yautepec-Jojutla, Col. San Isidro, C.P Yautepec, Morelos, México. Fax: , labellop@ipn.mx Resumen Se determinó la composición química y el contenido de almidón total (AT), almidón resistente (AR), almidón disponible (AD), fracción indigerible soluble (FIs) e insoluble (FIi) en frijol Negro (Phaseolus vulgaris L), garbanzo (Cicer arietinum L) y lenteja (Lens esculenta L). En la composición química se presentaron diferencias significativas en las tres leguminosas, siendo el garbanzo quien presenta los valores más altos para proteína (23.56 %) y lípidos (5.18 %). El contenido de AT varió entre % a %, siendo el valor más alto para la lenteja. El frijol Negro destacó por un mayor contenido de AR (11.4 %) en comparación con la lenteja (7.4 %) y el garbanzo (7.8 %). Las tres leguminosas presentaron valores de AD: para frijol, para garbanzo y % para lenteja. La FIi fue mayor que la FIs en las tres leguminosas. El contenido de FIi para el frijol, garbanzo y lenteja fue 41.66, y 30.73%, respectivamente; mientras que para FIs fue 10.78, 3.87 y 3.26 %, respectivamente. Estos resultados corroboran que estos granos son una fuente importante de proteína y carbohidratos no digeribles, representando un sustrato importante para la fermentación en colón. Abstract The chemical composition and total starch (TS), resistant starch (RS), available starch (AS) and soluble and insoluble indigestible fraction (sif y iif) contents of black bean (Phaseolus vulgaris L), chickpea (Cicer arietinum L) and lentil (Lens esculenta L) legumes, were studied. The chemical composition showed significant differences in the three legumes. The chickpea presented the highest protein (23.56 %) and lipids (5.18 %) values. The TS content ranged between % to %, being the highest value for lentil. Black bean had the highest RS (11.4 %) content in comparison with lentil (7.4 %) and chickpea (7.8 %). The three legumes presented values of AS: black bean, chickpea and % lentil. The iif content was greater than sif in the three legumes. The content of FIi for black bean, chickpea and lentil was 41.66, and %, respectively; whereas iif was 10.78, 3.87 and 3.26 %, respectively. These results corroborate that these grains are an important protein 169

2 source and non-digestible carbohydrates, representing an important substrate for the fermentation in colon. Introducción Los granos de leguminosas representan una buena alternativa en la dieta, debido a sus propiedades nutritivas y a su bajo costo, cualidades que las convierten en un producto básico, especialmente en grupos de familias de bajos ingresos (Tharanathan y Mahadevamma, 2003; Hedley, 2001). Las leguminosas son una fuente excelente de carbohidratos, proteínas, vitaminas, minerales y dependiendo de la especie una baja proporción de lípidos (1-3 %) (Lee y col., 2007). La fracción más abundante de las leguminosas está representada por los carbohidratos (20-70 % base seca), de los cuales el almidón es el principal polisacárido en los granos (22-45 %) (Hoover y Sosulski, 1991). Parte de los carbohidratos pueden ser utilizados ya sea a nivel del intestino delgado o del intestino grueso, induciendo distintas respuestas glucémicas e insulinémicas. Sin embargo no todos los carbohidratos son digeridos por los enzimas intestinales ni absorbidos a nivel del intestino delgado, alcanzan el intestino grueso, donde pueden ser degradados por la microflora bacteriana mediante un proceso anaerobio denominado fermentación colónica. Como resultado de este proceso se generan gases (dióxido de carbono, metano e hidrógeno), se incrementa la biomasa bacteriana y se producen ácidos grasos de cadena corta (AGCC: acético, propiónico y butírico). Los productos de fermentación se relacionan con numerosos efectos beneficiosos para la salud del consumidor, y se relacionan con la prevención de diferentes patologías de gran incidencia actualmente, como son el cáncer de colon y enfermedades cardiovasculares (Guillon y Champ, 2002). Las leguminosas son una fuente importante de alimento para personas en varias partes del mundo. Contienen numerosos compuestos que resisten a la digestión en el intestino delgado, que en conjunto han sido denominados como fracción indigerible, e incluye polisacáridos no amiláceos (celulosa, hemicelulosa, pectina), almidón resistente, oligosacáridos y otros compuestos indigeribles no hidrocarbonatos (lignina y polifenoles) que forman parte de la pared celular vegetal (Menezes y col., 2004; Saura-Calixto y col., 2000). El objetivo de este estudio fue evaluar la composición química, análisis de la digestibilidad del almidón y la fracción indigerible presente en tres variedades de leguminosas: frijol Negro, garbanzo y lenteja. 170

3 Materiales y métodos Materia prima: se utilizaron granos secos de frijol Negro (var. Tacana), garbanzo (var. Suprema) y lenteja. El frijol Negro fue donado por el INIFAP de Iguala Guerreo, el garbanzo por la Universidad Autónoma de Sinaloa y la lenteja por la Universidad Autónoma de Sonora. Preparación de la muestra: las muestras fueron sometidas a cocción en un cocedor tipo Mattson. El tiempo de cocción de las muestras fue el siguiente: frijol Negro (95 min), garbanzo (120 min) y lenteja (25 min). Las muestras fueron secadas a 60 C por 18 horas, y molidas hasta obtener las harinas. Análisis de la composición química proximal de las muestras Los análisis realizados para la determinación de la composición química proximal de las muestras fueron, humedad (14.004), cenizas (14.006), lípidos (14.018) y proteínas (14.026) por los métodos establecidos por la AOAC, (1990). Análisis de digestibilidad del almidón La determinación del contenido de AT se hizo según la metodología descrita por Goñi y col. (1997). La determinación del contenido de AD se realizó según la metodología propuesta por Holm y col. (1986). El contenido de AR se determinó con el método descrito por Goñi y col. (1996) y el proceso para determinar la fracción indigerible en un alimento fue propuesto por Saura-Calixto y col. (2000) como una alternativa para el análisis de fibra dietética. Resultados y discusión Composición química proximal de las muestras Los resultados del análisis de la composición química de las muestras se presentan en la Tabla 1. En la composición química, el garbanzo de la variedad Suprema presentó el valor más bajo de humedad (6.68 %) y el frijol Negro, variedad Tacana presentó el valor más alto (9.78 %). Estos valores fueron superiores a los encontrados por de Ameida Costa y col. (2006), en garbanzo reporta 2.29 % y 5.29 % en frijol común, cocidos y liofilizados de origen Brasileño. Sin embargo, Vargas-Torres y col. (2004) encontró valores similares para harina de frijol común en diferentes variedades: 9.1 % Tacana, 9.2 % Huasteca y 8.9 % Veracruz cultivadas en México. Las leguminosas son reconocidas por su aporte de proteínas. El contenido de proteína en las muestras analizadas fueron valores altos %, % y %, lo cual es característico de las leguminosas y concuerdan con los valores reportados por Hedley, (2001), que oscilan de 20.0 a 27.8 % en frijol Negro, 15.5 a 28.2 % en garbanzo y 23.0 a 32.0 % en lenteja. Estos valores pueden variar considerablemente según 171

4 la especie, y región de cultivo, así como a la formación del complejo almidón-proteína. El contenido de lípidos fue más alto para garbanzo (5.18 %), este valor cae dentro del intervalo de valores reportados por Hedley, (2001) en una variedad botánica desconocida (3.1 a 7.0 %). Sin embargo, el frijol Negro y la lenteja son pobres en el contenido de lípidos (1.59 y 0.98 %). En cuanto al contenido de cenizas, los valores están comprendidos entre 3.28 % y 5.43 %. Sandberg, (2002), indica que las leguminosas son consideradas una buena fuente en el contenido de minerales (457, 290 y 211 mg/100g en frijol común, garbanzo y lenteja) entre los cuales se encuentran el hierro, zinc, calcio y magnesio. La composición química de las leguminosas se relaciona con la región de cultivo y la variedad. Tabla 1. Composición química de las harinas de frijol Negro, garbanzo y lenteja cocidos (%) Muestras Humedad Proteína Lípidos Cenizas Frijol Negro 9.78 ± 0.35 a ± 0.22 b 1.59 ± 0.07 a 5.43 ± 0.34 a Garbanzo 6.68 ± 0.10 b ± 0.29 a 5.18 ± 0.35 b 4.05 ± 0.22 b Lenteja 9.41 ± 0.22 a ± 1.16 a 0.98 ± 0.07 c 3.28 ± 0.26 c Media aritmética de tres repeticiones ± desviación estándar, base seca N x 5.85 Medias dentro de cada columna con letras iguales no son significativamente diferentes (p<0.05) Análisis de la digestibilidad del almidón En la Tabla 2 se presenta el porcentaje de almidón total (AT), almidón disponible (AD) y almidón resistente (AR), expresados en base seca, en muestras cocidas. El contenido de AT de las muestras de frijol Negro, garbanzo y lenteja fueron de 53.80, y %, respectivamente. Cabe mencionar que debido a la cocción de las muestras una parte del contenido de almidón se encuentra como AD y otra como AR. Los valores de AD estuvieron en un intervalo de % para frijol Negro, % para garbanzo y % en lenteja, los cuales fueron significativamente diferentes. En lo referente al contenido de AR, puede observarse que el frijol Negro presentó el contenido de AR más alto (11.4 %), que el garbanzo (7.8 %) y lenteja (7.4 %). Las diferencias encontradas en el contenido de AT, AD y AR son debidas principalmente a la cocción de las muestras, sin embargo otros factores pueden explicar estas diferencias: el origen botánico, la naturaleza del almidón (la relación amilosa-amilopectina, la interacción entre el almidón con otros componentes), tipo de arreglo cristalino del almidón (A, B o C) y a la presencia de otros componentes como lípidos, proteína y fibra dietética (Rosin y col., 2002) 172

5 Tabla 2. Contenido de almidón total (AT), almidón disponible (AD) y almidón resistente (AR) de las harinas de frijol Negro, garbanzo y lenteja cocidos (%) Muestras AT AD AR Frijol Negro (var. Tacana) ± 0.79 a ± 1.11 a 11.4 ± 0.8 b Garbanzo (var. Suprema) ± 0.93 b ± 1.03 b 7.8 ± 0.2 a Lenteja ± 1.55 c ± 1.61 c 7.4 ± 0.3 a Media aritmética de tres repeticiones ± desviación estándar, base seca Medias dentro de cada columna con letras iguales no son significativamente diferentes (p<0.05) La fracción indigerible (FIT) de los alimentos, le la fracción que no es digerida en el intestino delgado, pasa al colon y sirve como substrato para la fermentación por la microflora colónica normal. Esta fracción comprende, a la fibra dietética, almidón resistente, proteína resistente, polifenoles y otros componentes asociados. La FIT está clasificada en dos fracciones principalmente: fracción indigerible insoluble (FIi) y fracción indigerible soluble (FIs). La FIT fue superior en frijol Negro (52.44 %) que en garbanzo (40.76 %) y lenteja (33.99 %), presentando diferencias estadísticamente significativas (p<0.05), considerando que la mayor parte se representa en la FIi, debido principalmente a que está relacionada con su composición y la cantidad de almidón resistente, proteína resistente y celulosa presentes. Osorio-Díaz y col. (2005) observaron que en frijol Mayocoba, los valores de FIT se encuentra representada principalmente por la FIi (35.04 %). Para la FIs el valor más alto se observó también en frijol Negro (10.78 %), esta fracción esta integrada por pectinas, hemicelulosa, gomas y mucílagos, sin embargo, los valores de FIs obtenidos en este trabajo fueron superiores a los reportados por Vargas-Torres y col. (2004) en muestra de frijol Negro cocido de la variedad Tacana (5.6 %). Las variaciones observadas podrían ser justamente por la diferencia en la región de cultivo y el procesamiento del alimento. Tabla 3. Contenido de la fracción indigerible total (FIT), fracción indigerible soluble (FIs) y fracción indigerible insoluble (FIi) de las harinas de frijol Negro, garbanzo y lenteja cocidos (%) Muestras FIT* FIi FIs Frijol Negro ± ± 0.30 a ± 0.73 a Garbanzo ± ±1.15 b 3.87 ± 0.34 b Lenteja ± ± 0.98 c 3.26 ± 0.51 b Media aritmética de tres repeticiones ± desviación estándar, base seca *FIT=FIi + FIs Medias dentro de cada columna con letras iguales no son significativamente diferentes (p<0.05) Bibliografía AOAC, Official Methods of Analysis. 10 th. Association of Official Analytical Chemists. Washington, DC, USA. 173

6 de Ameida, C. G. E., Queiroz-Monici, K. S., Machado, R, S. M. P. M. and Costa, O. A Chemical composition, dietary fibre and resistant starch contents of raw and cooked pea, common bean, chickpea and lentil legumes. Food Chemistry. 94: Guillon, F. and Champ, M. M. J Carbohydrate fractions of legumes: uses in human nutrition and potential for health. British Journal of Nutrition. 88(3Suppl): 293S-306S. Hedley, C Carbohydrates in grain legume seeds: improving nutritional quality and agronomic characteristics, Hardback. Editores, International. Pp Hoover, R. and Sosulski, F Composition, structure, functionality and chemical modification of legumes starches: A review. Canadian Journal of Phisiology and Pharmacology. 69: Lee, H. C., Htoon, A. K. and Paterson, J. L Alkaline extraction of starch from Australian lentil cultivars matilda and digger optimised for starch yield and starch and protein quality. Food Chemistry. 102: Menezes, E. W., Melo, A. T., Lima, G. H. and Lajolo, F. M Measurement of carbohydrate components and their impact on energy value of foods. Journal of Food Composition and Analysis. 17: Osorio-Díaz, P., Tovar, J., Paredez-López, O., Acosta-Gallegos, J. A. and Bello-Pérez, L. A Chemical composition and in Vitro starch bioavailability of Phaseolus vulgaris (L) cv Mayocoba. Journal of the Science of Food and Agriculture. 85: Rosin, P. M., Lajolo, F. M. and Menezes, E. W Measurement and characterization of dietary starches. Journal of Food Composition and Analysis. 15: Sandberg, A. S Bioavailability of minerals in legumes. British Journal of Nutrition. 88(3Suppl): 281S-285S. Saura-Calixto, F., García-Alonso, A., Goñi, I. and Bravo, L In Vitro determination of the indigestible fraction in foods: alternative to dietary fiber analysis. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 48: Tharanathan, R. N. and Mahadevamma, S Grain legumes a boon to human nutrition. Food Science of Technology. 14: Vargas-Torres, A., Osorio-Díaz, P., Tovar J., Paredes-López, O., Ruales, J. and Bello-Pérez, L. A Chemical composition, starch bioavailability and indigestible fraction of Common beans (Phaseolus vulgaris L.). Starch/Stärke. 56: