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Evaluacin Biolgica de la Calidad Proteica de Diferentes Variedades de Cebada (Hordeum sativum Jess).

Q. A. Patricia Lpez Perea, Q. A. Fabiola Araceli Guzmn Ortiz, Dra. Elizabeth Contreras Lpez y Dra. Alma Delia Romn Gutirrez. Centro de Investigaciones Qumicas. Universidad Autnoma del Estado de Hidalgo. Carretera Pachuca-Tulancingo, km 45. Ciudad Universitaria. C.P. 42076. Pachuca de Soto, Hidalgo, Mxico.

Resumen La calidad proteica de los cultivares de cebada Esmeralda 1, M16, Pastor Ortiz del estado de Hidalgo y M16 del estado de Tlaxcala fue evaluada por la determinacin de la relacin de eficiencia proteica (PER), basndose en el incremento de peso de ratas alimentadas con dietas bajo condiciones estandarizadas. Se observ que no existen diferencias significativas entre las cuatro variedades estudiadas, es decir, que las cuatro variedades proporcionan la misma calidad proteica al organismo. Con relacin a la casena si hay una diferencia marcada, ya que dicha protena proporciona mayor incremento de peso que las variedades de cebada. Esta diferencia entre las protenas de casena y las protenas de cebada se debe a su contenido de aminocidos esenciales.

Abstract Protein quality of barley cultivars Esmeralda 1, M16, Pastor Ortiz of the state of Hidalgo and M16 of the state of Tlaxcala were evaluated by the determination of protein efficiency ratio (PER), being based on the increment of weight of rats fed with diets under standardized conditions. It was observed that significant differences don't exist among the four studied varieties, that is to say that the four varieties provide the same protein quality to the organism. With relationship to the casein if there is a marked difference, since this protein provides bigger increment of weight that the barley varieties. This difference between the casein proteins and the barley proteins is due to its content of essential aminoacids.

Introduccin La cebada es el cuarto cereal ms importante en el mundo despus del trigo, el arroz y el maz. La cebada como todos los cereales es deficiente en determinados aminocidos esenciales como son lisina, histidina, metionina, treonina y triptofano. El anlisis qumico de la cebada es muy importante para evaluarla como alimento de consumo humano, pero el valor nutricional real de las protenas no se refleja en la

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composicin qumica. Es por ello que la evaluacin biolgica es ms deseable. Los mtodos biolgicos se basan en la ganancia en peso o en la retencin de nitrgeno en ensayos con animales experimentales, que habitualmente es la rata, que son alimentados con dietas que contengan la protena a analizar.

Materiales y Mtodos Se utilizaron cuatro muestras de cebada (Hordeum sativum jess), cuatro de ellas fueron producidas en el estado de Hidalgo (Esmeralda 1, M16 y Pastor Ortiz) y una en el estado de Tlaxcala (M16). Las siete variedades fueron cultivadas en el ciclo 2003, bajo condiciones de temporal. Cada variedad de cebada fue limpiada para eliminar impurezas. A los cultivares se les realiz el anlisis qumico para conocer el contenido de protenas (46.10 AACC, 2001). Animales de prueba. Se emplearon ratas Wistar macho de 21 das de nacidas, cuyos pesos oscilaban entre 28 y 29 g. Las ratas fueron obtenidas en el bioterio de la Universidad Nacional Autnoma de Mxico. Composicin de las dietas. Las dietas contenan harina de las siete variedades de cebada. Un lote de ratas fue alimentado con una dieta de casena como protena control. La cantidad de protena se ajusto a 8.5 %, para adecuar la composicin de la materia prima a ensayar (Tabla 1). Las dietas se prepararon de acuerdo a la formulacin establecida por la AOAC (1990). Relacin de eficiencia proteica. Fue determinado de acuerdo al mtodo el 960.48 AOAC (1990). Las ratas fueron pesadas inicialmente y distribuidas homogneamente de acuerdo al mtodo de la culebra japonesa. Dichas ratas fueron divididas en lotes de seis ratas cada uno, considerando el peso de cada una. Las ratas fueron colocadas en jaulas individuales. Se mantuvo controlada la temperatura a 24C y la humedad relativa a 48 HR, con ciclos de 12 horas de luz y oscuridad. Se les suministro las dietas preparadas y agua suficiente. Cada tercer da se registro el peso ganado y la cantidad de alimento consumido. Al concluir los 28 das del bioensayo se determin el valor de PER y PER ajustado, en base a las siguientes frmulas:

FPPER

AI

=

expref

exp casenaPERcasenaPER

PERajustado PER =

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Donde: P = Incremento de peso (en gramos) AI = Alimento ingerido total (en gramos) F = % de protena en la dieta/ 100 PER exp. = Valor PER obtenido en el bioensayo. PER Casena ref. = Valor de la casena de referencia = 2.5 PER Casena exp. = Valor PER de la casena obtenido en el bioensayo.

Tabla 1. Composicin de las dietas experimentales (g/100g de dieta).

a = Aceite de maz Patrona b = M. minerales TEKLAD # 170760 c = M. vitaminas TEKLAD # 140060 d = Celulosa SIGMA C-8002 e = Hidratos de carbono (Maizena comercial) f = Casena SIGMA C-3400

Anlisis estadstico. Se efectu un anlisis de varianza ANOVA de una sola va acoplado a la prueba de rango multiple de Duncan empleando el software STATGRAPHICS plus versin 4.0.

Resultados y Discusin Curvas de crecimiento. Con los valores promedio obtenidos de los pesos iniciales y el peso ganado por das, se realizaron las curvas de crecimiento de las ratas alimentadas con las dietas preparadas (Figura 1). Se observ en las curvas de crecimiento, que los lotes de ratas alimentadas con las variedades de cebada no alcanzan el incremento de peso que proporciona la dieta de casena. Esto es como consecuencia de que la cebada es deficiente en aminocidos esenciales en relacin con la casena. La cebada contiene 3.5% de lisina, 3.2% de treonina, 1.5% de triptfano y 6.6% de leucina (Callejo, 2002), mientras que la

DIETA Casenaf Esmeralda1 (Hidalgo)

Pastor Ortiz (Hidalgo)

M16 (Hidalgo)

M16 (Tlaxcala)

Fuente protena 9.73 87.74 82.42 87.18 86.08 Grasaa 7.98 7.21 7.32 7.11 7.19 Mezcla mineralesb 3.94 2.04 2.11 1.96 2.14 Mezcla vitaminasc 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Celulosad 4.50 0.02 0.55 0.94 Hidratos de carbonoe 68.63 1.99 6.60 2.75 2.65 Agua 4.22 4.22 4.22 4.22 4.22

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casena contiene 6.4% de lisina, 5.0% de treonina, 1.6% de triptfano y 8.8% de leucina (Beisel et al, 1998). La cebada en comparacin con la protena ideal (lisina 5.5%, treonina 4.0%, triptfano 1.0% y leucina 7.0%) posee mayor cantidad de triptfano, es deficiente en lisina, baja en treonina y leucina.

Figura 1. Curvas de crecimiento de las ratas alimentadas con cebada.

0

20

40

60

80

100

120

140

0 2 5 7 9 12 14 16 19 21 23 26 28

Das

Incr

emen

to de

pe

so (g)

Casena Pastor Ortiz Esmeralda HidalgoM16 Tlaxcala M16 Hidalgo

A pesar de que no existen diferencias estadsticas entre las variedades con respecto al incremento de peso en las ratas, se puede observar que las variedades Esmeralda 1 y M16 Tlaxcala proporcionan mayor ganancia de peso que Pastor Ortiz y M16 Hidalgo, stas ltimas tienen un comportamiento muy similar (Figura 1). El incremento de peso que cada variedad proporcion a las ratas tambin refleja cual es la calidad de la protena de la cebada consumida, es decir, a mayor incremento de peso mayor calidad proteica.

Los resultados del PER mostrados en la Tabla 2, indican que existen diferencia entre la calidad de las protenas de las variedades estudiadas, con respecto a la casena. Entre las variedades estudiadas no existen diferencias estadsticamente significativas Los valores de PER oscilan entre 2.4 y 2.2. El PER ajustado vara de 1.9-1.8. Se puede decir que la variedad con menor PER es M16 Hidalgo (2.2). Las variedades con mayor eficiencia proteica son Esmeralda 1 (2.4) y M16 Tlaxcala (2.4). Pastor Ortiz (2.3) es mas baja que estas dos ltimas variedades, pero ms alta que M16 Hidalgo. La escasa variacin de PER entre las variedades puede deberse a la pobre palatabilidad de las ratas hacia la cascarilla de la

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cebada, debido a que la cascarilla tiene efectos sobre la comida ingerida por las ratas (Bhatty et al, 1975). Sin embargo las cuatro variedades proporcionan la misma calidad proteica.

Tabla 2. Determinacin de calidad proteica de las cebadas mediante el bioensayo (desviacin estndar).

LOTE DE PROTENAb PESO ALIMENTO VALORES PER ANIMALESa GANADOc CONSUMIDOc PERc AJUSTADOc

Casena 8.5 (0.1) 88 (19.0)B 328 (43.5)B 3.1 (0.4)B 2.5B Pastor Ortiz H 8.3 (0.2) 55 (9.3)A 287 (40.0)A 2.3 (0.1)A 1.8A Esmeralda 1 H 8.5 (0.2) 63 (4.9)A 307 (24.6)AB 2.4 (0.1)A 1.9A M16 H 8.4 (0.1) 55 (7.3)A 294 (35.1)AB 2.2 (0.2)A 1.8A M16 T 8.6 (0.1) 61 (4.2)A 297 (15.6)AB 2.4 (0.1)A 1.9A a = Ratas machos recin destetadas de la raza Wistar, alimentadas con la respectiva dieta. b = Concentracin de protena cruda en la dieta respectiva [para casena (N x 6.38) y para cebada (N x 5.83)]. c = Letra diferente dentro de la columna indica diferencias significativa estadstica. H = Hidalgo T = Tlaxcala

Los valores obtenidos del PER demuestran un bajo valor nutritivo de la protena de la cebada en comparacin con la protena control. La calidad de una protena est relacionada fundamentalmente con su composicin de aminocidos esenciales y con su digestibilidad. Las protenas de alta calidad son las que contienen todos los aminocidos esenciales (FAO/WHO/UNU, 1985). Es por eso que las protenas de la cebada no son de alta calidad porque carecen de algunos aminocidos esenciales como la lisina, treonina, metionina y triptfano. Adems las protenas de origen animal son de mejor calidad que las de los cereales.

Las variedades Esmeralda 1 y M16 Tlaxcala poseen los valores de PER ms altos. Es as que estas dos variedades proporcionaron los incrementos de peso ms altos (Figura 15). El incremento de crecimiento de Pastor Ortiz y M16 Hidalgo es menor a las otras dos variedades, por tener menos eficiencia proteica.

La calidad proteica de la cebada, donde su valor de PER ajustado varia entre 1.9 1.8, es de mejor calidad que la protena del maz (Zea mays L.) cuyo valor PER ajustado se encuentra entre 1.6 y 1.7 (Oropeza et Ortiz, 1989). La calidad de la protena de cebada es de mayor calidad que la del maz an siendo los dos cereales y que la mayora de stos son deficientes en casi los mismos aminocidos esenciales. El arroz presenta una eficiencia

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proteica similar a la cebada, su valor PER no ajustado es de 2.2 (FAO, 1970). Sin embargo si el arroz es enriquecido con 0.4% de lisina y 0.5% de treonina su eficiencia proteica aumenta a 4.58. Tambin si el maz es enriquecido con 0.4% de lisina y 0.07% de triptfano la eficiencia proteica aumenta a 2.3 en valores de PER ajustado (FAO, 1970). Por lo tanto si la cebada es enriquecida con aminocidos esenciales de los cuales es deficiente, la calidad proteica de la cebada sera mayor. As la cebada enriquecida con 0.2% de lisina, 0.05% de triptfano, 0.2% de treonina y 0.1% de metionina proporciona una eficiencia proteica de 2.4 (PER ajustado) segn la FAO en 1970. Esto resulta satisfactorio para aumentar la calidad proteica de alimentos hechos a base de cebada. Tambin la calidad de la protena de la cebada puede ser menor debido a factores edficos o ambientales que afecten al desarrollo de la planta. Por ejemplo cebadas de la India presentan valores de PER ajustado entre 1.4-1.5 (Snehil et Sudesh, 1998), inferiores a las cuatro variedades analizadas en ste estudio.

Conclusin La calidad proteica de todas las variedades es similar, por lo que se concluye que cualquiera que sea la variedad consumida proporciona la misma eficiencia de protena al organismo. As deben de proporcionar la misma cantidad de aminocidos esenciales.

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15 Th edition. Vol. II. Edited by Kenneth Helrich. pp. 777-781, 1095-1096. Bhatty, R. S., Berdahe, J. D. and Chistison, G. I. (1975). Chemical composition and digestible

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