valoraciÓn quÍmica nutricional de la harina de semilla de...

CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA – CONCYT –

SECRETARIA NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA – SENACYT – FONDO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA – FONACYT -

UNIVERSIDAD DEL VALLE DE GUATEMALA

INFORME FINAL

VALORACIÓN QUÍMICA NUTRICIONAL DE LA HARINA DE SEMILLA DE DIFERENTES ESPECIES DE INGA (I. jinicuil, I. laurina, I. vera). ESTUDIOS

PRELIMINARES PARA SU INCORPORACIÓN EN LA DIETA DE LA POBLACIÓN RURAL

PROYECTO FODECYT No. 043-2006

DR. RICARDO BRESSANI Investigador Principal

GUATEMALA, MARZO 2010

AGRADECIMIENTOS: La realización de este trabajo ha sido posible gracias al apoyo financiero del Fondo Nacional de Ciencia y Tecnología – SENACYT - , otorgado por la Secretaria Nacional de Ciencia y Tecnología – SENACYT – y al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología – CONCYT.

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Valoración Química Nutricional de la Harina de Semilla de Diferentes Especies de Inga (I. jinicuil, I. laurina, I. vera). Estudios Preliminares para su Incorporación a la Dieta de la Población Rural.

RESUMEN

La presente investigación fue desarrollada con el propósito de evaluar el uso potencial del fruto de las ingas en la alimentación, especialmente de los habitantes del área rural involucrados en el cultivo del café, ya que estas leguminosas son de amplia distribución en las áreas cafetaleras. La investigación consistió en el estudio de las propiedades físicas, químicas y nutricionales del fruto de tres especies de ingas, conocidas como guaba (Inga vera), cushin (Inga jinicuil) y paterna (Inga paterno). Para evaluar el potencial de uso de estos recursos en la nutrición fue necesario conocer las características físicas y composición química proximal y mineral de las vainas, semillas y pulpa y de las hojas, este estudio se enfocó particularmente en la utilización de las semillas para la producción de harina para ser incluida en la elaboración de alimentos para este sector de la población. Las muestras de fruto provenían de diferentes fincas cafetaleras situadas en los departamentos de Suchitepéquez, Escuintla, Santa Rosa y Alta Verapaz. Con las semillas de guaba y paterna fueron elaboradas harinas siguiendo diferentes tiempos y procedimientos de cocción, así como la adición de ceniza de leña e hidróxido de calcio, con el objetivo de eliminar sustancias anti-nutricionales. Las harinas fueron utilizadas para elaborar dietas las cuales fueron suministradas a animales de experimentación para evaluar la calidad de la proteína. Fueron utilizados los índices PER (Razón de Eficiencia Proteica) y RNP (Razón Neta de Proteína) para dicho fin. Los resultados demostraron baja calidad de la proteína contenida en las semillas de inga, la cual no fue mejorada con ninguno de los tratamientos de preparación de las harinas. Los resultados obtenidos en las evaluaciones biológicas no permitieron alcanzar el objetivo propuesto para la utilización de las harinas de semilla de inga en la elaboración de alimentos para consumo humano. Por su alto contenido en proteína, fibra y minerales se recomendó evaluar la contribución de las vainas en la alimentación animal, así como, el uso de la pulpa para la elaboración de jaleas y bebidas, debido a su alto contenido de azúcares. La utilización de la semilla para consumo humano, estaría sujeta a nuevas pruebas para eliminar otros compuestos que inciden en la baja aceptación del alimento y la calidad proteica de las semillas de inga. Las hojas, en vista de su composición química son útiles en la alimentación.

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ABSTRACT

The present research was carried out in order to evaluate the potencial use of the fruit of some species of Inga in the feeding of rural inhabitants of those involved in the cultivation of coffee, since these legume tree are widely distributed in the land area of coffee cultivation where they are used as shade. The research consisted in the study of the physical, chemical and nutritional properties of the fruit of three inga species, known as ‘guaba’ (Inga vera), ‘cushin’(I. jinicuil) and paterna (I. paterno). In order to evaluate the potential of these resources as food for humans it was necessary to know the physical characteristics, the proximal chemical composition and mineral content of the pods, the seed and the pulp and leaves, this study focused particularly in the use of the seed as a processed fluor to be included in the formulation of complementary foods for compsumtion by the rural population. The fruit samples were collected from different coffee farms located in Suchitepéquez, Escuintla, Santa Rosa and Alta Verapaz. The seed of guaba and paterna were processed by cooking in boiling water for different times and using ash in some study, as well as, calcium hydroxide in the cooking liquors. This was done by the objective to destroy antinutritional enzymatic inhibitors and other substances. The fluor developed were included in experimental diets fed to laboratory rats for protein quality studies. The results from the biological studies did not allow to reach the improving for performance of the animals. In view of the attractive chemical composition of the pods and leaves these could find applications as animal feed. On the other hand, the pulp is also a product of potential use in jams and drinks. The use of the seed for human comsumption would require new test to eliminate antiphysiological compounds that affect the low acceptance of the food and the protein quality of the seeds of Inga. Because the chemical composition, the leaves are useful in feeding.

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PARTICIPANTES EN EL PROYECTO

El desarrollo del proyecto Valoración química nutricional de la harina de semilla de diferentes especies de Inga. Estudios Preliminares para su incorporación en la dieta de la población rural, Proyecto FODECYT No. 043-2006 contó con la participación de los siguientes profesionales: Dr. Ricardo Bressani, Investigador Principal y Coordinador Dra. María Antonieta Alfaro, Investigadora Asociada Ing. Pablo Figueroa Solares, Investigador Tesista Maestría en Tecnología de Alimentos Ing. Claudia Arreaga, Analista de Laboratorio y Ejecutora de Proyecto Técnico Víctor Cajón, Técnico a cargo del proceso experimentos biológicos Técnico Carlos Arias, Técnico Analista de Laboratorio Técnico Brenda Rodas, Técnico Analista de Laboratorio Srita. Kelly León, Apoyo Administrativo

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AGRADECIMIENTOS

El desarrollo del Proyecto FODECYT 043 2006, Valoración química nutricional de la harina de semilla de diferentes especies de Inga. Estudios Preliminares para su incorporación en la dieta de la población rural, ha sido posible gracias al apoyo financiero del Fondo Nacional de Ciencia y Tecnología – FONACYT –, otorgado por la Secretaria Nacional de Ciencia y Tecnología – SENACYT – a través de las líneas de investigación del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología – CONCYT. Al mismo tiempo se deja constancia del agradecimiento a las siguientes Instituciones y Personas que con sus aportes y apoyo facilitaron su realización: Universidad del Valle de Guatemala, Laboratorio de Análisis de Alimentos de la Carrera de Tecnología de Alimentos por las facilidades para la realización del estudio y de los análisis químicos de las muestras de Inga. Asociación Nacional del Café, ANACAFE, a través del Laboratorio de Análisis de Aguas, Suelos y Plantas, ANALAB, por las facilidades para la obtención de muestras en fincas particulares y por facilitar la realización del estudio y de análisis químicos. Al Ing. Humberto Jiménez, Técnicos Analistas y a los Sres. Víctor Galicia y Roy López Linares por el apoyo brindado en el estudio físico de las frutas y en la elaboración de harinas de Inga. Instituto de Nutrición de Centro América y Panamá por las facilidades para la realización de los ensayos biológicos.

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TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN………………………………………………………………… i ABSTRACT……………………………………………………………….. ii PARTE I. I.1.INTRODUCCIÓN ........................................................................................ 2 I.2.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..................................................... 3

1.2.1. ANTECEDENTES EN GUATEMALA ................................................................... 3 1.2.2. JUSTIFICACION ..................................................................................................... 4

I.3.OBJETIVOS .................................................................................................. 5

I.3.1. OBJETIVO GENERAL ............................................................................................ 5 I.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................... 5

I.4. METODOLOGIA ........................................................................................ 6

I.4.1. COLECTA DE MATERIAL Y PROCEDENCIA .................................................... 6 I.4.2. ANALISIS FÍSICO Y QUÍMICO DE LAS MUESTRAS ........................................ 7

I.4.2.1. Evaluación física de los componentes del fruto .................................................. 7 I.4.2.2. Análisis químico proximal de vainas, semillas, pulpa y hojas ............................ 7 I.4.2.3. Análisis químico mineral de vaina, semillas, pulpa y hojas ............................... 7 I.4.2.4. Análisis de compuestos anti-nutricionales .......................................................... 7 1.4.2.5. Pruebas preliminares de la utilización de la pulpa ............................................. 7

I.4.3. EVALUACION NUTRICIONAL MEDIANTE PRUEBAS BIOLÓGICAS ........... 8

1.4.3.1. Primer Ensayo: Evaluación nutricional de dos harinas de Inga sometidas a diferentes tiempos de cocción. ........................................................................................ 9 1.4.3.2. Segundo Ensayo: Evaluación nutricional de harina de Inga según diferentes tiempos de cocción y tratamiento con ceniza. ................................................................. 9 1.4.3.3. Tercer Ensayo: Evaluación nutricional de harina de Inga Paterna según diferentes tiempos de cocción y tratamiento de la semilla con cal (hidróxido de calcio).

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....................................................................................................................................... 10 1.4.3.4. Diseño Experimental y Modelo Estadístico ..................................................... 10 1.4.3.5. Tratamientos ..................................................................................................... 11 I.4.3.6. Variables Respuesta .......................................................................................... 12

1.4.4. MANEJO DE LOS EXPERIMENTOS .................................................................. 12

1.4.4.1. Obtención del material ..................................................................................... 12 1.4.4.2. Almacenamiento y procesamiento del material experimental .......................... 12 1.4.4.3. Análisis químico proximal y mineralógico ...................................................... 13 1.4.4.4. Evaluación nutricional de las semillas de Ingas ............................................... 13 1.4.4.5. Toma y Análisis de Datos ................................................................................. 13

PARTE II MARCO TEÓRICO ......................................................................................... 14 PARTE III III.1.RESULTADOS ........................................................................................ 30

III.1.1. FRACCIONAMIENTO FISICO DE LOS FRUTOS O VAINAS DE INGAS . 30 III.1.2. ANÁLISIS QUÍMICO PROXIMAL Y MINERAL DE LAS FRACCIONES DEL FRUTO Y DE LAS HOJAS ............................................................................................ 35 III.1.2.1. Análisis Químico Proximal ............................................................................... 35 III.1.2.2. Análisis de Minerales ........................................................................................ 38 III.1.2.3 Análisis de factores antinutricionales ................................................................. 41 III. 1.3. ESTUDIOS PRELIMINARES DEL USO DE LA PULPA. ............................... 43 III.1.4. EVALUACIÓN NUTRICIONAL DE HARINAS ELABORADAS CON SEMILLA DE INGAS A TRAVES DE ENSAYOS BIOLÓGICOS ............................. 45

III.1.4.1. Primer Ensayo: Evaluación nutricional de harinas de dos especies de Inga sometidas a diferentes tiempos de cocción. ................................................................... 45 III.1.4.2. Segundo Ensayo: Evaluación nutricional de harina de paterna según diferentes tiempos de cocción y tratamiento con ceniza. .............................................. 48 III.1.4.3. Tercer ensayo biológico: Evaluación nutricional de harina de Inga Paterna según diferentes tiempos de cocción a presión y tratamiento de la semilla con cal (hidróxido de calcio) ...................................................................................................... 50

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III.2. DISCUSIÓN DE RESULTADOS .......................................................... 54

PARTE IV IV.1. CONCLUSIONES ................................................................................... 57 IV.2. RECOMENDACIONES ......................................................................... 58 IV.3. BIBLIOGRÍA .......................................................................................... 59 IV.4. ANEXOS ................................................................................................. 63

IV.4.1. ANALISIS ESTADISTICO PARA LAS VARIABLES DEL PRIMER ENSAYO BIOLÓGICO. .................................................................................................................... 63 IV.4.2. ANALISIS ESTADÍSTICO PARA VARIABLES DEL SEGUNDO ENSAYO BIOLOGICO ..................................................................................................................... 68 IV.4.3. ANALISIS ESTADÍSTICO PARA VARIABLES DEL TERCER ENSAYO BIOLÓGICO ..................................................................................................................... 72 IV.4.4. FOTOGRAFÍAS ................................................................................................... 76

PARTE I

I.1 INTRODUCCIÓN

Las semillas de las leguminosas, junto con los cereales y con algunas frutas y raíces tropicales, han sido la base de la alimentación humana por mucho tiempo. Su principal característica es el aporte proteico, así como fuente de fibra, vitaminas principalmente del complejo B12 y de minerales como hierro y calcio, elementos que generalmente son deficientes en la dieta de la población de las áreas rurales.

Muchas especies leguminosas del género Inga, se encuentran ampliamente distribuidas en Guatemala ya que constituyen la principal fuente de sombra para el cultivo de café. Todas ellas tienen un fruto comestible, apetecible por la pulpa dulce que rodea las semillas, tal es el caso del Cushin y de la Paterna. En muy pocas áreas cafetaleras y únicamente en el caso de la paterna, se utiliza la semilla para el consumo humano.

A pesar de la buena aceptación en el consumo de la pulpa de ingas, ambas leguminosas no tienen un nicho de mercado bien establecido. Los frutos son frecuentemente afectados por larvas de lepidópteros lo que, en muchos casos, desestimula su compra. De esta forma, gran cantidad de frutos son desperdiciados permaneciendo en las plantaciones cafetaleras donde pasan a formar parte del material a ser reciclado en el suelo, para suministro de nutrientes al cultivo. Tampoco ha habido una iniciativa para el aprovechamiento de los frutos en la industria alimenticia debido a los pocos estudios que se han realizado para conocer el valor nutricional y las posibilidades de incorporar este recurso a la dieta de la población rural.

Las especies de Inga constituyen el mayor recurso arbóreo en sistemas agroforestales, con una amplia distribución en la franja cafetalera del país que se extiende desde los 800 hasta los 1600 msnm, siendo importante, que además de los usos tradicionales para sombra y leña, se considere la posibilidad del procesamiento de los frutos y de su incorporación en alimentos de consumo diario en las comunidades rurales.

Los pocos estudios realizados para el aprovechamiento de esta leguminosa, se han concentrado en la determinación de la composición química, por lo cual se consideró necesario ampliar la información sobre el valor nutricional y la disponibilidad de nutrientes mediante diferentes formas de procesamiento.

El presente estudio se realizó con tres especies de Inga, siendo ellas comúnmente conocidas como guaba (Inga vera), paterna (Inga paterno) y cushin (Inga jinicuil), cuyos frutos son aprovechados únicamente por la pulpa. En el estudio se incluyó el análisis físico, químico proximal y mineral de las diferentes partes del fruto (vaina, pulpa y semilla), así como de

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las hojas, considerando que estas últimas podrían ser también utilizadas para la alimentación animal debido a su alto contenido de fibra y proteína.

Las muestras de vainas y hojas analizadas fueron provenientes de diferentes fincas de café localizadas en las regiones cafetaleras del sur (Departamento de Suchitepéquez, Escuintla y Santa Rosa) y norte del país (Departamento de Alta Verapaz). Con las semillas, procesadas según diferentes tratamientos de cocción, se elaboraron harinas que fueron analizadas químicamente y que posteriormente se utilizaron en estudios de evaluación nutricional, donde se incluyeron las harinas en dietas para animales de experimentación.

Los resultados de la evaluación nutricional demostraron poca ganancia de peso y en algunos casos, muerte de los animales de experimentación, mostrando fuertes indicios de la baja calidad de la proteína. Los resultados no fueron alentadores en cuanto a obtener mayor disponibilidad de la misma en ninguno de los tratamientos de cocción, sin embargo se sugiere realizar estudios más profundos enfocados a la eliminación de compuestos anti-nutricionales o tóxicos que inciden en la palatabilidad y digestibilidad de la harina de inga.

Los resultados obtenidos en la evaluación nutricional no permitieron cumplir con el objetivo de elaborar alimentos aptos para el consumo humano a partir de la semilla, sin embargo, se observaron resultados promisorios sobre el aprovechamiento de la pulpa para elaboración de jaleas y refrescos.

Aunque el material vegetativo de las ingas ha sido utilizado principalmente como cobertura de suelo y fuente de nutrientes para el cultivo del café, la cantidad de proteína contenida en las hojas sugiere que pueda ser utilizado para alimentación animal mediante preparación de forrajes y ensilados. El estudio contribuyó al conocimiento de la composición química y mineral de los frutos y hojas de estas especies arbóreas, información que puede ser utilizada para evaluar otros posibles usos industriales.

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I.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La constante necesidad de mejorar la calidad nutricional de la población, nos obliga a buscar dentro de los recursos fitogenéticos aquellos con potencial alimenticio para ser incorporado en la dieta de la población más vulnerable, principalmente la de las áreas rurales.

Según estudios realizados por el Ministerio de Salud Pública y Asistencia Social (2002), la desnutrición afecta principalmente a los pobladores del área rural y dentro de ellos a niños y niñas en crecimiento, así como a mujeres en edad reproductiva. El cuadro siguiente demuestra los resultados de desnutrición crónica, anemias en niños menores de 5 años y desnutrición en madres lactantes:

Zona del país % de Desnutrición crónica en niños

menores de 5 años

% de Anemia en niños menores de

5 años

% de Desnutrición Materna (niños

menores de 5 años)

Nor Oriente 13.1 46.3 2.7 Central 17.3 34.7 3.1

Sur Occidente 28.0 45.5 1.3 Fuente: MSPAS, 2002. Encuesta Nacional de Salud Materno Infantil. Guatemala.

Debido a la situación de pobreza y falta de oportunidades en las comunidades rurales muchas familias se ven obligadas a desplazarse anualmente hacia las fincas de café para ejecutar las labores de cosecha y estos grupos vulnerables constituyen una de las mayores fuerzas de trabajo cuyas necesidades alimenticias deben ser atendidas prioritariamente.

El cultivo de café se ubica en aproximadamente 262,000 hectáreas de las cuales más del 80% es sombreado con diferentes especies arbóreas del género Inga. El cultivo involucra a más de 59,000 familias que podrían ser beneficiadas mediante la elaboración de alimento a partir de las semillas de Ingas las cuales contienen un alto porcentaje de proteína.

1.2.1. ANTECEDENTES EN GUATEMALA.

La crisis en la baja de los precios de café ocurrida a finales de los años 90 puso en evidencia la fragilidad económica de las fincas cafetaleras lo cual repercutió en las condiciones de salud, nutrición y educación de los pobladores rurales que se dedican a las labores del cultivo (CEPAL, 2002). Por lo tanto, cualquier esfuerzo que sea realizado para mejorar la condición nutricional de las familias que participan en la producción del grano, debería ser estimulado, a efecto de encontrar alternativas para mejorar la nutrición, particularmente de los niños que acompañan a sus padres en estas labores.

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Estudios que permitan determinar el valor nutricional de las semillas de Inga en Guatemala han sido pocos o no se han llevado a cabo. Uno de ellos, realizado en el Instituto de Nutrición de Centro América y Panamá, publicado en las Tablas de Alimentos de Uso Común en Países de Latinoamérica, muestra que las semillas de Inga paterna contiene 19 gramos de proteína y 63 gramos de carbohidratos totales. Se desconoce si esta proteína es de buena digestibilidad, aunque se sospecha que pueda contener algunos compuestos anti-nutricionales, como es común en la mayoría de granos de las leguminosas.

1.2.2. JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACION

Tomando en cuenta que las ingas son un recurso ampliamente establecido en las plantaciones cafetaleras, que su fruto es poco aprovechado para el consumo humano y que su semilla presenta características químicas que se perfilan con un buen potencial para su uso en la alimentación, se planteó la presente investigación, con el fin de encontrar una alternativa para complementar los nutrientes esenciales a los pobladores del área rural, ya que estos son los que presentan el mayor déficit de nutrientes entre la población guatemalteca. Con la presente investigación se pretende contribuir a subsanar las necesidades alimenticias de grupos vulnerables, particularmente de las familias pobres que participan en el cultivo de café y que año con año se desplazan de sus lugares de origen hacia las fincas cafetaleras en busca de un trabajo temporal.

Debido a la poca investigación que se ha realizado a nivel nacional para conocer las propiedades del fruto de la inga, se plantea este estudio en el cual, además de contribuir al conocimiento de las propiedades químicas de la semilla, se pretende encontrar una forma de procesamiento adecuado para eliminación de compuestos antinutricionales y obtener con ello un mejor aprovechamiento de la proteína. Ya que las leguminosas contienen aminoácidos esenciales, suplementarios a las dietas con cereales, particularmente el maíz, su contribución a la alimentación humana, puede ser de importancia en la reducción de la desnutrición crónica que afecta a los pobladores del área rural.

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I.3 OBJETIVOS

I.3.1. OBJETIVO GENERAL

Evaluar el potencial alimenticio de la semilla de Inga para su inclusión en la dieta de trabajadores del área rural, especialmente en las fincas de café, donde el recurso es abundante.

I.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

I.3.2.1 Evaluar la calidad nutricional de la semilla de inga y verificar su potencialidad como fuente de alimento para los trabajadores del área rural.

I.3.2.2 Hacer un mejor aprovechamiento de los recursos alimenticios, actualmente poco utilizados, que son abundantes en las fincas cafetaleras. I.3.2.3 Mejorar el nivel y la calidad de proteína suministrada por las fuentes tradicionales de alimento. I.3.2.4 Evaluar la elaboración de un producto final, aceptable por sus características nutricionales y organolépticas. I.3.2.5 Evaluar la factibilidad económica de la elaboración comercial de la harina de semilla de inga.

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I.4 METODOLOGIA

1.4.1. LOCALIZACION

El estudio se desarrolló en el Laboratorio de Tecnología de Alimentos de la Universidad del Valle de Guatemala, ubicado en el campus central de dicha Universidad, Zona 15. Ciudad de Guatemala, en donde se efectuó el análisis químico proximal de las semillas, pulpa y vaina de las Ingas.

Una parte de las muestras fue analizada químicamente para determinar su contenido mineralógico en el Laboratorio de Análisis de Suelos y Plantas, de la Asociación Nacional del Café, ubicado en la 5ª. Calle 0-50 zona 14 de la ciudad de Guatemala.

La preparación de la harina y su evaluación nutricional fue realizado en el bioterio del Instituto de Nutrición de Centro América y Panamá, situado en la Calzada Roosevelt, Zona 11 de la ciudad de Guatemala.

La Ciudad de Guatemala, se encuentra ubicada en las coordenadas geográficas Latitud 14º 37' 15" N y Longitud 90º 31' 36" O, a una altitud de 1502 msnm, con condiciones de precipitación pluvial media de 1196 mm anuales, humedad relativa 78 % y temperaturas que oscilan entre los 14 y 24.5 º C. (Fuente: INSIVUMEH, 2008)

I.4.2. COLECTA DE MATERIAL Y PROCEDENCIA

Fueron colectadas muestras de material vegetativo y frutos de tres diferentes especies de Inga, correspondiendo a vainas, hojas y ramas de cushin (Inga jinicuil), guaba (Inga vera) y paterna (Inga paterna), ya que éstas son las especies utilizadas con más frecuencia como sombra de café. Las muestras provenían de colectas realizadas en áreas de cultivo de café en diferentes partes del país, durante los años 2006 y 2007. Las muestras obtenidas fueron almacenadas en refrigeradora a 5 grados C hasta el momento de su respectivo procesamiento el cual consistió en la caracterización física y el análisis químico de las muestras, así como el procesamiento para la elaboración de harinas a ser utilizadas en las pruebas biológicas. Las localidades fueron varias fincas del Departamento de Escuintla y Suchitepéquez; de fincas en los municipios de Santa Rosa de Lima, Cuilapa y Barberena, del Departamento de Santa Rosa y de Cobán, Alta Verapaz.

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I.4.3. ANALISIS FÍSICO Y QUÍMICO DE LAS MUESTRAS

Para conocer el uso potencial de las harinas de semillas de inga fue necesario proceder al análisis físico y químico de los frutos y sus diferentes componentes. De esta forma, se logra obtener información sobre el rendimiento potencial de las semillas.

I.4.3.1. Evaluación física de los componentes del fruto

Se analizaron las siguientes características de los frutos o vainas:

- Largo, ancho y grosor de vaina - Número de semillas por vaina - Peso de la vaina, semilla y pulpa en fresco y en seco

I.4.3.2. Análisis químico proximal de vainas, semillas, pulpa y hojas

Consistió en el análisis de humedad, proteína, lípidos, fibra cruda y cenizas, según los métodos descritos por la Association of Official Analytical Chemists (AOAC, 1984).

I.4.3.3. Análisis químico mineral de vaina, semillas, pulpa y hojas

Consistió en el análisis de elementos minerales por espectofotometría de absorción atómica según protocolos del Laboratorio de Análisis de Suelos y Plantas de Anacafé, ANALAB.

I.4.3.4. Análisis de compuestos anti-nutricionales

Consistió en el análisis de inhibidores de tripsina realizado en diferentes semillas y harinas elaboradas según diferentes tratamientos de cocción.

1.4.3.5. Pruebas preliminares de la utilización de la pulpa

Como resultado del estudio de los frutos, se separó la pulpa que recubre las semillas. Fue observado que ésta fracción del fruto tiende a sufrir un proceso oxidativo que provoca el cambio en la coloración (de blanco a pardo) y le da un aspecto indeseable. Por lo tanto, se diseñó un ensayo que permitiera evitar este proceso y garantizara la conservación de la pulpa para su posterior utilización en la producción de jaleas o bebidas. El ensayo consistió en evaluar diferentes dosis de un anti-oxidante (acido cítrico) en las concentraciones de 0.1, 0.5 y 1 mg/litro, y dos testigos, uno con agua y otro sin ningún aditivo, en tres repeticiones. Los resultados se midieron en base a una escala cualitativa referente al cambio de color de

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la pulpa después de 48 horas de iniciado el ensayo. Además, a partir de la pulpa obtenida, se realizaron pruebas para elaboración de jalea.

I.4.4. EVALUACION NUTRICIONAL MEDIANTE PRUEBAS BIOLÓGICAS

Se seleccionaron semillas de guaba (Inga vera) y paterna (Inga paterna) para elaborar harinas que serían utilizadas en las pruebas biológicas. Las vainas o frutos de estas especies procedentes de varias regiones fueron abiertas para extraer las semillas, para lo cual se separaron de la pulpa manualmente. Las semillas se lavaron y se secaron para luego ser sometidas a los diversos tratamientos de cocción, de acuerdo a las evaluaciones propuestas. Después de la cocción, las semillas se colocaron en horno de convección donde fueron deshidratadas a 65 grados C, hasta alcanzar peso constante. El material deshidratado fue molido empleando un molino de martillos.

Las harinas crudas y cocidas fueron sometidas al análisis químico proximal por los métodos de la Association of Oficial Analytical Chemists (AOAC). Los resultados del porcentaje de proteína fueron utilizados para formular las dietas.

Para evaluar la calidad de la proteína fueron realizados tres ensayos biológicos utilizando ratas de raza Sprague Dawley, de 21 días de nacidas, recién destetadas. Las ratas se pesaron y distribuyeron en grupos de 4 hembras y 4 machos para evaluar cada dieta. Las ratas fueron colocadas en jaulas individuales donde el alimento y el agua les fueron suministrados ad-libitum. Los ensayos biológicos consistieron en evaluar la calidad de la proteína mediante el Índice de Eficiencia Proteica o Razón de Eficiencia Proteica (PER) y la Razón Proteínica Neta (NPR).

El PER y NPR evalúan el valor nutricional de las proteínas basados en cambios de peso corporal de los animales de experimentación, o sea, mide cuanto de la proteína ingerida es convertida en peso corporal de acuerdo a las siguientes fórmulas:

PER = ganancia de peso del grupo experimental / ingesta de proteína del grupo exp.

NPR = ganancia de peso del grupo exp. – pérdida de peso de grupo con dieta libre de N Proteína consumida por el grupo experimental

Los ensayos biológicos se describen a continuación.

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1.4.4.1. Primer Ensayo: Evaluación nutricional de dos harinas de Inga sometidas a diferentes tiempos de cocción.

Para esta prueba se utilizaron harinas elaboradas a partir de las semillas de guaba y paterna. Para elaborar las harinas, las semillas fueron sometidas a los tratamientos de cocción permaneciendo en agua a ebullición durante 20 y 40 minutos. También se incluyó en la evaluación un tratamiento testigo de harina cruda de cada especie. Luego del tratamiento, las semillas fueron puestas a secar en un horno de convección a 65 oC hasta peso constante y posteriormente fueron molidas en un molino de martillos.

En este ensayo se utilizó la prueba biológica Índice de Eficiencia Proteica, (PER), en el cual se consideraron 7 tratamientos, determinados por el tiempo de cocción (0, 20 y 40 minutos) y la especie de Inga utilizada para preparar la harina, y una dieta testigo a base de Caseína. Cada dieta fue evaluada en 8 repeticiones.

Para este ensayo se utilizaron 56 ratas de raza Sprague Dawley provenientes de la colonia del INCAP. Se utilizaron 4 ratas macho y 4 ratas hembra por cada dieta experimental. Las harinas fueron incorporadas en la dieta para suplir una cantidad equivalente al 11% proteína, según el ensayo. El alimento y el agua fueron ofrecidos ad libitum, llevándose el registro de consumo de alimento y aumento en peso semanalmente, de acuerdo a la prueba biológica. La duración de este ensayo fue de 4 semanas.

1.4.4.2. Segundo Ensayo: Evaluación nutricional de harina de Inga según diferentes tiempos de cocción y tratamiento con ceniza.

En base a los resultados del primer ensayo se planteó la necesidad de establecer un procedimiento para mejorar la disponibilidad de la proteína de las semillas. Por esta razón se eligió un tratamiento de cocción que incluyó la adición de ceniza de leña, como un mecanismo para disponibilizar los nutrientes mediante una acción abrasiva en el epicarpio de la semilla.

Para este ensayo se utilizaron semillas de Inga paterna, las cuales fueron cocinadas en agua hirviendo durante 40 y 60 minutos adicionando ceniza de leña. Como tratamiento testigo se utilizó semilla de Inga paterna cocida al vapor durante 40 minutos sin adición de ceniza, debido a que se observó que el mayor tiempo de cocción de las semillas en el ensayo anterior fueron los que brindaron resultados más promisorios.

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Para esta prueba se utilizó el método NPR (Razón Proteínica Neta) con las dietas estandarizadas a 10 % de proteína. Cada dieta se evaluó en 8 repeticiones, utilizando de igual forma que en el ensayo anterior, ratas Sprague Dawley (24 ratas, 12 hembras y 12 machos). El ensayo tuvo una duración de 2 semanas.

1.4.4.3. Tercer Ensayo: Evaluación nutricional de harina de Inga Paterna según diferentes tiempos de cocción y tratamiento de la semilla con cal (hidróxido de calcio).

Ya que el tratamiento de las semillas con ceniza como material abrasivo durante la cocción no permitió la obtención de resultados esperados, se optó por un tratamiento diferente de las semillas, el cual consistió en la cocción a alta presión (15 atm) en dos tiempos diferentes de cocción incluyendo la adición de hidróxido de calcio, como material abrasivo.

Se utilizaron semillas de inga paterna cocidas a presión durante 30 y 60 minutos con y sin hidróxido de calcio. Luego de cocidas las semillas fueron puestas a secar y molidas para la obtención de harina.

Para esta prueba se utilizó el método NPR (Razón Proteínica Neta) con las dietas estandarizadas a 10 % de proteína. Las dietas evaluadas fueron las siguientes: paterna cocida con cal por 30 minutos, paterna cocida con cal por 60 minutos, paterna sin cal por 30 minutos y paterna sin cal por 60 minutos. En esta evaluación se incluyó una dieta mixta de harina de inga cocida a presión por 60 minutos con cal y harina de maíz, en proporción de 30 % de proteína de inga y 70 % de proteína de maíz.

Esta prueba incluyó también la utilización de dos tratamientos testigo: uno con dieta libre de nitrógeno y el otro con dieta de Caseína como fuente de nitrógeno. Cada dieta se evaluó en 8 repeticiones, utilizando de igual forma que en el ensayo anterior, ratas Sprague Dawley (56 ratas, 28 hembras y 28 machos). El ensayo tuvo una duración de 2 semanas.

1.4.4.4. Diseño Experimental y Modelo Estadístico

En los tres experimentos biológicos se utilizó el diseño experimental completamente al azar cuyo modelo estadístico es el siguiente:

Yij = µ + Ti + Eij

Donde:

Yijk = variable respuesta de la ij-ésima unidad experimental

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µ = efecto de la media general

Ti = efecto del i-ésimo tratamiento

Eij = efecto del error experimental

El análisis estadístico se realizó asumiendo la normalidad y homogeneidad de los datos. Se realizó un Análisis de Varianza y un Análisis de Separación de Medias que consistió en una prueba de Tukey. Las variables que presentaron valores negativos fueron previamente transformadas antes de realizar el análisis de varianza. Los análisis estadísticos fueron realizados mediante el programa SAS, versión 6.2 para análisis de las variables respuesta.

1.4.4.5. Tratamientos

En el primer ensayo biológico los tratamientos fueron:

T1 = Dieta con Guaba cruda

T2 = Dieta con Guaba cocida por 20 minutos

T3 = Dieta con Guaba cocida por 40 minutos

T4 = Dieta con Paterna cruda

T5 = Dieta con Paterna cocida por 20 minutos


T7 = Dieta testigo elaborada con caseína. En el segundo ensayo biológico los tratamientos fueron:


T2 = Dieta con Paterna cocida con ceniza por 40 minutos

T3 = Dieta con Paterna cocida con ceniza por 60 minutos

T4 = Dieta testigo elaborada con caseina

T5 = Dieta testigo libre de nitrógeno

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En el tercer ensayo biológico los tratamientos fueron:

T1 = Dieta con Paterna cocida a vapor sin cal por 30 minutos

T2 = Dieta con Paterna cocida a vapor con cal por 30 minutos

T3 = Dieta con Paterna cocida a vapor sin cal por 60 minutos

T4 = Dieta con Paterna cocida a vapor con cal por 60 minutos

T5 = Dieta mixta con 30 % de proteína de Paterna cocida a vapor por 60 minutos y 70 % de proteína de harina de maíz

T6 = Dieta testigo elaborada con caseína

T7 = Dieta testigo libre de nitrógeno

I.4.4.6. Variables Respuesta

En los ensayos biológicos se evaluaron las siguientes variables cuantitativas:

- Consumo de alimento

- Peso de las ratas al final del experimento

- Índice de Eficiencia Proteica (PER)

- Razón Proteínica Neta (NPR)

1.4.5. MANEJO DE LOS EXPERIMENTOS

1.4.5.1. Obtención del material

Las colectas se realizaron en plantaciones de café, seleccionando frutos maduros y sanos, en las localidades mencionadas numeral 1.4.1. En algunas ocasiones los frutos adquiridos en los mercados locales. Las colectas en campo fueron realizadas en dos épocas que corresponden a los meses de marzo-abril y agosto-septiembre de 2006 y 2007.

1.4.5.2. Almacenamiento y procesamiento del material experimental

Las muestras fueron trasladadas al Laboratorio de Análisis de Alimentos de la Universidad del Valle y al Laboratorio de Análisis de ANACAFE, donde fueron inmediatamente

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procesadas. En algunos casos, debido al volumen de las muestras, estas fueron almacenadas en condiciones controladas de humedad y temperatura para favorecer su conservación. Durante el procesamiento se procedió primero a realizar el fraccionamiento físico de la fruta para determinar sus características tanto en fresco como en seco.

1.4.5.3. Análisis químico proximal y mineralógico

De cada fracción fueron tomadas muestras para análisis químico proximal, el cual fue realizado en el Laboratorio de Análisis de Alimentos de la Universidad del Valle. El análisis de las características físicas y de minerales fue realizado en el Laboratorio de Análisis de ANACAFE.

1.4.5.4. Evaluación nutricional de las semillas de Ingas

Las harinas fueron preparadas con quince días de anticipación al establecimiento de los ensayos biológicos. Fueron mantenidas bajo condiciones controladas hasta el momento de formular las dietas. Los ensayos biológicos fueron realizados en el Bioterio del INCAP. Los ensayos biológicos se establecieron en momentos coincidentes con la obtención de las ratas.

1.4.5.5. Toma y Análisis de Datos

Durante las épocas de colecta de frutos, se registraron datos de las características físicas de cada componente de los mismos. Se registró el contenido de humedad inicial y los resultados del análisis proximal y mineralógico de vainas, pulpa, semillas y hojas de las ingas, conforme fueron ingresando al laboratorio. Los datos se analizaron mediante estadística descriptiva.

Los datos de los ensayos biológicos se registraron semanalmente. Las variables respuesta se analizaron de acuerdo al modelo estadístico mediante un Análisis de Variancia o ANDEVA y cuando existió diferencia estadísticamente significante se procedió a realizar una prueba de separación de medias (Tukey).

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PARTE II

MARCO TEÓRICO

II.1. GENERALIDADES SOBRE LAS INGAS

Las ingas, al igual que otras leguminosas arbóreas, tienen como característica distintiva la producción de frutos en forma de legumbres o vainas, las cuales se abren longitudinalmente en dos valvas, a lo largo de dos suturas. Estos árboles se agrupan como miembros de la tribu Mimosacea, familia Leguminoseae, de los cuales existen alrededor de 150 especies en América Tropical. En Guatemala existen alrededor de 10 especies de Inga utilizadas para sombra de café. (Standley y Steyermarck, 1946). Las leguminosas habitan en zonas templadas, tropicales y áridas, en sabanas y algunas pocas especies son, incluso, acuáticas. Sin embargo, son más numerosas en las zonas tropicales y subtropicales. Esta familia comprende alrededor de 650 géneros y 18,000 especies, incluyendo tipos diversos como hierbas, arbustos, bejucos y arboles. Esta es una de las familias de angiospermas más diversas que existen (Fraile et al., 2007). La mayoría de las leguminosas se explotan por sus semillas, varias de las cuales han sido, desde tiempos ancestrales, componentes básicos de la dieta en ciertas regiones del mundo, como es el caso del frijol común en Mesoamérica; las lentejas en Sur América; el chicharro y garbanzo en el Medio Oriente, Africa e India; el haba alrededor del Mediterráneo; y la soja en el Lejano Oriente (Fraile et al., 2007). Las leguminosas, ofrecen además de las semillas, otros órganos comestibles, como pueden ser las legumbres tiernas completas, el recubrimiento carnoso parecido al algodón que encierra a las semillas, las hojas, los tubérculos y las flores (Fraile, et al., 2007). Algunas leguminosas, aunque poco cultivadas como las Ingas, contribuyen al sustento de las comunidades que colectan sus vainas y las comercializan como fruto. De las ingas, por ejemplo, se consume además de la pulpa algodonosa, las semillas hervidas con sal (Ruiz Carrera et al., 2004; Ronquillo, 1988).

II.1.1. DESCRIPCIÓN BOTÁNICA DE LAS INGAS

El nombre científico para cada una de las especies de Inga puede tener varios sinónimos y en algunos casos resulta confuso adjudicarlo a una especie debido a la diversidad de nombres comunes con que se le conocen en diferentes lugares.

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La paterna (Inga paterna) es conocida también como guajinicuil y guabo caite en Costa Rica, Guaba en Nicaragua y Panamá, guaba extranjera en Matagalpa, Nacaspilo en El Salvador, Paterna en Guatemala y Honduras y Paterno en el Salvador, Honduras y Guatemala. Este es un árbol perennifolio o caducifolio, que alcanza hasta 20 metros de altura. Sus ramas presentan hojas alternas, compuestas de 6 hojuelas lustrosas y puntiagudas, lanceoladas a elípticas, glabras, de 8 a 11 cm de largo, Las flores son blancas en cabezuelas, sésiles en forma de capítulo; estípulas deciduas. Cáliz de 2 mm de largo. Corola blanca, de 6 mm de largo. Vaina glabra, oblonga, aplanada de 15 a 20 cm de largo, aplanadas, gruesas y dehicentes cuando maduran. Las semillas son oblongas, lateralmente aplanadas de 24 a 32 mm de 12 a 18 mm de ancho y 8 a 11 de grueso. Cada fruto contiene de 12 a 18 semillas. Florece en la primavera y fructifica el mismo año. La pulpa es blanca, algodonosa, dulce, suculenta y fácilmente desprendible. Los cotiledones son ovalados a elípticos, expandidos, independientes y levemente sinuosos en su superficie de contacto, con las bases fisuradas (Standley y Steyermarck, 1946; Niembro Rocas, 2002). El tronco es recto y corona amplia y redonda, de denso follaje. Los arboles pueden vivir hasta 25 años y morir por enfermedades o muerte natural (Tindall y Aragón, 2002). La guaba, (Inga vera), es conocida también como chalum, cuje, guamo. En Guatemala se le conoce también como shalum, es un árbol de tamaño de 12 a 18 m de altura y de 30 a 60 cm de diámetro. Copa amplia y esparcida. Ramas largas y follaje ralo. Las flores se encuentran en racimos de 1 a 4 flores, son blancas con estambres alargados, cáliz dentado y de 5 partes. Es tubular, velloso y de color verde marron, de 11 a 12 mm de largo. La vaina es pubescente, más o menos cilíndrica, de 10 a 15 cm de largo y 5 de ancho (Standley y Steyermarck, 1946). El cushin, (Inga jinicuil). Es un árbol con corona expandida, de 8 a 10 metros o más, hojas con 3 a 4 pares de foliolos, subsesiles, gruesas, lanceoladas, oblongas o elípticas de 5 a 20 cm de largo, agudas o obtusas, redondeadas en la base y levemente pilosas arriba. De vaina de 12 a 30 cm de largo y a veces más grandes (Standley y Steyermarck, 1946).

II.1.2. DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA

El paterno crece en suelos profundos y ricos en materia orgánica, con textura de arenosa a arcillosa. Prospera en climas húmedos y templado, con temperatura promedio de 18 oC, con precipitaciones de 1500 mm (Niembro Rocas, 2002). En Guatemala se le puede encontrar en todas las regiones cafetaleras aunque su uso es cada vez más restringido debido a que su fruto es muy apetecido, lo cual puede ser motivo de daños al cafetal durante su colecta (ANACAFE, 1998).

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La distribución de la guaba y del cushin coincide con la del género. No solo en climas húmedos sino también en climas secos a la orilla del curso de agua. Parece que existe bastante variabilidad entre procedencias de esta especie, al menos en tamaño y forma de hoja, forma de la copa, etc. Supuestamente hay diferencias en tolerancia a diferentes suelos, incluyendo acidez y humedad. Reportada desde México hasta Argentina y Las Antillas (Tindall y Aragón, 2002). Las tres especies de Inga se encuentran ampliamente distribuidas en las regiones cafetaleras de Guatemala, desde los 800 a 1800 msnm. Se encuentra en los departamentos de Alta Verapaz, Escuintla, Sacatepéquez, Chimaltenango, Solola, Santa Rosa, Quetzaltenango. Endémica desde Chiapas, Mexico (Standley y Steyermarck, 1946).

II.1.3. FENOLOGIA

Las semilla son sensibles al calor por lo que se deben proteger para evitar la desecación y una vez, sacadas del fruto, germinan en pocos días (Barrance et al., 2003). En América Central, el crecimiento durante el año ocurre de la siguiente manera: crecimiento de hojas a lo largo de todo el año, las flores se forman durante los meses de febrero a abril y los frutos se desarrollan de enero a junio. En relación a la guaba, el cushin y otras especies de Inga, las hojas se desarrollan durante todo el año, las flores surgen de enero a junio y el fruto se forma desde marzo a septiembre (Barrance et al., 2003).

II.1.4. USOS

Las ingas son usualmente utilizadas como sombra para café y leña. La presencia de ingas en las plantaciones cafetaleras está culturalmente ligado, es especial, a los pequeños productores y trabajadores de las fincas quienes aprovechan la leña y el fruto para su alimentación (Soto Pinto, et al., 2002, Rodríguez, 1990). La Inga paterno ha sido utilizado en otros cultivos perennes, a veces cumpliendo función de cortina rompeviento. Esta especie fue la primera en ser usada como sombra para café en C,A. Pero debido a su susceptibilidad a plagas, su uso ha disminuido siendo reemplazada por otras Ingas. Esta especie, al igual que otras de la misma familia, es una excelente fijadora de N. En un cafetal de México se encontró fijando hasta 400 kg de N/ha (Barrance et al., 2003). Esta especie ha sido cultivada desde tiempos precolombinos por sus grandes semillas comestibles. Las vainas todavía se pueden encontrar en los mercados, a lo largo de su distribución natural. Es una de las dos únicas especies de Inga en la cual la semilla es comestible. Este uso más restringido entre las comunidades indígenas desde el sur de

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México hasta Honduras (Pennington y Fernándes, 1998). Varias especies de Inga tienen fruto comestible, que es la pulpa dulce que rodea las semillas. En la mayoría de casos, esta es delgada y tiene poca cantidad que ofrecer. Sin embargo, algunas especies tienen más pulpa comestible o en casos como Inga paterna también son comestibles las semillas (Barrance et al., 2003). Ruiz Cabrera, et al., (2004) mencionan el consumo de la pulpa de Inga leptoloba y de la semilla y pulpa de Inga jinicuil pero poco se estudiado el valor nutricional o el uso de esta semilla como fuente de proteína. Uno de los pocos estudios realizados demuestra que las semillas de paterna contienen aproximadamente 19 gramos de proteína y 63 gramos de carbohidratos totales (Composition of foods commonly used in Latin American Countries). También es posible que ese alto contenido de proteína tenga un buen valor nutricional por la presencia de aminoácidos esenciales. De esta forma, puede ser utilizada para suplementar la alimentación de los pobladores rurales, basada principalmente en el maíz, cuya deficiencia en lisina es bien conocida. Tindall y Aragón (2002) menciona que las semillas son usadas en la preparación de platos locales y vendidas en fresco o preservadas. El té hecho de la corteza es utilizado para acelerar la labor de parto y la pulpa fresca ayuda a curar la constipación. Otros usos, se refieren al uso de la madera para construcción, postes de cerca y leña, así como la utilización de hojas para la elaboración de mulch y alimento para ganado (Barrance et al., 2003). En relación con la guaba y el cushin son varios los usos que se dan a los productos obtenidos de estas especies. La semilla de los frutos está envuelta por una pulpa dulce y comestible, la madera se usa para postes, leña, carbón y a veces, para fabricar muebles rústicos. También proporcionan excelente sombra a cultivos perennes, debido a la arquitectura de su copa en forma de sombrilla. Como árbol de servicio, proporcionan nitrógeno, a través de su capacidad fijadora y fertilidad a través del uso de residuos de las podas, como mulch. Usos menos habituales, son como plantas melíferas y como forraje pero éste, es un uso menor pues el ganado solo come las hojas cuando hay escasez de pasto y en la época más seca. Son más palatables para las cabras (Barrance et al., 2003). También es mencionado que las hojas de cushin son muy usados en Cobán para envolver pequeños tamales impartiéndoles una cierta coloración purpura muy apetecida. Las flores dan un buen grado de miel (Standley y Steyermarck, 1946).

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II.2. ASPECTOS NUTRICIONALES DE LAS LEGUMINOSAS

Las leguminosas de grano son fuentes proteicas vegetales cuyas semillas contienen más del 20 % de este nutriente, además de su riqueza energética. La composición bromatológica promedio de las leguminosas de interés para la alimentación humana contiene entre 15 a 44 % de proteína digestible y entre 4.5 a 13.3 % de fibra bruta. La energía metabolizable se sitúa entre 12 a 14.3 MJ/Kg. de materia seca. A continuación se describen las características de las principales fracciones nutritivas contenidas en el grano de las leguminosas (Boza López, 1991). Proteínas En general la proteína de las leguminosas constituyen el nutriente de mayor interés formado en un 70% de globulinas, 10 a 20% de albúmina, 10 a 15% de glutelina y el resto de prolamina, predominando en ellas la globulina y albúmina, a diferencia de los cereales en los que abundan la prolamina y la glutelina, fracciones proteicas asociadas a contenidos diferentes de aminoácidos. En las globulinas de las leguminosas se pueden distinguir dos subfracciones de distinto peso molecular: vicilina y legumina, también con una distinta composición aminocídica, todas ellas fracciones controladas genéticamente de manera independiente y que indican la posibilidad de aumentar cantidad y calidad de las proteínas de las legumbres mediante mejora genética. Desde el punto de vista de la calidad biológica de la proteína de las leguminosas de grano, interesa en primer lugar conocer su aminograma. Un estudio de la Composición Aminoacídica Media de siete leguminosas de grano (Altramuz, Garbanzo, Guisante, Haba, Judía y Lenteja), dio los siguientes resultados expresados en porcentaje del peso de las semillas; el primer resultado obtenido indica que poseen entre 19 a 27% de proteína bruta, 0.77 a 4.0 de Isoleucina, 1.46 a 6.40 de Leucina, 1.35 a 5.5 de Lisina, 0.21 a 0.90 de Metionina, 0.19 a 1.4 de Cistina, 0.78 a 3.3 de Fenilalanina, 0.37 a 4.10 de Tirosina, 0.78 a 3.60 de Treonina, 0.17 a 0.30 de Triptófano, 0.93 a 3.80 de Valina, 1.09 a 9.20 de Arginina y de 0.42 a 2.8 de Histidina. Los anteriores datos catalogan a estas especies en un rango de Valor Biológico entre 44.6 a 68.0 (Boza López, 1991). Puede apreciarse que las proteínas de los granos de leguminosas son una buena fuente de lisina, siendo por el contrario deficitarias en los aminoácidos azufrados: metionina y cistina, así como en triptófano los cuales deben suplementarse con el aporte de otros componentes de la dieta.

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La calidad biológica de las proteínas de las leguminosas se mide por diferentes índices entre los que destacan la digestibilidad, valor biológico (V.B.), utilización neta de la proteína (U.N.P.) y el coeficiente de eficacia en crecimiento (P.E.R.), realizados sobre animales experimentales, frente a otros como la digestibilidad “in vitro”, computo químico, índice de aminoácidos esenciales, lisina disponible, índices microbiológicos y otros. Otro de los resultados del estudio anteriormente mencionado, relacionado con la calidad Biológica de la proteína; indica que la digestibilidad de ésta va del 73% al 90%, su V.B. de 45 a 73, la U.N.P. del 35 al 66 y el P.E.R. del 0.93 al 2.32. Los valores de la digestibilidad proteica señala la alta proporción de la proteína absorbida de la ingerida, el V.B. indica el porcentaje de la proteína absorbida que es retenida por el organismo. El coeficiente de eficacia en crecimiento es el índice obtenido al dividir el aumento de peso por los gramos de la proteína ingerida. Este índice juntamente con el V.B. y la U.N.P. son menores que los valores de los indicadores (caseína y huevo), como consecuencia de las deficiencias señaladas en aminoácidos azufrados, lo cual se comprueba al suplementar con metionina al altramuz que eleva su P.E.R. de 1,34 a 3,05, que es muy comparable con los indicadores (Boza López, 1991). Hidratos de Carbono En general los hidratos de carbono son el grupo de componentes mayoritarios de las leguminosas-grano que figuran en su composición en una cuantía, en sustancia seca, próxima al 70%, con la salvedad del cacahuate y la soya que tienen contenidos netamente inferiores. Los principales componentes de este grupo son el almidón, xilosa, sacarosa, rafinosa, pectina y lignina. De los polisacáridos de reserva destaca el almidón que salvo en el altramuz y la soya, que solo contienen de un 2 a 4%, las restantes semillas tienen cantidades del orden del 33 al 56%; por el contrario son más elevados los niveles de xilosa del altramuz (10,5%) que en las restantes legumbres (4 a 6%). Otro carbohidrato de interés es la sacarosa con contenidos que oscilan del 2 al 6%, al que deben el ligero sabor dulce, nivel que es superior con respecto a los cereales (1 a 2%) (Boza López, 1991). Es característico de las leguminosas-grano la presencia de algunos oligosacáridos, especialmente rafinosa (digalactosilsacarosa), verbascosa (trigalactosilsacarosa) y estaquinosa (digalactosilsacarosa); los cuales no son digeridos por las enzimas digestivas de los mamíferos, pasando sin hidrolizarse al intestino grueso, donde son atacados por la flora

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intestinal dando lugar a la formación de gases y responsables de causar flatulencias. Lípidos El contenido en grasa de las leguminosas es muy diverso, desde algunas que contienen porcentajes bajos como el guisante, haba, judía, lenteja y veza que oscilan de 1,5 a 2,5, otras muestran niveles intermedios como el garbanzo (4-6%), altramuz (Lupinus albus 7- 12% y L. mutabilis 13-22%) y por último, aquellos denominados oleaginosas por su riqueza en aceite, entre las que destacan el cacahuate (43,3%) y la soya (18-23%). En general desde el punto de vista nutritivo debemos destacar la calidad de las grasas de las leguminosas por la elevada participación de ácidos grasos esenciales poliinsaturados en su composición: linoleico y linolénico; y nomoinsaturados: oleico, cuyo contenido oscila alrededor del 50%. Vitaminas El contenido de vitaminas de las leguminosas-grano es escaso, salvo algunas hidrosolubles del grupo B y entre ellas destacan la tiamina ó B1, riboflavina ó B2, niacina ó ácido nicotínico y ácido fólico. De ellas las más abundante es la niacina con niveles entre 2,1 a 16.0 mg/100 g de semilla correspondientes a la soya y cacahuate, mostrando cantidades intermedias el altramuz, garbanzo, judía, lenteja, haba y guisante entre 4 a 6 mg/100g. Los aportes de tiamina oscilan entre 0,50 a 0,87 mg. y de 0,18 0a 82 mg./100 g. de semilla en lo concerniente a la riboflavina. Estos datos nos muestran que las leguminosas-grano deben considerarse como una valiosa fuente de vitaminas del grupo B para el hombre y animales monogástricos, interviniendo en el metabolismo de los glúcidos y proteínas. Son escasos los contenidos en vitamina C de estos alimentos, a tal punto que solo se encuentran trazas en la soya y lenteja, un aproximado de 2mg/100 g. de semilla de guisante; las especies restantes se encuentran próximas a los 4mg/100 g. de semilla, lo cual da una disponibilidad casi nula debido a las pérdidas que se producen en los procesos culinarios (Boza López, 1991). En lo referente a las vitaminas liposolubles cabe señalar la presencia de vitamina A (betacaroteno) y E en las leguminosas-grano. De vitamina A se encuentran de trazas a 370 UI de vitamina / 100 g. de semilla de judía y guisante. El nivel de tocoferol (vitamina E) en estas legumbres sin decorticar, es escaso; pero es superior a los niveles presentes en los cereales.

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Minerales En cuanto a los aportes en minerales de las leguminosas-grano destacan dos fundamentales para la alimentación humana: calcio y hierro. Los niveles de calcio de las legumbres oscilan entre los 73 mg/100 g. de lenteja y en general las cifras son muy superiores a las de los cereales y comparables a las de los productos lácteos; se estima que una ingestión de 50 g. de leguminosas por día puede prestar una contribución útil a los requerimientos de este mineral. El otro elemento de interés que aportan las leguminosas es el hierro en cantidades que oscilan alrededor de 6 mg/100 g. de semilla. Estos niveles son muy superiores a cualquier otro alimento, con salvedad del hígado o la levadura desecada. Pese a este alto contenido, los coeficientes de absorción del hierro de estos alimentos oscila entre el 10 al 20%. Entre los restantes elementos presentes en las leguminosas destacan sus contenidos en magnesio (60 a 183 mg/100 g. de semilla), fósforo (301 a 586 mg) y azufre (196 a 237 mg.) (Boza López, 1991).

II.2.1. CONTENIDO DE NUTRIENTES EN LAS INGAS

Las semillas de leguminosas son de dos a tres veces más ricas en proteínas que los granos de cereales. Su contenido en proteínas, varia por lo regular, entre el 10 al 30 %. Poseen alrededor del 60 % de carbohidratos, principalmente almidón, siendo una buena fuente de energía. También son ricas en fibra. En la mayoría de las leguminosas, su contenido de aceite oscila entre el 1 y 3 %, También aportan minerales, siendo más ricas en calcio que los cereales, contienen una buena fuente de hierro y vitaminas del complejo B, como tiamina y riboflavina (Fraile et al., 2007). Aunque contienen alta proteína, esta es deficiente en aminoácidos azufrados (metionina y cisteína) cuya riqueza es mayor en los cereales. A su vez, la proteína de las leguminosas contiene abundante lisina, aminoácido escaso en los cereales. Por lo tanto, la combinación de leguminosas y cereal da un buen balance de aminoácidos esenciales (Fraile et al., 2007). El follaje de las ingas es también una fuente potencial de alimento para el ganado al ser combinado con otros recursos alimenticios (Rosales, 1997). En los cuadros 1 y 2 se muestra la composición química de las partes vegetativas de Inga sp. comparada a otros recursos forrajeros y de la pulpa de Guaba.

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Cuadro 1. Composición química (g/kg) y cinética de la fermentación de árboles y arbustos forrajeros

Componente Erythrina edulis

Leucaena leucocephala

Trichanthera gigantea

Inga sp. Gliricidia sepium

Materia orgánica 891.7 887.1 804.1 909.1 878.8

Proteína cruda 256.2 284.1 178.2 225.8 303.3

Proteína Soluble 53.3 42 35.4 30.1 129.4

Carbohid. Solubles 12.6 18.4 43.2 3.3 20.7

Almidón 204.8 155.9 248.2 192.5 109.5

Azúcares Totales 70.9 99.1 170.1 84.4 88.8

Azúcares Reductores 18.2 95.2 91.6 59.5 63.2

Fibra Det. Neutro 612.6 308.1 294.1 630.8 298.4

Extracto Etéreo 23.6 32.2 31.2 8.5 22.6

Capacidad de precipitar Proteína cm2/g

132.8 244.1 323.5 529.0 163.6

Taninos Condensados DO*/g

0 284.2 0 595.4 0

Fenoles Totales DO/g 38.6 111.2 208.8 151.9 39.2

Tasa de Fermentación

(h-1) 0.085 0.064 0.073 0.061 0.111

Fase Inicial (h) 14.1 16.6 15.7 10.8 11.7

Producción de Gas (ml) 83.7 90.4 104.6 31.9 101.1 Fuente: Rosales, 1997.

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Cuadro 2.Composición química promedio de 100 g de pulpa de guaba. Componente Unidad Valor

Agua Mg 84.9

Valor energético Cal 53.0

Proteínas G 1.0

Aceite G 0.1

Carbohidratos G 13.6

Fibras G 0.8

Calcio Mg 24.0

Fósforo Mg 18.0

Hierro Mg 0.4

Tiamina Mg 0.05

Riboflavina Mg 0.10

Niacina Mg 0.50

Acido Ascórbico Mg 1.40 Fuente: http://www.concope.gov.ec . 2008

II. 2.2. EVALUACIÓN NUTRICIONAL

La calidad de una fuente alimenticia depende de su contenido en aminoácidos esenciales, así como del balance y disponibilidad de tales compuestos (Young et al., 1977). Las proteínas, cuyo contenido de aminoácidos se aproxima al punto óptimo de satisfacción de las necesidades animales y humanas, son consideradas de alta calidad y aquellas que no se acercan a ese punto, son catalogadas como proteínas de baja calidad (Janwm, 1978). Los granos de leguminosas pueden contener niveles de lisina, treonina y triptófano, pero su valor nutricional puede estar negativamente influenciado por una baja digestibilidad y por la presencia de sustancias tóxicas (Antunes et al., 1995). Sin embargo, la contribución más importante de las leguminosas es su efecto suplementario en las dietas con cereales, lo que justifica la eliminación, al menos parcial, a través de la cocción de los componentes anti-nutricionales que pueden estar presentes en los granos (Fernández et al., 1981).

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II.2.3. MÉTODOS PARA EVALUAR LA CALIDAD NUTRICIONAL DE LA PROTEÍNA

Los bioensayos que emplean la rata como modelo experimental continúan siendo los métodos recomendados para evaluar la calidad proteica de los alimentos. De estos el PER (Protein Efficiency Ratio) o Razón de Eficiencia Proteica es el método recomendado en Estados Unidos y en muchos otros países. En Europa el NPR (Net Protein Ratio) o Razón Neta de Proteína es el método recomendado (Falcón Villa et al., 2006). Ambos métodos miden la respuesta del animal experimental, traducido como aumento en peso, en relación a la ingesta de proteína prueba de una dieta ajustada al 10 por ciento de proteína. El PER se describe como un bioensayo de un solo punto, dado que se mide la respuesta a un solo nivel de proteína. En cambio NPR es un bioensayo de dos puntos, pues se mide la respuesta a dos niveles de proteína (10 por ciento de la proteína prueba y cero por ciento de una dieta libre de proteína). En este sentido el NPR sería método mejor, al tomar en cuenta la proteína de mantenimiento (Falcón Villa et al., 2006). A pesar de que ambos métodos tienen sus diferencias en relación a las condiciones en que se realizan los bioensayos, las diferencias principales son: El PER dura 28 días de experimentación, mientras que el NPR dura solo 14 días. El PER utiliza 10 animales machos, con diferencia de 10 g entre el peso de los individuos. En cambio el NPR emplea cuatro individuos (2 machos y 2 hembras) por grupo experimental y la diferencia en peso entre los grupos experimentales no debe ser mayor de 1 g (Jansen, 1978, Falcón Villa et al., 2008). El PER y NPR evalúan el valor nutricional de las proteínas basados en cambios de peso corporal de los animales de experimentación; es decir, cuánto de la proteína ingerida es traducida o convertida en peso corporal, de acuerdo a las fórmulas siguientes: PER = ganancia peso grupo experimental/ingesta proteína grupo exp. NPR = ganancia peso grupo experimental – pérdida peso grupo dieta libre nitrógeno

Proteína consumida por el grupo experimental

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II.2.4. FACTORES QUE AFECTAN EL VALOR NUTRITIVO DE LAS SEMILLAS DE LEGUMINOSAS.

Aunque las leguminosas comprenden miles de especies, menos del 20 % de estas se explotan como fuente de alimento para el consumo humano o animal. De las diferentes causas sugeridas para explicar ese menor consumo de leguminosas, una de las más documentadas es la de la baja digestibilidad relativa de la proteína en la semilla de esas plantas. Este problema ha sido atribuido, por un lado, a la deficiencia de los aminoácidos sulfurados en la proteína de las leguminosas y por otro, a la presencia de factores anti fisiológicos o tóxicos (Musquiz, 2005). Las leguminosas de grano constituyen en la actualidad un grupo de materias primas importantes en la nutrición debido sobre todo a su alto contenido de proteína (25 a 42 % de la materia seca). La incorporación de esta materia prima en la dieta de humanos o animales conlleva una serie de inconvenientes, ya que su valor nutritivo depende de su composición química y de la utilización neta de la proteína. En general, en las leguminosas el valor de la Utilización Neta de la Proteína (NPU) no pasa del 65 a 70 % mientras que los valores observados con proteínas de origen animal (Lactoalbúmina, caseína) superan el 90 % (Musquiz, 2005). La razón de los bajos valores de NPU en las leguminosas radica fundamentalmente en tres causas:

1. Desequilibrio aminoacídico en la composición química de la proteína 2. Presencia de Factores Antinutritivos: Inhibidores de Proteasas (IP), taninos, lectinas 3. Digestibilidad de la proteína.

Desequilibrio aminoacídico Es bien conocido que las proteínas de semillas de leguminosas son deficientes en algunos aminoácidos esenciales, especialmente los azufrados –cistina, metionina. Sin embargo, la suplementación de estos aminoácidos de las raciones basadas en leguminosas como fuente principal de proteína da lugar a una mejora tan solo limitada en los índices productivos y fisiológicos que no llegan a alcanzar los valores en animales de evaluación utilizados como testigo. Factores Antinutritivos (FA)

Los llamados FA son sustancias presentes en las semillas de leguminosas que en determinadas proporciones pueden afectar negativamente la utilización nutritiva de las

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raciones. No están todos presentes en todas ellas y las concentraciones también varían mucho entre las diferentes especies vegetales de interés. Los principales FA encontrados en semillas de leguminosas son: Inhibidores de Proteasa (IP)

Los IP son proteínas que se encuentran fundamentalmente en las semillas de la planta, particularmente de las leguminosas. Tras la ingestión de materiales conteniendo estas sustancias, la moléculasde tripsina (en el caso de los inhibidores de tripsina) se une a la del inhibidor en el medio intestinal, de modo similar a como lo haría con el sustrato, pero en lugar de ser éste hidrolizado se forma un complejo estable debido a la formación de un gran número de enlaces complementarios en la zona de contacto. La actividad trípsica intestinal se encuentra así en parte inhibida dando lugar a una serie de alteraciones fisiológicas. El efecto relacionado con la ingestión de materiales que contienen inhibidores de proteasas es la hipertrofia del páncreas. Con todo, para la mayor parte de las leguminosas, como por ejemplo, habas y guisantes, en las que se ha determinado entre un 12 y 20 % de la actividad inhibidora encontrada en la soya no tratada.

Taninos:

Con el nombre genérico de taninos se agrupan una serie de compuestos fenólicos solubles en agua con un peso molecular de 500 a 3,000. Su contenido en las semillas de leguminosas se sitúa entre 0 y 2.0 % de materia seca. Aunque la acción antinutritiva de estas sustancias puede llevarse a cabo por absorción de fenoles procedentes de la hidrólisis intestinal de los taninos hidrolizables, la actividad más relevante desde el punto de vista nutricional es probablemente la capacidad de estas sustancias para unirse a proteínas, debido a la gran afinidad del oxígeno carboxílico de estas para formar enlaces de hidrógeno. Los complejos tanino proteína han sido responsabilizados de descensos en la biodisponibilidad de aminoácidos y de incrementos en la excreción fecal de nitrógeno, efectos que pueden acarrear un retraso en el crecimiento. Por otra parte, esta misma afinidad por moléculas proteícas da lugar a la inhibición de la actividad enzimática intestinal. El efecto final de todo ello es un aumento en la excresión de proteínas con descenso en la digestibilidad del nitrógeno, y por lo tanto en el ritmo de crecimiento de los animales de prueba. Otros factores anti-nutricionales presentes en los granos de leguminosas y sus efectos fisiológicos sobre animales de prueba se observa en el cuadro 3.

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Cuadro 3. Factores antinutricionales de las semillas de leguminosas y sus efectos fisiológicos.

Tipo Distribución Efectos Fisiológicos Proteínas: Inhibidores de proteasas Inhibidores de amilasas Lectinas

Leguminosas Leguminosas Leguminosas

Depresor de crecimiento Hipertrofia pancreática Disminución de digestión del almidón Depresor de crecimiento, muerte

Glicósidos: Alpha galactósicos Vicina/convicina Saponinas

Leguminosas Vicia faba Leguminosas

Flatulencia Fabismo Disminución impermeabilidad intestinal

Aminoácidos: Beta-N-oxalil-alpha-beta diaminopropiónico Dihidroxifenil alanina

Lathyrus sativus Vicia faba

Latirismo Fabismo

Otros: Fitatos Alcaloides Taninos

Leguminosas Lupinus sp. Leguminosas

Disminución disponibilidad minerales Depresor de crecimiento Disminución digestibilidad proteína

Fuente: Musquiz, M. 2005.

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Digestibilidad de la proteína

Mientras que las proteínas de origen animal, particularmente tras el procesado, son rápidamente degradadas a aminoácidos en el tracto digestivo, las de procedencia vegetal se consideran generalmente más resistentes a la hidrólisis. Esta resistencia a la proteolísis que muestran las proteínas de las leguminosas en el estado natural se ha aducido como un factor determinante de su bajo valor nutritivo. Sin embargo se ha determinado que en aquellos granos de leguminosas que contienen bajos valores de taninos, la digestibilidad puede superar el 80 % (Rubio, 2005) Con base en la información de la composición aminoacídica, el contenido de FA y la digestibilidad de la proteína de leguminosas, puede concluirse que las causas del menor valor nutritivo de algunas semillas de leguminosas se encuentra relacionado con la estructura química de las proteínas globulares de almacenamiento y sus efectos adversos sobre el crecimiento y el metabolismo de la proteína, que con la presencia de ningún FA conocido, aunque los mecanismos involucrados son hasta el momento desconocidos (Rubio, 2005).

A pesar de sus importantes atributos nutricionales, el bajo aprovechamiento de la proteína de leguminosas se debe principalmente, a los compuestos tóxicos: flavonoides, alcaloides, aminoácidos no proteicos y proteínas no comunes, los que muchas veces se encuentran en las hojas, vainas y semillas y cabe destacar, nunca en sus tubérculos radicales. Estos compuestos anti-nutricionales han limitado su consumo, causando que los humanos solo hayan seleccionado las que producen menos daño. Afortunadamente, muchas leguminosas pueden volverse útiles como alimento ya que sus toxinas pueden neutralizarse mediante la cocción, germinación, fermentación y/o remojo (Rubio, 2005) Para resolver el problema de la toxicidad de los factores perjudiciales de la proteína de las leguminosas, la tendencia ha sido: a) complementar los factores relativos a la escasez, por ejemplo, con aminoácidos azufrados, en especial metionina. B) destruir o inactivar los factores responsables de la baja digestibilidad de la proteína de las leguminosas, como los inhibidores de tripsina y las hemaglutininas, c) mejorar agronómica y nutricionalmente a las leguminosas por medio de selección de variedades adecuadas (Rubio, 2005) Hasta la fecha, el conocimiento incompleto que se tiene, de los factores anti-fisiológicos, ha influido en que el mejoramiento nutricional de las leguminosas no sea de la magnitud que lógicamente se desea.

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II.3. POSIBLE CONTRIBUCIÓN DE LAS INGAS AL MEJORAMIENTO DEL ESTADO NUTRICIONAL.

En Guatemala, los niveles de desnutrición son causados por el déficit de proteínas de alta calidad así como por la baja ingesta de ciertas vitaminas y minerales. Este nivel de desnutrición afecta el desarrollo y posterior desempeño físico y mental de la niñez. Las zonas cafetaleras no son la excepción. Por lo tanto, la utilización de especies de leguminosas, potenciales en la alimentación, deben ser evaluadas y estudiadas. Actualmente, las ingas son consumidas como fruta mediante el consumo de pulpa. El consumo de semilla de paterna es frecuente, entre los pobladores rurales, sea cocida o frita. Además, se tiene conocimiento de la utilización de semillas de paterna en conserva y su comercialización hacia los llamados mercados nostálgicos. Entre los posibles usos, está el aprovechamiento de la harina de la semilla con el fin de suplementar otros productos elaborados a base de maíz u otros cereales, con el propósito de enriquecer la ingesta de proteína en el área rural. Con la harina de inga, se podrían preparar tortillas, atoles, sopas, galletas u otros productos. La pulpa también podría ser utilizada en la elaboración de dulces, jaleas, refrescos, debido a su alto contenido de azúcares. La vaina y las hojas son, además, una fuente rica en fibra y proteína, por lo que no se descarta su uso en la elaboración de concentrados para animales. Sin embargo, los usos potenciales antes mencionados, deben ser evaluados mediante el conocimiento físico y químico de las fracciones de los frutos de las ingas, a través de pruebas nutricionales y ensayos biológicos, para determinar la disponibilidad, las necesidades de procesamiento y su aceptación por los consumidores.

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PARTE III

III.1. RESULTADOS

III.1.1. FRACCIONAMIENTO FISICO DE LOS FRUTOS O VAINAS DE INGAS

En los cuadros 3, 4 y 5 se presentan los resultados promedios de las características físicas y peso en seco de las fracciones que constituyen el fruto de las tres leguminosas en estudio.

Cuadro 3. Fraccionamiento físico de los frutos de Inga Paterna provenientes de tres localidades del país. Característica

Barberena, Santa Rosa.

Santa Lucía Cotz. Escuintla

Cobán Alta Verapaz

Largo (cm) del Fruto 35.2 ± 3.94 26.52 ± 5.93 22.9 ± 4.77

Ancho (cm) del Fruto 6.43 ± 0.41 8.61 ± 0.43 6.62 ± 0.58

Grosor (cm) del Fruto 2.64 ± 0.32 1.10 ± 0.16 1.19 ± 0.25

No de semillas/ Fruto 14.3 ± 2.95 10.3 ± 1.83 9.6 ± 2.95

Peso fresco total (gr) 332.5 ± 40.83 340.25 ± 65.79 261.9 ± 70.39

Peso fresco vaina (gr) 248.2 ± 48.63 231.0 ± 56.59 173.3 ± 36.64

Peso seco vaina (gr) 107.91 92.4 69.32

Peso fresco pulpa (gr) 30.41 ± 4.98 36.25 ± 17.11 37.8 ± 15.37

Peso seco pulpa (gr) 5.53 6.52 6.80

Peso fresco semillas (gr) 53.94 ± 5.41 73 ± 19.05 56.4 ± 19.65

Peso seco semillas (gr) 23.97 32.44 25.04

Relación de las fracciones en base al peso fresco total (100%)

Vaina 74.65 67.89 66.17

Pulpa 9.14 10.65 14.43

Semilla 16.22 21.45 21.53

*Promedio de 10 vainas de cada especie.

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En resumen, se observa que la vaina representa aproximadamente entre el 66.1 al 74.6 %, la pulpa entre 9.1 a 14.4 % y la semilla entre 16.2 a 21.5 % del peso total del fruto en fresco.

Cuadro 4. Fraccionamiento físico de los frutos de Guaba (Inga vera) provenientes de dos localidades del país. Característica

Mazatenango Suchitepéquez

Cobán Alta Verapaz

Largo (cm) del Fruto 17.08 ± 1.52 15.47 ± 2.59

Ancho (cm) del Fruto 4.51 ± 0.17 4.03 ± 0.35

Grosor (cm) del Fruto 2.11 ± 0.26 0.68 ± 0.17

No de semillas/ Fruto 11.6 ± 2.01 10.3 ± 1.83

Peso fresco total (gr) 124.97 ± 21.03 81.4 ± 15.01

Peso fresco vaina (gr) 59.68 ± 9.77 41.1 ± 9.17

Peso seco vaina (gr) 19.16 12.33

Peso fresco pulpa (gr) 26.17 ± 5.19 13.9 ± 5.51

Peso seco pulpa (gr) 4.92 2.61

Peso fresco semilla (gr) 39.12 ± 7.43 23.4 ± 5.95

Peso seco semilla (gr) 17.90 10.76


Vaina 47.76 50.49

Pulpa 20.94 17.08

Semilla 31.30 28.75


En el caso de la guaba, la proporción de la vaina en relación al peso total fue menor al observado en paterna, ya que apenas entre el 47.7 y 50.5 % aproximadamente del fruto lo constituye la vaina. Por el contrario, mayor proporción de pulpa fue obtenida en la guaba. La semilla también representa una mayor proporción del peso fresco total en comparación con la paterna.

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Cuadro 5. Fraccionamiento físico de los frutos de Cushin (Inga jinicuil) provenientes de dos localidades del país. Característica

Barberena, Santa Rosa

Varias fincas Escuintla

Largo (cm) del Fruto 27.58 ± 4.59 24.04 ± 3.64

Ancho (cm) del Fruto 2.08 ± 0.51 3.9 ± 0.32

Grosor (cm) del Fruto 1.85± 0.4 2.46 ± 0.54

No de semillas/ Fruto 16.17 ± 3.07 14.7 ± 2.58

Peso fresco total (gr) 139.96 ± 44.51 149.7 ± 24.13

Peso fresco vaina (gr) 92.3 ± 37.69 113.06 ± 25.16

Peso seco vaina (gr) 43.95 50.87

Peso fresco pulpa (gr) 19.41 ± 3.59 16.09 ± 1.18

Peso seco pulpa (gr) 3.73 3.05

Peso fresco semilla (gr) 28.25 ± 5.63 20.55 ± 3.88

Peso seco semilla (gr) 13.14 9.65


Vaina 65.94 75.52

Pulpa 13.87 10.74

Semilla 20.18 13.73


En el cushin se observó un fraccionamiento similar al de paterna ya que entre 65 y 75.5 % del peso total corresponde al peso de la vaina y entre 10.7 a 13.9 % corresponde al peso de la pulpa. De igual manera, el peso de la semilla en proporción al peso total del fruto estuvo dentro del rango observado en la inga paterna. En relación a las dimensiones largo, ancho y grosor, los frutos de paterna se caracterizan por ser de mayor tamaño, en comparación con el fruto de la Guaba y del Cushin. El fruto de la Guaba, es una vaina corta y ancha, mientras que la vaina del Cushin es mas angosta y larga lo que permite un mayor número de semillas pero de menor tamaño que las de paterna.

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Otra diferencia importante entre las tres especies lo constituye el color de las semillas, ya que las semillas de Cushin presentan el epicarpio de color negro en cuanto que las semillas de guaba y paterna son de color verde. También fue observado que las semillas de Paterna, tienden a germinar dentro de la vaina.

En la figura 1 y 2 se observa la distribución porcentual de los frutos de las tres especies en peso fresco y seco.

Figura 1. Distribución porcentual de las fracciones del fruto de tres especies de Inga.

Figura 2. Distribución porcentual en peso seco de las diferentes fracciones del fruto de tres especies de Inga.

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En las fotos 1 a 3, se observan las características físicas de los frutos de las especies estudiadas. La Paterna y el Cushin, tienen características morfológicas similares, aunque la paterna es de mayor tamaño. La Guaba, se diferencia de las anteriores, por tener una vaina menor, con pilosidad.

Foto 1. Foto 2. Foto 3.

En la foto 4, se observan diferentes frutos de Cushin, los cuales varían en tamaño aún dentro de un mismo árbol. En foto 5, se muestra las partes que componen el fruto.

Foto 4. Foto 5

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III.1.2. ANÁLISIS QUÍMICO PROXIMAL Y MINERAL DE LAS FRACCIONES DEL FRUTO Y DE LAS HOJAS

III.1.2.1. Análisis Químico Proximal

En los cuadros 6, 7 y 8, se presentan resultados promedio del análisis químico proximal de las diferentes fracciones del fruto de Paterna, Guaba y Cushin respectivamente, realizados en diversas fechas en el Laboratorio de Análisis de Alimentos, Universidad del Valle de Guatemala. En el cuadro 9 se muestran los resultados del análisis químico proximal de las hojas. Cuadro 6. Análisis químico proximal de las diferentes fracciones del fruto de paterna (I. paterna).

Característica Vaina Pulpa Semilla sin germinar

Semilla germinada

Humedad (%) 4.22 ± 0.09 3.41 ± 0.21 7.97 ± 0.01 8.63 ± 0.01

Proteína (%) 9.96 ± 0.47 9.58 ± 0.09 26.76 ± 0.15 22.85 ± 0.54

Grasa (%) 0.74± 0.05 0.73 ± 0.03 0.68 ± 0.07 0.51 ± 0.02

Fibra (%) 29.71 ± 0.46 5.77 ± 0.05 3.11 ± 0.04 3.29 ± 0.05

Cenizas (%) 5.14 ± 0.02 2.96 ± 0.02 2.27 ± 0.02 3.05 ± 0.03

Fuente: Proyecto FODECYT 43-2006. Informes del Laboratorio de Análisis de Alimentos, UVG, 2007. Es notable el alto contenido de proteína encontrado en las semillas, tanto en las que germinan dentro del fruto como en las que permanecen sin germinar. Otra característica importante la constituye el alto contenido de proteína en la pulpa, la cual puede ser utilizada en la industria de jaleas por su alto contenido de azúcares. Este contenido de proteína supera al encontrado en otras frutas utilizadas en la industria de jaleas como la fresa. La guaba también presenta un alto contenido de proteína (Cuadro 7). Aún cuando este nutriente es menor que en la paterna tanto en la pulpa como en la semilla, continua siendo un componente importante de los frutos de la guaba. Según los análisis de las vainas el porcentaje de fibra fue mayor en comparación al encontrado en la paterna.

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Cuadro 7. Análisis químico proximal de las diferentes fracciones del fruto de guaba (I. vera)

Característica Vaina Pulpa Semilla

Humedad 4.85 ± 0.17 2.42 ± 0.05 6.44 ± 0.37

Proteína 8.68 ± 0.02 6.75 ± 1.21 23.05 ± 0.06

Grasa 0.56 ± 0.04 1.09 ± 0.08 0.96 ± 0.08

Fibra 39.32 ± 0.04 7.39 ± 0.12 2.37 ± 0.25

Cenizas 5.36 ± 0.12 4.78 ± 0.06 3.62 ± 0.01

Fuente: Proyecto FODECYT 43-2006. Informes del Laboratorio de Análisis de Alimentos, UVG, 2007.

El análisis químico de los frutos de cushin (Cuadro 8) mostró menor contenido de proteína que las especies anteriores en la semilla, aunque en la pulpa y vaina este nutriente fue un poco más alto. Esta especie fue la que presentó el mayor porcentaje de fibra de las tres en estudio.

Cuadro 8. Análisis químico proximal de las diferentes fracciones del fruto de Cushin (I. jinicuil)

Característica Vaina Pulpa Semilla

Humedad 5.85 ± 0.25 6.09 ± 0.17 7.86 ± 0.00

Proteína 10.56 ± 0.02 10.32 ± 0.36 17.84 ± 0.05

Grasa 0.53 ± 0.09 1.02 ± 0.02 0.37 ± 0.03

Fibra 42.53 ± 1.42 7.51 ± 0.14 2.66 ± 0.03

Cenizas 4.61 ± 0.01 3.25 ± 0.04 2.02 ± 0.01

Fuente: Proyecto FODECYT 43-2006. Informes del Laboratorio de Análisis de Alimentos, UVG, 2007. Los resultados de contenido proteico encontrados en las semillas de inga indican que este puede ser un buen recurso para suplir una parte de los requerimientos nutricionales de la población, siempre y cuando las semillas fueran tratadas para eliminar compuestos que interfieren en la disponibilidad de las proteínas. Haciendo una comparación en el contenido proteico de los frutos de las tres especies, como se muestra en la figura 3, cabe destacar los altos valores de proteína encontrados en la semilla los cuales oscilan desde 17.8 % encontrados en la semilla de cushin hasta 26.7 % encontrados en la semilla sin germinar (dentro del fruto) de la inga paterna.

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Figura 3. Porcentaje de proteína de las diferentes fracciones del fruto de tres especies de Inga.

En la figura 4 también destacan los altos valores de fibra encontrados en la vaina los cuales varían entre 29.7 y 42 %, situándose como una buena opción para su uso a nivel industrial o en la preparación de ensilajes para alimentación de ganado.

Figura 4. Porcentaje de fibra contenida en diferentes partes del fruto de tres especies de Inga.

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En relación al contenido proteico en las hojas (Cuadro 9) éste es también de considerable magnitud especialmente en la paterna, por lo cual podría ser considerada una posible opción para incluir en los ensilajes. En la figura 5 se comparan los porcentajes de proteína y fibra en las hojas de las tres especies de inga.

Cuadro 9. Análisis químico proximal de las hojas de diferentes especies de Inga.

Característica Paterna Guaba Cushin

Humedad 0.51 ± 0.10 2.25 ± 0.10 0.57 ± 0.23

Proteína 23.39 ± 0.0 16.69 ± 0.02 20.53 ± 0.01

Grasa 2.87 ± 0.78 4.28 ± 0.01 2. 49 ± 0.46

Fibra 33.72 ± 0.63 37.17 ± 0.09 39.45 ± 0.44

Cenizas 6.87 ± 0.0 6.30 ± 0.02 6.66 ± 0.01


Figura 5. Porcentaje de fibra y proteína contenida en las hojas de diferentes especies de Inga.

III.1.2.2. Análisis químico de minerales

En el cuadro 10, 11 y 12 se muestran los resultados del análisis de minerales en los componentes del fruto de las ingas. En el cuadro 13, el correspondiente análisis de las hojas.

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Cuadro 10. Análisis de minerales de la vaina de tres especies de Inga.

Elemento Paterna Guaba Cushin

N (%) 2.25 1.62 1.74

P (%) 0.19 0.13 0.13

k (%) 2.02 1.29 1.42

Ca (%) 0.23 0.17 0.34

Mg (%) 0.10 0.10 0.10

Cu (ppm) 2.00 6.00 2.60

Fe (ppm) 26.00 18.00 9.60

Mn (ppm) 22.00 30.00 10.00

Zn (ppm) 19.00 13.00 20.00 Fuente: Proyecto FODECYT 43-2006. Informes del Laboratorio de Suelos y Plantas.

ANACAFE, 2007.

Cuadro 11. Análisis de minerales de la pulpa de tres especies de Inga.


N (%) 1.75 1.23 1.50

P (%) 0.18 0.10 0.15

k (%) 1.06 2.14 1.33

Ca (%) 0.16 0.20 0.21

Mg (%) 0.16 0.10 0.10

Cu (ppm) 2.00 2.00 3.00

Fe (ppm) 28.00 43.00 22.00

Mn (ppm) 11.00 39.00 27.00

Zn (ppm) 31.00 21.00 20.00 Fuente: Fuente: Proyecto FODECYT 43-2006. Informes Laboratorio de Suelos y Plantas. ANACAFE, 2007.

De acuerdo a los datos presentados en los cuadros 10 y 11, la inga paterna se destaca con los valores más altos de nitrógeno, fósforo, potasio y hierro en la semilla, mientras que la guaba con los valores más altos de potasio, hierro y manganeso en la pulpa. En cuanto a las semillas, ya fue discutido el alto valor proteínico de la semilla dado por su alta concentración de nitrógeno (Cuadro 12).

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Cuadro 12. Análisis de minerales de las semillas de tres especies de Inga.


N (%) 3.69 2.95 2.87

P (%) 0.22 0.16 0.18

k (%) 1.01 0.91 0.79

Ca (%) 0.24 0.13 0.23

Mg (%) 0.11 0.14 0.10

Cu (ppm) 4.00 5.00 9.00

Fe (ppm) 23.00 20.00 29.00

Mn (ppm) 11.00 16.00 13.00

Zn (ppm) 33.00 23.00 34.00 Fuente: Proyecto FODECYT 43-2006. Informes Laboratorio de Suelos y Plantas. ANACAFE, 2007.

En semilla, la paterna presenta también los valores más altos en fósforo y potasio en comparación a las otras semillas. El contenido de Hierro y de Zinc en las semillas de las tres especies es similar al encontrado en algunas variedades de fríjol (23 y 33 ppm respectivamente), lo que le confiere un potencial como suplemento para estos nutrientes. En la hoja se destaca el alto porcentaje de materia seca de las hojas, el alto contenido de nitrógeno, especialmente en las hojas de paterna y cushin y el mayor contenido de potasio, calcio, magnesio y manganeso en las hojas de paterna (Cuadro 13).

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Cuadro 13. Análisis de minerales de hojas de tres especies de Inga.

Caracteristica Paterna Guaba Cushin

% Humedad 66.7 59.1 57.0

% Materia Seca 33.30 40.9 43.0

N (%) 3.45 2.88 3.23

P (%) 0.21 0.12 0.34

k (%) 1.26 0.76 1.02

Ca (%) 1.15 0.10 1.08

Mg (%) 0.29 0.19 0.20

Cu (ppm) 38.11 40.64 72.45

Fe (ppm) 170.60 58.80 314.20

Mn (ppm) 190.8 177.1 168.8

Zn (ppm) 16.86 25.15 15.51 Fuente: Proyecto FODECYT 43-2006. Informes del Laboratorio de Suelos y Plantas. ANACAFE, 2007

III.1.2.3. Análisis de factores anti-nutricionales

Uno de los factores que intervienen en la calidad de la proteína de los alimentos lo constituye la presencia de compuestos que impiden la digestibilidad de la proteína, producen efectos tóxicos o inhiben la actividad enzimática. En el cuadro 14 se presentan los resultados del análisis de Inhibidores de Tripsina (IT) en muestras de semilla y en las harinas elaboradas con semilla de inga. Los resultados demostraron que los inhibidores de tripsina se encuentran en niveles altos, aún mayores a los reportados para semillas de frijol común, cuyos valores oscilan entre 10 y 20 mg.

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Cuadro 14. Resultados promedio de Análisis de Inhibidores de Tripsina (IT) en muestras de semilla y harinas de Inga.

Procedencia Muestra Tripsina Inhibida, mg

Escuintla, varias fincas Semilla de cushin 48.16 ± 3.5

Barberena, Santa Rosa Semilla de cushin 48.60 ± 0.87

Coatepeque, Quetzaltenango Semilla de guaba 50.09 ± 1.95

Santa Lucia Cotz., Escuintla Semilla de paterna 52.29 ± 0.76

Santa Lucia Cotz., Escuintla Semilla germinada paterna 29.27 ± 0.43

Santa Lucia Cotz., Escuintla Harina de guaba cruda 42.37 ± 0.26

Santa Lucia Cotz., Escuintla H. de Guaba cocida 60 min. 0.22 ± 0.01

Mazatenango, Such. H. de Paterna cruda 21.42 ± 0.04

Santa Rosa de Lima, S.R. H. de Paterna cocida 40 min. 0.06± 0.01

Santa Rosa de Lima, S. R. H. de Paterna cocida 60 min. 0.09 ± 0.02


También fue observado que la semilla de paterna germinada disminuyó su valor de IT, aún cuando este continuó siendo superior al observado en otras leguminosas. El efecto de disminución de los inhibidores de tripsina en semillas germinadas ha sido observado en soya, frijol y gandul cuyos valores de IT disminuyen en 26, 20 y 41 % respectivamente, en las semillas germinadas en comparación al grano sin germinar. En este caso, la germinación de la semilla de paterna incidió en una disminución correspondiente al 56 % del valor de IT observado en la semilla sin germinar. Se sabe que uno de los mecanismos para mejorar la digestibilidad de la proteína de leguminosas lo constituye la eliminación de estos compuestos a través de diferentes procesamientos. En este caso, quedó demostrado que la cocción de las semillas disminuyó los valores de IT a niveles cercanos a cero.

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III. 1.3. ESTUDIOS PRELIMINARES DEL USO DE LA PULPA.

En el cuadro 15 se presentan los resultados de la evaluación preliminar de conservación de la pulpa. Según los resultados obtenidos, la adición de ácido cítrico en una concentración de 0.5 mg/L fue la que resultó en menor cambio de coloración de la pulpa después de 48 horas de adicionada. Así también se comprobó que se conservaron sus características de sabor con este aditivo en la dosis mencionada.

Cuadro 15. Resultados de la evaluación preliminar de conservación de la pulpa utilizando Ácido Cítrico en tres concentraciones.

Tratamientos Escala Color

1. Testigo absoluto 3 Ligeramente parda

2. Agua 2 Amarillenta

3. Acido cítrico 0.1 mg/L 2 Amarillenta

4. Ácido cítrico 0.5 mg/L 1 Ligeramente amarillenta

5. Ácido cítrico 1 mg/L 2 Amarillenta

Escala Hedónica: 0 = pulpa blanca sin cambio de color, 1= pulpa ligeramente amarillenta, 2 = amarillenta, 3 = pulpa ligeramente parda 4 = parda

En la fotografías se muestra el tratamiento de la pulpa con agua (6), con ácido cítrico 1 % (7) y una repetición del ensayo.

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Foto 6

Foto 7 Foto 8

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III.1.4. EVALUACIÓN NUTRICIONAL DE HARINAS ELABORADAS CON SEMILLA DE INGAS A TRAVES DE ENSAYOS BIOLÓGICOS.

III.1.4.1. Primer Ensayo: Evaluación nutricional de harinas de dos especies de Inga sometidas a diferentes tiempos de cocción.

III.1.4.1.1. Contenido Proteico de las harinas de Inga según tratamiento de cocción.

En el Cuadro 16 se muestran los resultados del contenido de nitrógeno y proteína de las harinas evaluadas según los diferentes tiempos de cocción.

Cuadro 16. Contenido de proteína de las harinas utilizadas en el primer ensayo biológico.

Tratamiento % de Nitrógeno % de Proteína

Guaba cruda 2.88 18.0

Guaba 20 minutos cocción 3.36 21.0

Guaba 40 minutos cocción 3.45 21.56

Paterna cruda 3.45 21.56

Paterna 20 minutos cocción 3.07 19.18

Paterna 40 minitos cocción 3.02 18.87

Estos resultados muestran que la cocción tuvo un efecto de concentración de proteína en la Guaba, ya que a mayor tiempo de cocción correspondió mayor contenido de proteína. Lo contrario ocurrió con el cocimiento de la paterna, cuyo contenido de proteína disminuyó con la cocción.

III.1.4.1.2. Composición porcentual de las dietas evaluadas en el primer ensayo

En base a los resultados del cuadro 16 se calculó la cantidad de harina que debería ser incluida en cada dieta con base al 11 % de proteína. En el cuadro 17, se observa la composición en peso (100 gramos) de los elementos que conformaron la dieta utilizada en el primer ensayo biológico.

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Cuadro 17. Composición de las dietas utilizadas en el primer ensayo biológico, para evaluar el Índice de Eficiencia Proteica (PER). (Gramos por cada 100 gramos de dieta).

Ingredientes Dieta 1 Dieta 2 Dieta 3 Dieta 4 Dieta 5 Dieta 6 Dieta7

Guaba cruda 52.5

Guaba cocida 20 minutos

47.6

Guaba cocida 40 minutos

46.3

Paterna cruda 43.3

Paterna cocina 20 minutos

52.1

Paterna cocida 40 minutos

52.9

Caseina 11.0

Sales minerales 4 4 4 4 4 4 4

Aceite 5 5 5 5 5 5 5

Vitaminas 1 1 1 1 1 1 1

Almidón 37.5 42.4 43.7 46.7 37.9 37.1 79.0

III.1.4.1.3. Índice de Eficiencia Proteíca (PER) y efectos de las dietas evaluadas sobre el consumo de alimento y cambios de peso en las ratas sometidas al ensayo.

En el cuadro 18 se muestran los resultados de la evaluación nutricional de las dietas utilizando el Índice de Eficiencia Proteíca como indicador de la calidad de la proteína. Los resultados presentados en el Cuadro 18 demostraron que las dietas a base de harina de guaba y paterna evaluadas en este ensayo fueron nocivas para el crecimiento y sobrevivencia de las ratas. Fue observado que las dietas elaboradas con harina de guaba cruda y con harina de paterna cruda o cocida no provocaron incremento de peso sino por el contrario, causaron pérdida del mismo. La harina de guaba cocida durante 20 y 40 minutos, permitió un ligero incremento de peso en las ratas, lo cual estuvo relacionado a la mayor aceptación del alimento, sin embargo, estos resultados no fueron comparables a los obtenidos con la dieta control.

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Cuadro 18. Índice de Eficiencia Proteica (PER) y efecto sobre el consumo de alimento y peso en las ratas sometidas a las dietas en evaluación.

Dietas Peso inicial, g Peso final, g Alimento ingerido, g

PER

Guaba cruda 50.2 ± 1.2 38.4 ± 5.2 94.8 ± 8.2 -1.15 ± 0.4

Guaba cocida 20 minutos 50.2 ± 1.2 66.1 ± 6.6 186.9 ± 17.2 0.75 ± 0.2

Guaba cocida 40 minutos 50.2 ± 1.2 100.6 ± 7.6 288.6 ± 28.4 1.60 ± 0.2

Paterna cruda 50.2 ± 1.2 34.7 ± 1.7 6.0 ± 2.6 -35.23 ± 34.3

Paterna cocina 20 minutos 50.2 ± 1.2 35.8 ± 2.1 19.6 ± 9.0 -8.43 ± 5.9

Paterna cocida 40 minutos 50.2 ± 1.2 37.3 ± 2.1 16.0 ± 5.4 -8.04 ± 2.5

Dieta Control de Caseína 50.2 ± 1.2 200.6 ± 19.4 451.4 ± 32.2 3.02 ± 0.2

Cabe mencionar que con las dietas elaboradas con harina de paterna se observó 100% de mortalidad en todos los tratamientos. Para las dietas con paterna cruda, la mortalidad se observó en la primera semana y en las harinas cocidas, la mortalidad se inició a partir de la segunda semana. En ninguna de estas tres dietas los animales sobrevivieron más allá de la segunda semana, lo cual explica los valores negativos del Índice de Eficiencia Proteíca. Los resultados presentados en el cuadro 18, demuestran la baja calidad de la proteína contenida en las semillas de estas especies de inga lo cual puede estar ligado a la presencia de compuestos que provocan rechazo al alimento o baja palatabilidad o algún otro compuesto anti-nutricional diferente a los inhibidores de tripsina, tales como taninos, saponinas y compuestos astringentes así como, otros que afectan directamente la calidad de la proteína. Los resultados de este ensayo, relacionados con los presentados en el cuadro 14 sugieren que la presencia de los inhibidores de tripsina en la dieta no sería la causa de la mortalidad observada en las ratas alimentadas con estos tratamientos.

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Los resultados del Índice de Eficiencia Proteica confirmaron la baja calidad de las proteínas de los diferentes tratamientos estudiados, en comparación a la dieta control elaborado con Caseína. En el anexo IV.4.1. se muestra el análisis estadístico para las variables de este experimento, demostrándonos a través del análisis de varianza que no hubo diferencias significativas en el peso inicial de los animales de experimentación pero si en el peso final, consumo de alimento, ganancia de peso y PER, a un nivel de significancia p<0.01. La prueba de Tukey demostró que la dieta 7, o sea la dieta Control de Caseína fue superior en comparación a los restantes tratamientos para todas las variables que resultaron con diferencias altamente significativas. Estos resultados, sirvieron de base para la toma de decisiones en relación al tratamiento de las semillas en el siguiente ensayo biológico en el cual se asumió la adición de una fuente de potasio (ceniza de leña) como un mecanismo para provocar el ablandamiento de la semilla, sería más efectivo como adyuvante del tratamiento térmico en la eliminación de compuestos antinutricionales.

III.1.4.2. Segundo Ensayo: Evaluación nutricional de harina de paterna según diferentes tiempos de cocción y tratamiento con ceniza.

III.1.4.2.1. Contenido proteico de las harinas de inga paterna.

En el cuadro 19 se muestra el contenido de nitrógeno, proteína, hierro y zinc de las semillas de inga en los diferentes tiempos de cocción, sin y con adición de ceniza de leña.

Cuadro 19. Contenido de proteína, hierro y zinc, de las harinas utilizadas en el segundo ensayo biológico, para determinar la Razón Neta de Proteína (NPR).

Dietas % Nitrógeno % Proteína Hierro (ppm) Zinc (ppm) Paterna 40 minutos + Ceniza

4.87 30.58 58.20 18.54

Paterna 60 minutos + Ceniza

4.19 26.31 48.67 18.12

Paterna 40 minutos sin ceniza

4.53 28.44 37.84 22.83

A pesar de las diferencias del contenido de nitrógeno entre los diferentes tratamientos y el testigo, el contenido de proteína en los tratamientos a evaluar es de una aceptable consideración.

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III.1.4.2.2. Composición porcentual de las dietas utilizadas en el segundo ensayo biológico.

En el cuadro 20 se presenta la composición porcentual de las dietas evaluadas en el segundo ensayo biológico. En este ensayo, las dietas fueron formuladas con 10 % de proteína, como lo amerita la prueba utilizada.

Cuadro 20. Composición de las dietas utilizadas en el segundo ensayo biológico, para determinar la Razón Neta de Proteína (NPR). (Gramos por cada 100 gramos de dieta)

Ingrediente Dieta 1 Dieta 2 Dieta 3 Dieta 4 Dieta 5

Paterna 40 + Ceniza 38.8

Paterna 60 + Ceniza 42

Paterna 40 sin ceniza 36.1

Caseina 10

Sales minerales 4 4 4 4 4

Aceites 5 5 5 5 5

Vitaminas 1 1 1 1 1

Almidón 51.2 48 53.9 80 100

III.1.4.2.3. Razón Proteínica Neta y efecto sobre el consumo de alimento e incremento de peso de ratas en el segundo ensayo biológico.

En el cuadro 21 se presentan los resultados de cambios en el peso de las ratas, consumo de alimento y Razón Proteínica Neta obtenidos en el segundo ensayo biológico.

Los resultados obtenidos en este ensayo evidenciaron la falta de efectividad del tratamiento de la semilla con la adición de una fuente de potasio y mayor tiempo de cocción para la eliminación de los compuestos que provocan rechazo del alimento o causan toxicidad.

Los resultados presentados en el cuadro 21 sugieren que la adición de ceniza de leña y el mayor tiempo de cocción contribuyeron, aunque de alguna manera leve, a mejorar la palatabilidad y la disponibilidad de la proteína de la dieta.

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Cuadro 21. Razón Proteínica Neta (NPR) consumo de alimento y efectos sobre el peso de ratas alimentadas con las dietas en evaluación

Ingredientes Peso inicial, g Peso final, g Alimento ingerido, g

NPR

Paterna 40 + Ceniza

55.0 ± 2.4 37.5 ± 4.7 45.2 ± 11.6 -2.57 ± 1.6

Paterna 60 + Ceniza

55.0 ± 2.4 43.5 ± 5.2 56.5 ± 20.8 -2.44 ± 5.6

Paterna 40 sin ceniza

55.0 ± 2.4 36.0 ± 2.1 33.4 ± 11.2 -4.32 ± 3.3

Dieta Control 50.2 ± 1.28 200.6 ± 19.4 451.3 ± 32.2 3.49 ± 0.3

El análisis de varianza demostró diferencias altamente significativas para todas las variables (p<0.01). En la variable peso inicial esta diferencia estuvo dada por el peso de las ratas de la dieta control el cual fue menor que los animales de los tratamientos, sin embargo, estos animales presentaron el mayor peso final, mayor consumo y valores positivos de NPR, lo cual demostró que ninguna de las dietas evaluadas fue comparable o superior a la dieta de caseína, como quedó demostrado en la prueba de separación de medias (Tukey p < 0.05), Anexo IV.4.2. La obtención de valores negativos de NPR en los tratamientos, permitió la toma de decisiones sobre un tratamiento de la semilla diferente el cual fue evaluado en el tercer ensayo.

III.1.4.3. Tercer ensayo biológico: Evaluación nutricional de harina de Inga Paterna según diferentes tiempos de cocción a presión y tratamiento de la semilla con cal (hidróxido de calcio)

III.1.4.3.1. Contenido proteico de las harinas de paterna

En el Cuadro 22 se muestra el contenido de nitrógeno y proteína de las harinas evaluadas según los diferentes tiempos de cocción a presión, con y sin adición de cal durante el cocimiento. Los resultados obtenidos se utilizaron para estimar la participación porcentual de cada dieta para obtener 10 % de proteína como se muestra en el cuadro 23.

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Cuadro 22. Contenido de proteína de las harinas del tercer ensayo biológico para evaluar la Razón Neta de Proteína (PER).

Tratamiento % de Nitrógeno % de Proteína

Paterna sin cal 30 minutos 4.42 19.41

Paterna con cal 30 minutos 4.49 19.71

Paterna sin cal 60 minutos 4.46 19.59

Paterna con cal 60 minutos 5.01 22.04

III.1.4.3.2. Composición porcentual de las dietas utilizadas en el tercer ensayo biológico

En el cuadro 23 se muestra la composición porcentual de las dietas utilizadas en el tercer ensayo, en el cual se utilizó la Razón Proteínica Neta como indicador de la calidad de la proteína.

Cuadro 23. Composición de las dietas utilizadas en el segundo ensayo biológico, para determinar la Razón Neta de Proteína (NPR). (Gramos por cada 100 gramos de dieta)

Ingrediente Dieta 1 Dieta 2 Dieta 3 Dieta 4 Dieta 5 Dieta 6 Dieta 7

Paterna sin cal 30 minutos

56.7

Paterna con cal 30 minutos

55.8

Paterna sin cal 60 minutos

56.1

Paterna con cal 60 minutos

49.9

Dieta Mixta 25.6

Caseina 10

Harina de maiz 59.7

Sales minerales 4 4 4 4 4 4 4

Aceites 5 5 5 5 5 5 5

Vitaminas 1 1 1 1 1 1 1

Almidón 33.3 34.2 33.9 40.1 4.7 0 90

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III.1.4.3.3. Razón Proteínica Neta y efectos sobre el consumo de alimento y peso de las ratas alimentadas con las dietas en evaluación

En el cuadro 24 se presentan los resultados de cambios en el peso de las ratas, consumo del alimento y Razón Proteínica Neta obtenidos en el tercer ensayo biológico. En los resultados presentados, se observa que el menor consumo de alimento fue obtenido con la paterna cocida a presión con o sin cal durante 30 minutos. Incrementando el tiempo de cocción a 60 minutos apenas se obtuvo un ligero incremento en el consumo del alimento, el cual resulto comparable al consumo de la dieta libre de nitrógeno. Sin embargo en este ensayo se pudo comprobar que el cocimiento de las semillas de inga a presión y con o sin adición de cal provocó una leve mejora en la aceptación del alimento en comparación al resultado observado en el ensayo anterior, aún cuando este efecto no fue significativo en comparación con la dieta control de caseína.

Cuadro 24. Razón Proteínica Neta (NPR), consumo de alimento y efectos sobre el peso de ratas alimentadas con las dietas en evaluación.

Dietas Peso inicial, g Peso final, g Alimento ingerido, g

NPR

Paterna sin cal 30 min. 45.2 ± 1.4 45.1 ± 7.4 59.6 ± 18.7 0.97 ± 1.03

Paterna con cal 30 min. 45.2 ± 1.4 41.6 ± 1.9 58.5 ± 5.6 0.61 ± 0.38

Paterna sin cal 60 min. 45.0 ± 1.1 46.7 ± 4.6 64.3 ± 17.1 1.36 ± 0.46

Paterna con cal 60 min. 45.0 ± 1.1 42.4 ± 2.3 67.4 ± 2.7 0.71 ± 0.34

Dieta Mixta 45.0 ± 1.1 64.2 ± 4.5 103.7 ± 11.0 2.56 ± 0.30

Dieta Caseína 45.0 ± 1.1 105.4 ± 8.1 149.8 ± 32.2 4.70±1.63

Dieta Libre de N 45.0 ± 1.1 37.1 ± 1.4 63.6 ± 5.1 -----

Tampoco fue posible mejorar significativamente la aceptación del alimento cuando la harina de inga se incluyó en una dieta combinada con harina de maíz. Posiblemente el incremento de peso obtenido con la dieta mixta fue inducido principalmente por la proteína

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de maíz.

Los valores de NPR obtenidos en las dietas con harina de paterna y con la dieta mixta confirmaron la baja calidad de la proteína de inga paterna en comparación con una dieta de proteína de alta calidad y sugieren la necesidad de realizar estudios más profundos para determinar los posibles compuestos tóxicos o aquellos que provocan rechazo del alimento y que inciden en la baja disponibilidad de la proteína de estas leguminosas.

En el Anexo IV.4.3. se presentan los Análisis de Varianza efectuado para las variables de este ensayo. Se encontraron diferencias altamente significativas para las variables peso final, consumo de alimento, ganancia de peso y NPR. La prueba de Tukey (p <0.05) demostró que la dieta Control de Caseína presentó los mejores resultados en cada variable, no siendo superada por ninguno de los tratamientos evaluados.

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III.2 DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Los resultados del presente estudio aportan elementos sobre las características físicas, químicas y nutricionales de los frutos de las especies de inga más comunes en los sistemas de cultivo de café. Pudo ser observado que los frutos presentan una gran diversidad en cuanto a tamaño, forma y proporción de sus fracciones dentro de una misma especie y entre localidades, lo cual puede estar influenciado por las condiciones agroclimáticas y edáficas en las cuales crecen los árboles. Esta variabilidad puede ser una limitante para la comercialización del fruto en fresco, especialmente si se destina a mercados exigentes. Fue observado que de las fracciones del fruto la vaina representa el mayor componente del fruto (en peso seco y húmedo) mientras que la pulpa es la menor fracción, alrededor del 10 % del fruto. La semilla representa alrededor del 20 % del peso del fruto en la paterna y el cushin y alrededor del 30 % en la guaba. Estos porcentajes indican que una alta proporción del fruto es material no utilizable para el consumo humano, pero esta fracción constituida por la vaina podría ser evaluada para consumo animal por su alto contenido de fibra y proteína. En cuanto a la pulpa, el bajo rendimiento en peso por fruto, constituye una desventaja para su utilización en la elaboración de alimentos, pues requeriría de un gran volumen y peso para obtener una cantidad apropiada para su aprovechamiento y transformación industrial. Aún así, no se debe desestimar este producto por su alto contenido de carbohidratos y proteína y por su buen sabor. Aún cuando el rendimiento de la pulpa por fruto es bajo, ésta puede ser aprovechada para elaborar jaleas, conservas y bebidas, de forma artesanal. Este estudio confirmó observaciones hechas con anterioridad, respecto al alto contenido de proteína en la semilla, lo cual motivó la presente investigación considerando que su inclusión en la dieta tradicional del guatemalteco podría ser altamente beneficiosa, mediante la elaboración de harina de semilla para mezclar con harina de maíz. La evaluación nutricional, sin embargo, demostró la baja disponibilidad de la proteína contenida en la semilla, interfiriendo en la calidad de la misma, debido a factores anti-nutricionales que no pudieron ser eliminados en este estudio, aún sometiendo la semilla a diferentes procesamientos. Fue detectada la presencia de inhibidores de tripsina en niveles más elevados que en otras leguminosas, pero en el caso de estos compuestos, se demostró que fueron eliminados con el tratamiento de cocción. En vista de que la eliminación de estos compuestos no mejoró la calidad proteica, es de suponer la presencia de otros compuestos tóxicos que requieren de otro tipo de tratamiento para su inactivación. Tales tratamientos podrían incluir la fermentación y la germinación, no descartando también la obtención de aislados de proteína pura para el aprovechamiento de este recurso.

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El análisis mineral de los frutos demostró niveles de hierro y zinc comparables al encontrado en otras leguminosas de grano, los cuales pueden ser considerados para suplir parte de los requerimientos humanos, ya que estos elementos generalmente se encuentran en deficiencia en la alimentación, como es reflejado por el alto porcentaje de anemia en algunos grupos vulnerables de la población. En relación al análisis químico realizado en las hojas de las diferentes ingas, se comprobó que estas contienen niveles altos de proteína y de fibra, lo que sugiere la posibilidad de utilización del follaje en la industria de alimentos para animales, previa su evaluación, o bien para la obtención de fibra con fines industriales.

Los resultados de los análisis de compuestos anti-nutricionales llaman la atención por su alto contenido de inhibidores de tripsina detectados en la semilla crudas. Entre los tratamientos recomendados para la eliminación de estos compuestos se sugieren los tratamientos a base de calor, lo cual fue comprobado en el análisis efectuado a las harinas después de haberlas sometidas a diferentes tiempos de cocción. En ellas, se presentó una marcada reducción de los inhibidores de tripsina, comprobándose de esta manera la efectividad de este tipo de tratamiento. Entre los tratamientos recomendados para la eliminación de los compuestos anti- nutricionales se mencionan en la literatura, además de la cocción, procesos como la fermentación y la germinación. En relación a este último, se pudo observar la reducción de inhibidores de tripsina en las semillas germinadas de paterna en comparación a las no germinadas. Este dato puede ser de interés, si se toma en cuenta que las semillas de paterna, tienden a germinar aún dentro del fruto, dependiendo de las condiciones climáticas, lo que reduciría de forma natural la presencia de inhibidores de tripsina. Los tratamientos térmicos evaluados, se comprobó que no fueron efectivos para mejorar el aprovechamiento de la proteína sugiriendo la presencia de otros compuestos anti-nutricionales no determinados en este estudio. El Índice de Eficiencia Proteica (PER) y la Razón Neta de Proteína (NPR) presentaron valores negativos o muy bajos en las dietas elaboradas con harina de paterna y guaba, crudas o cocida, en comparación con la dieta testigo, causando incluso, mortalidad en los animales de experimentación. Esto viene a confirmar que la baja calidad de la proteína contenida en las semillas de estas especies de inga lo cual puede estar ligado a la presencia de compuestos que provocan rechazo al alimento o baja palatabilidad o algún otro compuesto anti-nutricional diferente a

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los inhibidores de tripsina, tales como taninos, saponinas y compuestos astringentes así como, otros que afectan directamente la calidad de la proteína. Los resultados obtenidos en los ensayos biológicos fueron suficientes para concluir que la harina elaborada a partir de semilla de ingas, no es adecuada para incluirla en la elaboración de alimentos para consumo humano, pues ni una dieta combinada con harina de maíz mejoró la calidad de las mismas. Por lo tanto, se sugiere continuar investigando sobre los compuestos que estarían ligados a la proteína de la semilla, los cuales causan baja digestibilidad, rechazo del alimento y en general, bajo aprovechamiento.

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PARTE IV.

IV.1 CONCLUSIONES

IV.1.1. Los ensayos biológicos desarrollados para evaluar la calidad de la proteína demostraron que las harinas elaboradas a partir de semilla de inga presentan bajo valor nutricional, al haber causado muerte y/o detrimento en el crecimiento de animales de laboratorio, a pesar de la alta concentración de la proteína en las harinas crudas (hasta 21.5 % en la guaba) o cocidas de acuerdo a los diferentes tratamientos evaluados (hasta 30.5 % en la paterna cocida con ceniza). IV.1.2. Los resultados obtenidos en los ensayos biológicos fueron suficientes para determinar que no es nutricionalmente adecuado incluir las harinas a base de semillas de inga en alimentos para el consumo humano a menos que se eliminen los factores que causan el bajo aprovechamiento de la proteína. IV.1.3. Las harinas de semilla de inga, preparadas mediante diferentes tratamientos térmicos, no igualaron o superaron el valor nutritivo de una dieta testigo de proteína de alta calidad. La calidad de la proteína de las harinas evaluadas tampoco mejoró sustancialmente cuando se mezcló con una fuente proteica complementaria de aminoácidos azufrados. Por estas razones se concluye que las harinas no presentan un buen potencial como fuente de alimento para los trabajadores del área rural a menos que se evalúen otros procedimientos para eliminación de los compuestos antinutricionales contenidos en la semilla. IV.1.4. Los inhibidores de Tripsina presentes en las semillas de las especies de Ingas evaluadas, fueron reducidos a bajos niveles con los tratamientos térmicos en la preparación de las harinas, no siendo este factor responsable de la baja disponibilidad de la proteína contenida en las dietas. IV.1.5. Los pobres resultados en el aprovechamiento de la proteína de semilla de inga, no permitió evaluar la factibilidad de elaborar alimentos para el consumo humano, sin embargo, debido a que las diferentes fracciones del fruto se caracterizan por un buen contenido de proteína y fibra y minerales, estos recursos presentan amplio potencial para alimentación de animales, previa evaluación de su disponibilidad mediante pruebas de digestibilidad. IV.1.6. El presente estudio contribuyó a enriquecer la escasa información existente sobre las características físicas y químicas y el valor nutricional de los frutos y hojas de las ingas, leguminosas arbóreas ampliamente utilizadas para brindar sombra al cultivo del café.

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IV.2. RECOMENDACIONES

IV.2.1. Debido a la presencia de compuestos antinutricionales contenidos en las semillas de inga no se recomienda su inclusión en la dieta de la población rural a menos que se utilicen otros métodos y procedimientos para eliminación de los compuestos tóxicos que restan valor al alto contenido de proteína en la semilla. IV.2.2. Se recomienda profundizar en el estudio de los compuestos antinutricionales presentes en la semilla de ingas para profundizar en su identificación y en los métodos adecuados para su eliminación de las harinas. IV.2.3. Por ser un recurso abundante en las plantaciones de café se recomienda que tanto los frutos y semillas como el material vegetativo de los árboles de inga sean evaluados para otros usos, por ejemplo, extracción de fibra, compuestos aglutinantes, extracción y purificación de la proteína, etc., a efecto de ser utilizados en industria, alimentación animal o incluso, humana siempre y cuando se eliminen los factores que inciden en el bajo aprovechamiento de este recurso.

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IV.3 BIBLIOGRAFIA

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Arichuna, Obregón y Venezuela-1 Opaco-2. Archivos Latinoamericanos de Nutrición, v. 33, n. 3, p. 539, 1983.

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potencial en alimentación y/o medicina de las zonas semiáridas del nororiente de Guatemala. Tesis Ing. Agr. Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Agronomía, 254 p. 1988.

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32. Rosales, M. 1997. Efectos asociativos del valor nutricional in vitro de mezclas de

forrajes arbóreos para rumiantes. En: Memorias V Seminario-Taller Internacional Sistemas Sostenibles de Producción Agropecuaria y Primer Seminario Internacional Palmas en Sistemas de Producción Agropecuaria para el Trópico. Cali, 31 de julio al 3 de agosto de 1997. Fundación CIPAV.

33. Rubio, L.A. Valor nutritivo de fracciones proteicas en leguminosas-grano. En: Jornada

experimental en Proteínas Alimentarias. Javier Vioque, et al. (Eds.) Universidad de Sevilla, España. Pag.125-130. 2005.

34. Ruiz-Carrera, V., Peña-López, E. G.; Lau-Vázquez, S. C.; Maldonado-Mares, F.;

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35. Sanchez Loarca, S. Método de evaluación del valor nutricional de la harina de algodón.

Tesis Ing. Agr. Universidad de San Carlos de Guatemala, 1968. 30 p. 36. Sikka, K. y R. Johari. Comparative nutritiva value and aniinoacid content of different

varieties of sorghum and effect of lysine fortification. Journal of Agricultura and. Food Chemistry, v. 27, n. 5, p. 962-965, 1979.

36. Soto-Pinto, L.; Perfecto, I.; Castillo-Hernández, J.; Caballero-Nieto, J. Shade effect on

62

coffee production at the northern Tzeltal zone of the state of Chiapas, México. Agriculture, Ecosystems and Environment, Amsterdam, v. 80, p. 61-69, 2000.

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proposed method. Cereal Chemistry, v. 54, p. 929-948, 1977.

63

IV.4. ANEXOS

IV.4.1. ANALISIS ESTADISTICO PARA LAS VARIABLES DEL PRIMER ENSAYO BIOLÓGICO.

General Linear Models Procedure Class Level Information Class Levels Values TRAT 7 1 2 3 4 5 6 7 Number of observations in data set = 56 Dependent Variable: Peso Inicial Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 6 0.00000000 0.00000000 0.00 1.0000 Error 49 80.50000000 1.64285714 Corrected Total 55 80.50000000 R-Square C.V. Root MSE PINIC Mean 0.000000 2.550726 1.28173989 50.25000000 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 0 0 0.00 1.0000 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 0 0 0.00 1.0000 Dependent Variable: Peso final Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 6 179326.75000000 29887.79166667 402.74 0.0001 Error 49 3636.37500000 74.21173469 Corrected Total 55 182963.12500000 R-Square C.V. Root MSE PFIN Mean 0.980125 11.74054 8.61462331 73.37500000 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 179326.75000000 29887.79166667 402.74 0.0001 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 179326.75000000 29887.79166667 402.74 0.0001

64

Dependent Variable: Consumo de alimento Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 6 1356539.02678571 226089.83779762 678.61 0.0001 Error 49 16325.21875000 333.16772959 Corrected Total 55 1372864.24553571 R-Square C.V. Root MSE CONSUMO Mean 0.988109 12.03747 18.25288277 151.63392857 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 1356539.02678571 226089.83779762 678.61 0.0001 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 1356539.02678571 226089.83779762 678.61 0.0001 Dependent Variable: RGANAN RANK FOR VARIABLE Ganancia de peso Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 6 12301.18750000 2050.19791667 44.96 0.0001 Error 49 2234.31250000 45.59821429 Corrected Total 55 14535.50000000 R-Square C.V. Root MSE RGANAN Mean 0.846286 23.69349 6.75264498 28.50000000 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 12301.18750000 2050.19791667 44.96 0.0001 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 12301.18750000 2050.19791667 44.96 0.0001 Dependent Variable: RPER RANK FOR VARIABLE PER Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 6 13994.56250000 2332.42708333 180.71 0.0001 Error 49 632.43750000 12.90688776 Corrected Total 55 14627.00000000 R-Square C.V. Root MSE RPER Mean 0.956762 12.60567 3.59261573 28.50000000 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 13994.56250000 2332.42708333 180.71 0.0001 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 13994.56250000 2332.42708333 180.71 0.0001 Tukey's Studentized Range (HSD) Test for variable: Peso inicial

65

NOTE: This test controls the type I experimentwise error rate, but generally has a higher type II error rate than REGWQ. Alpha= 0.05 df= 49 MSE= 1.642857 Critical Value of Studentized Range= 4.347 Minimum Significant Difference= 1.9701 Means with the same letter are not significantly different. Tukey Grouping Mean N TRAT A 50.2500 8 1 A A 50.2500 8 2 A A 50.2500 8 3 A A 50.2500 8 4 A A 50.2500 8 5 A A 50.2500 8 6 A A 50.2500 8 7 Tukey's Studentized Range (HSD) Test for variable: Peso Final NOTE: This test controls the type I experimentwise error rate, but generally has a higher type II error rate than REGWQ. Alpha= 0.05 df= 49 MSE= 74.21173 Critical Value of Studentized Range= 4.347 Minimum Significant Difference= 13.241 Means with the same letter are not significantly different. Tukey Grouping Mean N TRAT A 200.625 8 7 B 100.625 8 3 C 66.125 8 2 D 38.375 8 1 D D 37.250 8 6 D D 35.875 8 5 D D 34.750 8 4 Tukey's Studentized Range (HSD) Test for variable: Consumo de alimento NOTE: This test controls the type I experimentwise error rate, but generally

66

has a higher type II error rate than REGWQ. Alpha= 0.05 df= 49 MSE= 333.1677 Critical Value of Studentized Range= 4.347 Minimum Significant Difference= 28.055 Means with the same letter are not significantly different. Tukey Grouping Mean N TRAT A 451.375 8 7 B 286.625 8 3 C 186.938 8 2 D 94.875 8 1 E 19.625 8 5 E E 16.000 8 6 E E 6.000 8 4 Tukey's Studentized Range (HSD) Test for variable: RGanancia de peso NOTE: This test controls the type I experimentwise error rate, but generally has a higher type II error rate than REGWQ. Alpha= 0.05 df= 49 MSE= 45.59821 Critical Value of Studentized Range= 4.347 Minimum Significant Difference= 10.379 Means with the same letter are not significantly different. Tukey Grouping Mean N TRAT A 52.500 8 7 A B A 44.500 8 3 B B 36.500 8 2 C 20.938 8 1 C C 19.500 8 6 C C 14.938 8 5 C C 10.625 8 4 Tukey's Studentized Range (HSD) Test for variable: RPER NOTE: This test controls the type I experimentwise error rate, but generally

67

has a higher type II error rate than REGWQ. Alpha= 0.05 df= 49 MSE= 12.90689 Critical Value of Studentized Range= 4.347 Minimum Significant Difference= 5.5219 Means with the same letter are not significantly different. Tukey Grouping Mean N TRAT A 52.500 8 7 B 44.500 8 3 C 36.500 8 2 D 28.500 8 1 E 16.938 8 5 E E 15.563 8 6 F 5.000 8 4

68

IV.4.2. ANALISIS ESTADÍSTICO PARA VARIABLES DEL SEGUNDO ENSAYO BIOLOGICO

General Linear Models Procedure Class Level Information Class Levels Values TRAT 4 1 2 3 4 Number of observations in data set = 32 Dependent Variable: Peso inicial Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 3 135.37500000 45.12500000 9.61 0.0002 Error 28 131.50000000 4.69642857 Corrected Total 31 266.87500000 R-Square C.V. Root MSE PINIC Mean 0.507260 4.027177 2.16712449 53.81250000 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 3 135.37500000 45.12500000 9.61 0.0002 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 3 135.37500000 45.12500000 9.61 0.0002 Dependent Variable: Peso final Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 3 156987.84375000 52329.28125000 484.87 0.0001 Error 28 3021.87500000 107.92410714 Corrected Total 31 160009.71875000 R-Square C.V. Root MSE PFIN Mean 0.981114 13.08292 10.38865281 79.40625000 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 3 156987.84375000 52329.28125000 484.87 0.0001 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 3 156987.84375000 52329.28125000 484.87 0.0001 Dependent Variable: Consumo de alimento

69

Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 3 992780.25000000 330926.75000000 763.18 0.0001 Error 28 12141.25000000 433.61607143 Corrected Total 31 1004921.50000000 R-Square C.V. Root MSE CONSUMO Mean 0.987918 14.20184 20.82345004 146.62500000 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 3 992780.25000000 330926.75000000 763.18 0.0001 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 3 992780.25000000 330926.75000000 763.18 0.0001 Dependent Variable: RGANAN RANK FOR VARIABLE Ganancia de Peso Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 3 2119.56250000 706.52083333 33.31 0.0001 Error 28 593.93750000 21.21205357 Corrected Total 31 2713.50000000 R-Square C.V. Root MSE RGANAN Mean 0.781118 27.91306 4.60565452 16.50000000 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 3 2119.56250000 706.52083333 33.31 0.0001 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 3 2119.56250000 706.52083333 33.31 0.0001 Dependent Variable: RNPR RANK FOR VARIABLE NPR Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 3 2005.00000000 668.33333333 25.90 0.0001 Error 28 722.50000000 25.80357143 Corrected Total 31 2727.50000000 R-Square C.V. Root MSE RNPR Mean 0.735105 30.78619 5.07972159 16.50000000 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 3 2005.00000000 668.33333333 25.90 0.0001 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 3 2005.00000000 668.33333333 25.90 0.0001 Tukey's Studentized Range (HSD) Test for variable: Peso inicial NOTE: This test controls the type I experimentwise error rate, but generally

70

has a higher type II error rate than REGWQ. Alpha= 0.05 df= 28 MSE= 4.696429 Critical Value of Studentized Range= 3.861 Minimum Significant Difference= 2.9585 Means with the same letter are not significantly different. Tukey Grouping Mean N TRAT A 55.000 8 1 A A 55.000 8 2 A A 55.000 8 3 B 50.250 8 4 Tukey's Studentized Range (HSD) Test for variable: Peso Final Alpha= 0.05 df= 28 MSE= 107.9241 Critical Value of Studentized Range= 3.861 Minimum Significant Difference= 14.182 Means with the same letter are not significantly different. Tukey Grouping Mean N TRAT A 200.625 8 4 B 43.500 8 2 B B 37.500 8 1 B B 36.000 8 3 Tukey's Studentized Range (HSD) Test for variable: Consumo de alimento Alpha= 0.05 df= 28 MSE= 433.6161 Critical Value of Studentized Range= 3.861 Minimum Significant Difference= 28.427

71

Means with the same letter are not significantly different. Tukey Grouping Mean N TRAT A 451.38 8 4 B 56.50 8 2 B B 45.25 8 1 B B 33.38 8 3 Tukey's Studentized Range (HSD) Test for variable: RGanancia de peso Alpha= 0.05 df= 28 MSE= 21.21205 Critical Value of Studentized Range= 3.861 Minimum Significant Difference= 6.2874 Means with the same letter are not significantly different. Tukey Grouping Mean N TRAT A 28.500 8 4 B 19.000 8 2 C 11.438 8 1 C C 7.063 8 3 Tukey's Studentized Range (HSD) Test for variable: RNPR (NPR variable transformada) Alpha= 0.05 df= 28 MSE= 25.80357 Critical Value of Studentized Range= 3.861 Minimum Significant Difference= 6.9346 Means with the same letter are not significantly different. Tukey Grouping Mean N TRAT A 28.500 8 4 B 18.250 8 2 B C B 11.750 8 1 C C 7.500 8 3

72

IV.4.3. ANALISIS ESTADÍSTICO PARA VARIABLES DEL TERCER ENSAYO BIOLÓGICO

General Linear Models Procedure

Class Level Information Class Levels Values TRAT 7 1 2 3 4 5 6 7 Number of observations in data set = 56 Dependent Variable: Peso Inicial Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 6 0.71428571 0.11904762 0.08 0.9977 Error 49 71.00000000 1.44897959 Corrected Total 55 71.71428571 R-Square C.V. Root MSE PINIC Mean 0.009960 2.670729 1.20373568 45.07142857 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 0.71428571 0.11904762 0.08 0.9977 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 0.71428571 0.11904762 0.08 0.9977 Dependent Variable: Peso Final Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 6 27566.17857143 4594.36309524 185.69 0.0001 Error 49 1212.37500000 24.74234694 Corrected Total 55 28778.55357143 R-Square C.V. Root MSE PFIN Mean 0.957872 9.100079 4.97416796 54.66071429 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 27566.17857143 4594.36309524 185.69 0.0001 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 27566.17857143 4594.36309524 185.69 0.0001 Dependent Variable: Consumo de alimento Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 6 55877.14357143 9312.85726190 34.89 0.0001 Error 49 13080.58500000 266.95071429

73

Corrected Total 55 68957.72857143 R-Square C.V. Root MSE CONSUMO Mean 0.810310 20.17470 16.33862645 80.98571429 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 55877.14357143 9312.85726190 34.89 0.0001 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 55877.14357143 9312.85726190 34.89 0.0001 Dependent Variable: RGANAN RANK FOR VARIABLE Ganancia de peso Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 6 11640.87500000 1940.14583333 32.29 0.0001 Error 49 2944.12500000 60.08418367 Corrected Total 55 14585.00000000 R-Square C.V. Root MSE RGANAN Mean 0.798140 27.19789 7.75139882 28.50000000 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 11640.87500000 1940.14583333 32.29 0.0001 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 6 11640.87500000 1940.14583333 32.29 0.0001 Dependent Variable: RNPR RANK FOR VARIABLE NPR Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 5 7104.31250000 1420.86250000 28.33 0.0001 Error 42 2106.18750000 50.14732143 Corrected Total 47 9210.50000000 R-Square C.V. Root MSE RNPR Mean 0.771328 28.90399 7.08147735 24.50000000 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 5 7104.31250000 1420.86250000 28.33 0.0001 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F TRAT 5 7104.31250000 1420.86250000 28.33 0.0001 Tukey's Studentized Range (HSD) Test for variable: Peso inicial Alpha= 0.05 df= 49 MSE= 1.44898 Critical Value of Studentized Range= 4.347 Minimum Significant Difference= 1.8502 Means with the same letter are not significantly different.

74

Tukey Grouping Mean N TRAT A 45.2500 8 1 A 45.2500 8 2 A 45.0000 8 3 A 45.0000 8 4 A 45.0000 8 5 A 45.0000 8 6 A 45.0000 8 7 Tukey's Studentized Range (HSD) Test for variable: Peso Final Alpha= 0.05 df= 49 MSE= 24.74235 Critical Value of Studentized Range= 4.347 Minimum Significant Difference= 7.6454 Means with the same letter are not significantly different. Tukey Grouping Mean N TRAT A 105.375 8 6 B 64.250 8 5 C 46.750 8 3 C 45.125 8 1 D C 42.375 8 4 D C 41.625 8 2 D 37.125 8 7 Tukey's Studentized Range (HSD) Test for variable: Consumo de alimento Alpha= 0.05 df= 49 MSE= 266.9507 Critical Value of Studentized Range= 4.347 Minimum Significant Difference= 25.113 Means with the same letter are not significantly different. Tukey Grouping Mean N TRAT A 149.838 8 6 B 103.688 8 5 C 67.375 8 4 C 64.313 8 3 C 63.563 8 7 C 59.625 8 1 C 58.500 8 2 Tukey's Studentized Range (HSD) Test for variable: RGanancia de peso Alpha= 0.05 df= 49 MSE= 60.08418 Critical Value of Studentized Range= 4.347 Minimum Significant Difference= 11.914 Means with the same letter are not significantly different. Tukey Grouping Mean N TRAT

75

A 52.500 8 6 A 44.500 8 5 B 31.250 8 3 C B 24.813 8 1 C B 20.438 8 4 C D 18.313 8 2 D 7.688 8 7 Tukey's Studentized Range (HSD) Test for variable: RNPR Alpha= 0.05 df= 42 MSE= 50.14732 Critical Value of Studentized Range= 4.222 Minimum Significant Difference= 10.57 Means with the same letter are not significantly different. Tukey Grouping Mean N TRAT A 44.500 8 6 A 36.000 8 5 B 23.938 8 3 C B 19.063 8 1 C 12.375 8 4 C 11.125 8 2

76

IV.4.4. FOTOGRAFÍAS

Fotografía 9. Diversidad de tamaño de frutos de cushin provenientes de Escuintla.

Fotografía 10. Fraccionamiento del fruto de cushin: vaina, pulpa y semilla.

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Fotografía 11. Los frutos son comúnmente afectados por larvas de moscas de la fruta.

Fotografía 11. Larvas de mosca de la fruta afectando el fruto de cushin.

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Fotografía 12. Fruto sano de cushin.

Fotografía 13. Ramas y frutas de Guaba (Inga vera).

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Fotografías 14 y 15. Hojas frescas de cushin y larvas de lepidóptero que le afectan como plaga (Chaluneros).

Fotografía 16 y 17. Bandejas con semilla de paterna previo a la cocción. A la izquierda sin tratamiento de cal. A la derecha con cal.

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Fotografía 18 y 19. Experimentos biológicos: Actividades de toma de peso y suministro de agua a animales de experimentación

valoraciÓn quÍmica nutricional de la harina de semilla de...

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