/ I' ANALISIS DE CARBOHIDRATOS ESTRUCTURALES

EN LOS DIFERENTES COMPONENTES DE LA

SEMILLA DE FRIJOL (Negro Arribeño) ".

I

I N D I C E . .

. - Reactivos y Equipo ------- 9-

MBtodos 10- 1 4

Bibliografia ------o-"--=-- 24 -25

... ".

INTRODUCCION. ?

Teniendo en cuenta las necesidades en al imentos energeticos que

enfrenta actualmente -Amdrica L a t i n a , e s i m p o r t a n t e e l e s t u d i o de - s u s r e c u r s o s n a t u r a l e s u t i l i z a b l e s , e n t r e e l l o s e l f r i j o l . Esta l e -

guminosa, componente de l a dieta del mexicano, cobra imFortancia - F r i m o r d i a l por su g r a n v a l o r n u t r i t i v o y eneng6t ico ya"que refine ca

*+

O . .

- racterist icas espec ia les : a l to contenido de p r o t e h a ( 20 a 3796) re -

lat ivamente balanceada, a ~ n cuando presenta aminodcidos l imitantes

de natura leza xmfrada ; v i taminas B B2, n i a c i n a , s a l e s m i n e r a l e s

( 2 a 5 $ ) , & c i d o s o r g h i c o s , c e r a s y l i g n i n a s ; E l grupo de carbohi-

d r a t o s e s t a c o n s t i t u f do principalmente p o r almidones, azdcares solu

b l e s e i n s o l u b l e s y un pu9o heterog6neo de n a t u r a l e z a e s t r u c t u r a l :

1'

- galactaqas, c e l u l o s a y hemicelulosa y sus tanc ias p6c t i cas . De acuer

do con algunos invcs t igadores , los carbohidr2tos pueden subdividir-

se en dos grpmdes grupos : los disnonibles y los no disponib les , t o

* mzndo en c u - n t a . 1 3 . d i e t a di:3ria para e l hombre. Los dizqonibles son

. aquellos cornyuestaa que, en uns. u o t r a :orma son degradndos en e l '

- *. -

q * -

a- .

trr.ct.0 d iges t ivo izum,.tno ;y const i tuyen un grupo de sus tanc ias b ien

def in idas : almidones, dextrinas y azdcares solubles. L o s no dispo-

nkbles son sustancias no h i d r o l i z a b l e s por ninguna enzima secretada

en e 1 t r a c t o d i g e s t i v o humano, lqs c u a l e s son quimicamente menos co noc idaw: ce lu losa , hemice lú losa y o t r o s g o l i s a c g r i d o s i n s o l u b l e s

' en agua. -Generalmente e s t o s compuestos forman par te de l a pared ce-

' 6 .

"

-

l u l a r . f .

Un imnortante constituyente carbonado de las plantas super iores y

probablemente e l compuesto carbonado mAs abundante en l a natura leza

e s Is celulosg. Rstructuralmente , l a , c e l u l o s a e s un carbohidrato

compuesto de unidades -de glucosa unidas en una l a r g a cadena l i n e a l

por e n l a c e s en los &tomos de carbono 1 y 4 de . l a mol6cula de a z L

car. La mayoria de las ev iaenc ias indican que e x i s t e n e n t r e 2000 y

10 O 9 0 y en ocasiones m&s de 15000 unidades de glucosa en l a molecu

la , pero e l nllmero de unidades de aztlcar por cadena y e l peso mole-

I

-

- 1 -

"'

9 c u l a r de la c e l u l o s a varia con las especies vegetales . Las determi-

naciones de peso molecular proporcionan valores que varfan de 20000

a cerca de 2.4 millones.

La c e l u l o s a e x i s t e e n las plantas su$eriores, en las algas, en mg chos"t ipos de hongos y en l o s q u i s t e s de algunos protozoarios. El poYfsac4rido es t& loca l izado en la pared ce lu lar donde;.se encuentra

no como cadenas s5.mples s i n o como unidades submicrosc6picas de for- ma alargada conocidas como mi'celas. A su vez, estas micelas se arre

elan en estructuras m& ejr,andes, l a s micrafibrillas. En l a pared ce

l u l a r , l a celulosa 3robablemente est& organizada en unidades discre

- - -

tas separadas For un espac io , e l cual , en e l t e j i d o maduro de las

plantas est& comhmente l leno de l ign ina .

E l contenido de c e l u l o s a e n las p l a n t a s s u p e r i o r e s n u n c a e s f i j o ,

y l a concentracidn cambia con l a eüad y t i p o de p lanta . E l carbohi-

drato es especialmente abundante en l o s materiales lefl030S, en paja

r h t r o j o s y hojas , Los t e j idos suculentos son com-ente pobres. en

., c h u i o s a , p e r o l a concentracidn aumenta mientras l a p l a n t a madura .. En pastos jdvenes y 1eguminosa.s por ejemplo, l a c e l u l o s a puede ocu-

p a r una Darte tan pequefía como'bl is d e l peso seco, pero e l v a l o r

pvede s e r mayo5 a l 505 'en materiales lef íosos, Un i n t e r v a l o de con - . c e n t r a c i d n e n t r e e l 1 5 y e l 4% inc luye -a l a mayoria de las es'pecies

de cul tkvo, s iendo. e l .extremo .mas' b a j o c a r a c t e r i s t i c o de plmtas

.m& jdvenes , - . .

Los po1isacArido.s conocidos como hemicelulosas son uno de l o s p r i n - cipales const i tuyentes vegetalea s iguiendo a l a c e l u l o s a e n c a n t i - dad. La mayoria de las hemicelulosas se encuentran en intima asocia

c idn f fsica con l a ce lu losa en las paredes ce lulares primarias y se cundarias de las plantas superiores , pero aunoue e s t o s p o l i s a c t b i - dos esten relaciona,dos estructuralmente, e l termino hemicelulosa e s

tt5 m a l empleado pues estas moldculas no guardan relacidn de wtruc- tura con l a c e l u l o s a , Como c l a s e , l o s p o l i s a c 6 r i d o s p r e s e n t e s e n -

- -

-

- 2 -

las paredes ce lulares de las plantas super iores , exceptuando la c e l u

losa y l a p e c t i n a , son designados como hemicelulosas. En e s t o s poli

meros,. los aedcares simples(monosd.cAridos) 6 l o s Rcidos urdnicos de

rivados de e l l o s e s t h unidos en una larga molbcula. La h i d r d l i s i s

quimi%a completa del polimero d a como productos a ambos,

. -

- -

<&S hemicelulosas l levan l a terminacidn "ano" en su8 nombres y to-

das se consideran como g l i c a n o s , , e s t a n d o e l p r e f i j o g l i re fer ido a

un azlbcar simple no especificadq, Esta c l a s e de polimeros se divide

en dos ca tegor ias : . 8 . .

a) Homoglicanos (Hemicelulosa A) Estos contienen un s d l o t i p o de

monosacikidos pero usua3mente no constituyen l a magoria de las hemi-

ce lu losas en una planta. 'Los homoglicanos t i p i c o s son e l x i l a n o , ma-

nano y ga lac tano , l o s cuales son polimeros que contienen unidades de

x i l o s a , manosa y galactosa Pespectivamente . ._ b) Heteroglicanos (Hemiceluloaa B) . Estos polisactbidos frecuente. , /?*

mGnte abundantes, contiexien mas de &a clasi de monosacAridos 'o &cid0

&dnico y de 2 a 4 u ocasinalmente 5 a 6 azdcares d i ferentes coex is - t e n en l a rnol6cula.

"

L

Los heterbgl i canos se nombran-en base a los azt lcares o &idos ur6ni

cos presentes. en el 'polfmero, con e l aacar mds

' . f i n a l d e l nombre; asi,. las plantas contienen en

glucomqanos, arabinoxilanos, arabinogalactanos

lanos .

'"

abundante colocado a l

SUS paredes ce lulares

o arabinoglucuronoxi-

La e s t r u c t u r a de Bstos polimeros es usualmente compleja. Algunos "

pueden t e n e r de 50 a 200 unidades de azdcar formadas a p a r t i r de l o s

d i v e r s o s a z d c a r e s c a r a c t e r i s t i c o s de e s t o s c o n s t i t u y e n t e s de l a parea

c e l u l a r . Un polisac6,rido puede e x i s t i r en forma de cadena l i n e a l como e s e l c a s o de l a celulosa pero laa hemicelulosas ' generalmente estan ' ramificadas.

La L ignina es e l t e r c e r c o n s t i t u y e n t e d s abundan&e de l o s t e j i d o s

v e g e t a l e s , A veces es rcmplaeada en cantidades relativas solo por l a

- 3 -

t c e l u l o s a y las hemicelulosas. En e l v e g e t a l , l a l i g n i n a se encuentra'

en las capas secundarias de l a pared ce lu lar y en c i e r t a cant idad en

las lamelas 'medias. E l contenido de l i g n i n a de los vegeta les jbvenes '

es relativamente bajo, pero l a cantidad se incrementa conforme l a plan

.."

- t a madura. Probablemente l a l i g n i n a nunca s e e n c u e n t r a l i b r e , g e n e r a l

mervte e s t & combinada con los pol.isnc$ridos. Es especialmente abundan-

t e en plantas leñosas, mientran que su concentracibn es muy baja en ' te j idos suculentos . Los gastos jbvenes inmaduros y las leguminosas por

l o comdn cont ienen del 3 al 6$ de. l i g n i n a en base a l peso seco, mien-

- . ..

. tras que l o s a n a l i s i s q u f n i c o s :de muestras de madera de una gran va - r iedad de &boles, o s c i l a d e l 15 ~1'3%.

L a mol6cul.a de l ignina cont iene sdlo t res e lementos , carbono, hidrd

geno y oxfgeno, pero ía e s t r u c t u r a e s aromhtica , mgs que la d e l t i p o

de l o s carbohidratos, como se ha caracter izado .para l a c e l u b s a y he- ,

micelulosas. La molecula es un polfmero de ndcleos aromQticos con una

-

s o l a unidad r e p e t i t i v a 6 varias sustancias semejantes como bloque es-

Vructural b4sico. L a unidad b g s i c a en l a l i g n i n a p a r e c e s e r d e l t i p o ,

formas, en las cuales : - a) R y R' s o r H. b) .R es H y R'es un metoxilo(-OCH ) y

3 . c ) .R y R' son grupos metoxilos. L

4

no

* .

L a abundancia r e l a t i v a de los t res p r i n c i p a l e s b l o q u e s e s t r u c t u r a - #

l e s varfa con l a e s p e c i e v e g e t a l ; por ejemplo, las conf feras t i enen

un a l to porcenta je ' delrqsegundo t i p o , l a s angiospermas dicotileddneas

son ricas en e l segundo y t e r c e r t i p o s , m i e n t r a s que l o s p a s t o s mues-

tran grandes cantidades del primero y e l segundo.

Las sustancias p d c t i c n s nunca constituyen una gran parte de l a ma-

I___ . ? . f

-4

* e s t o s p o l i s a c h i d o - s radica en su re lac idn con l a estructura f i s i c a de

l a p l a n t a y c i e r t a s enfermedades producidas por patdgenos que s e o r i -

ginan en e l suelo o que provienen de o t r a fuente. Las sus tanc ias p6c-

ticas son encontradas en abundancia en l a lamels media, un c o n s t i t u - y e n t e ‘ d e l t e j i d o , l o c a l i z a d o e n t r e c e l u l a s i n d i v i d u a l e s y la pectina

que’queda entre las c6lulas, importante pues las mantiene unidas. Las

paredes ce lulares primarias y secundarias tambidn contienen polisac&

r idos de este t i p o : COOH

* .. -

Los carbohidratos pdct icos son polisac&ridos complejos compuestos de

Ünidades de &ido galacturdnico unidos uno a o t r o e n una larga .cadena

aunque algunas veces pueden es tar presentes tambi6n restos de azdca - res. E l c a r b o x i l o d e l b loque const i tut ivo de &ido galacturdnico pue-

de es tar p a r c i a l ’ b t o t a l m e n t e e e e r i f i c a d o con gwpos met i lo y puede

es tar p a r c i a l 6-completamente neutralizado por varios cationes. Hay . c u a t r o t i p o s de sustancias pdcti ’cas : -.

a) Protopect ina ; . u n const i tuyente de l a pared c e l u l a r i n s o l u b l e ’ en *a; b) P e c t i n a ; un polimero de Qcido galacturdnico soluble-en agua

que t i e n e ’ muchas uniones m&il=6ster ; c) Acidos .Pec t fn icos ; sustan - cias pecticas co lo ida les . que son tambih polimeros de Bcido galactur6 - nice, pero éstas mol6culas contienen pocas uniones metil-&ter; y por

bltimio, d) .Acidos Pbct icos ; los pol imeros de h i d o g a l a c t u r d n i c o so- lubles en agua y que carecen esencialmente de un+ones metil-6ster.

Cada una de dstas c u a t r o c l a s e s ’ r e p r e s e n t a un grupo de sustancias In-

1

-

timamente relacionadas. La austancia p 6 c t i c a madre, la Protopect ina , puede ser convertida a p e c t i n a 6 a &idos pect inicos con un tratamien - t o simple y moderado. Los &cidos p6ctiCoS pueden s e r producidos a par - tir de las p e c t i n a s t r a t h d o l a s con Qlcali d i l u i d o , una conversi6n de

- 5 -

! . ''(RCOOCH3)'n a (RCOOH)n donde RCOOH designa a l Qcido galacturdnico '

l i b r e y RCOOCH3 designa al m e t i h ? s t e . r de una sola unidad de &cid0 '

galacturbnico. Las diversas sustancias pdcticas t a m b i h difieren '

una de o t r a en las cantidades de componentes diferentes al &cid0 ga

lacturdnico relacionados con el'polfmero y en los pesos moleculares. I

. . . . .

. . - . .

\

i

- 6 - "

B B J E T I V I O S

Objet ivo General : !U

I Separacibn y c u a n t i f i c a c i d n de carbohidratos dstructurales a

(no disponibles) en 'los d i f e r e n t e s componentes de %a s e m i l l a

de f r i j o l "negro arribe?íob*.

O b j e t i v o s P a r t i c u l a r e s :

. .

. .

- Sdparar y c u a n t i f i c a r e l contenido de carbohidratos estruc- '

tura les en cuatro var iedades de f r i j o l (Mex.407, Oax.36,

Pue.40 y Pue. 219) d e l grupo "negro arribefio" en SÚ5 t r e s

componentes: t e s t a , c o t i l e ' d b n y e j e embrionario. * i

I 0

O - Aprendizaje de las t d c n i c a s m6s u s u a l e s e n b i o q u h i c a para 1.

1. evaluar carbohidratos es tructurales (Celulosa , Hemicelulosa

Sus tanc ias peeticas y-Lignina) .en semillas de leguminosas.

M A T E R I A L

- Aparato de d e s t i l a c i b n .

- Bureta.

- C r i s o l e s .

- Embudo BUchner

:?.

a

- E x t r a c t o r de Soxhlet

- F i l t r o s gooch

Desecadores

- Matraces Erlen-Meyer de 250ml.

- Matraz Kitazato

. .

- Manguerita de 5mm. .de d i h e t r o

- p a p e l f i l t r o c o r r i e n t e y de cenizas

conocidas.

- P i p e t a s de 1 , 2 , 5 y 10 ml. 1 - Probetas de 10,100 y 250ml. .

- Tamiz de malla #40

- Tubbs de ensaye

- Vasos de prec ip i tados de 5 0 , 1 0 0 ~ 2 5 0 a - .

- .Pesafiltros

- Mortero pequefío .,

.,

'.. - '(r

"

4

? R E A C T I V O S

- Acetona

- Acido Acdtico

I

- AcSdo Sulfdrico

- A%ido Clorhihrico

-. Agua d e s t i l a d a

- Benceno

- Diastasa

- Gtanol

- E t e r e t l ' l i c o

- Hidrdxido de potasio

- N i trdgeno gaseoso

- Oxalato de amonio

- Pepsina

* . E Q U I P O

- Balanza analftica Mett ler H51- - .Balanza graná%aria OHAUS, Hoffman-Pinter & Baswbrth.

- Baño marfa THELCO, GCA/Presicidn S c i e n t i f i c .

- Centrffug-a Sorvall , -RC-5 . . 42

.- Bomba de v a d o Koblenz, DGP 144

- Estufa Blue M, Power-O-IKaiAc 60'

- Molino e l d c t r i c o Wiley - Mufla

- Potencidmetro Beckman, ZeromAtic SS-3

-

- Parri l la magnhtica

- Termbmetro

. .

- 9 -

ESQUEMA GENERAL DF LA METODOLOGIA

Harinas de los tres componentes

Extraccidn con e t a n o l c a l i e n t e a l 80% *-A desechar e x t r a c t o

L I G N I N A

1 Harina l i b r e de azúcares -

Sustancias PCcticas - f h i d r 6 l i s i s con pepsina y

(h idró l i s i s con oxalato de amonio)

H2SfD4 1. Residuos Sobrenadantcs

( cx t racc l6n con KQH a l

5% y 24%

Sobrenadante x Rcslduo ( a c i d i f i c a r con HC1, I

O ’

lavar con 4 vol . de c t a n a l ) 4 -

!

( h i d r o l i z a r a ref lujo con NH;S04)

Sobrenadante ’ -Resf duo

CELULOSA y Ceniza

i f :*

1 !

, *

( h i d r b l i s i s con ( p r e c i p i t a r con 4 vols. de dias tasa ) c tanol )

I r(\r 1 1 Sobrenadante Acsfduo Precipi tado A Sobrenadante

1 HENICELULQSA A Resí duo A Spbrcnadante

i ( p r e c i p i t a r con F I. 4 vol. der etanol) d i a s t a s a ) ,

( h i d r o l i z a r con

i ii , I ,

1; ( p r e c i p i t a r con 4 vols. de c tanol )

HEMICELULOSA B

-4% Pqpp9racibn de l a muestra (Obtencibn de harinas) :

pes6 en balanza granatar ia cant idades iguales de 10s cuatro gz

not iyos de f r i j o l por separado y se c o l o c m en vasos ae p r F c i p i t a - dos con r o t u l a c i b n ; se enjuagCm l o s f r i j o l e s con agua c o r r i e n t e y

d e s p & s se añade agua desti lada- hasta c u b r i r l o 3 completamente Se

dejan reposar- aprox, doce'horas con el f i n de' suavizar l a testa.Una

vez. que l o s f r i j o l e s est& suaves, se pro&ede a descasearar los uno R uno separando t r e s partes : testa, e j e embrionario y coti ledbn. E2 t o s t r e s componentes se co locan en papel f i l t ro comh p a r a e l iminar

e l exceso de humedad y despu6s en una e s t u f a a baja tempera%ura,por

algunos minutbs. Una vez b i e n s e c o s , para obtener las har inas es ne

cesaxio moler los e jes embrionarios ien un mortero, no as< el c o t i l e - ' Mn 'y l a testa l o s cuales son pulverizados en un molino e l e c t r i c 0 ;

-

f inalmente l a har ina es pasada $or un t a m i z de malla #40.

(Se debe tener cuidado de. no meaclar nin& tipo de har ina de n i n - gbn componente.-ó genotipo) Se pesan las harinas y se calcula el rendimiento harinero de l a manera s iguiente :

'Peso delLcomponente seco 10046 #

Harina del componente obtenido x$ = ? -

B) Elirninaci6n de azdcares solubles : Se pesa l a muestra y se colo-

ca en un vaso ,de precipitados con etanol al 80$ y se hierve durante

5 min. Se filtra al vacio; e l residuo se c o l o c a ,en e l aparato de e 5

t r a c c i d n de Soxhlet con e t a n o l :al 80$ y se e x t r a e por 2:30 horas,

SE guardan l o s r e s f d u o s s d l i d o s l i b r e s ya de .carbohidratos solubles.

(ver fig. 1).

- u -

" - . .. ..

C) Determinacidn de Lignina : a.

D i g e r i r lg. de muestra toda una 'noche con 40ml. de pepsina en - solucidn de HC1 a 40'C en un matraz ;E. Afiadir 30ml. de agua ca l ien-

-be y' filtrar la meecla a travde de &I f i l t r o de v i d r i o con capa de

asbes.ta. Lavar el residuo dos veces con agua c a l i e n t e y después her

v i r a re f lu jo con 150ml. de H SQ a l 5$ (w/v) durante 2 horas, Fik trar la mezcla-y lavar e l res fduo t res veces con 3 0 ~ l . de agua ca -

- - 2 4

-' . l i e n t e y s e c a r con etemol y & t e r . e t i l i c o .

. Adicionar 2Oml. de H SO al 72% (w/v) al residuo y mantener l a

mezcla a 18.'C - 2'C durante 2 h r s , Después 'de &te tiempo &dir ' 1 2 5 ml. de agua dest i lada, filtrar la' mezcla y lavar el residuo con.

agua. Hervir el res iduo a r e f l u j o con H2S04 a l 9 (w/v) por 2 hrs,

y enseguida filtrar a trave52 de un papel f i l t r o de contenido de ce-

nizas conocido(previmente pesado) , Secar y p e s a r e l papel con e l - r e s i d u o ; i n c i n e r a r e l p a p e l completamente y pesqr las cenizas , La d i f e r e n c i a en peso de cenizas e s considerada como lignina.

2 4 4-

- 1 2 -

D) Determinacidn de Sustancias P4cticas :

Pesar 3 g. de muestra ( d e l m a t e k i a l e x t r a f d o con e tanol ) y colo

carla en w1 f i l t r o de v i d r i o , e x t r a e r con oxs?lato de amonio a l 0.5%

(../a) a 85.C durante 2 hrs. R e p e t i r l a ext racc idn 4 veces. (Nota 1)

'Combinw l o s f i l t rados , a . c id i f i car1os l igeramente con HC1 IN, y agrega2 4 voldmenes de e tanol con a g i t a c i b n , Despuds que el pre cipitado sedimente, se decanta e l sobrenadante a trzv6z de un '

f i l t r o de vidrio tarado .(par?. cpe e l prec iF i tado sedimente en

-

menor t iempo, se centrifugan) T r a n s f e r i r l o s prec ip i tados a l

' f i l t r o gooch tarado y l a v a r con e tanol a l 70$ .(v/v) l igeramente

' a c i d i f i c a d o con HC1, ' l avar de nuevo con e t a n o l y luego con ace-

tona, Secar completamente a ~ O O * C , e n f r i a r y pes=; l a di feren-

Nota 1 : Los residuos obtenidos del primer ataque con -oxalate de

. -

"

J 1 amonio se guardan p a r a ¡ e l a n & l i s i s de hemicelulosas,

' )*

-cia de peso d e l f i l t r o t a r a d o se cons idera sus tanc ias p6c t i cas . . .

E)' Determinacidn de Hemicelulosas :

' S i $as muestras contLenen menos d e l de l i g n i n a , las hemicelu

l o s a s pueden ser extraidas directamente , Colocar e l res iduo de

l a ext racc idn de sustancias pecticas (Nota 1) en un matraz E.de - 100 nl, y d í a d i r s u f i c i e n t e KOH al 5$ (w/v) hasta cubr i r lo . En-

seguida burbujear e l matraz con N introduciendo una manguerita

y agitando durante 24 hrs, Despuds de este l a p s o se centrif'ugan

las muestras 10: min. a ~ O O O O r p m , ( s i no se 'cuenta con centrff'u

ga, filtrar en un f i l t r o de v i d r i o y r e p e t i r 3 veces ) * , A c o n t i

nuacibn se procede a guardar e l prec ip i tado de dsta ext racc idn

pues servir& para e l a n 6 l i s i s de Celu losa ; l o s sobrenadantes 6

f i l t r a d o s s e combinan y s e a c i d i f i c a n con LCcido acetic0 U?., de

dsta operaci6n obtenemos de nuevo un prec ip i tado y un sobrena -

- .-

2

- -

dante; se separan usando un f i l t r o . de v i d r i o a peso constante , e l p r e c i p i t a d o s e l a v a con a c e t o n a , s e s e c a y se pesa ; Bste re-

s iduo representa a l a Hemicelulosa A. . .

E l sobrenadante se mezcla con 4 v o l h e n e s de e t a n o l , el nuevo

precipi tado se trata ligeramente con diastasa para e l i m i n a r e l

almidbn contaminante, e l sobrenadante f i n a l se mezcla con 4 vol

. de etauol en donde p r e c i p i t a - l a Hemicelulosa B ; se c o l e c t a i d &

:u

a

t i c a m e n t e e n o t r o f i l t r o d e - v i d r i o a peso .conStante-, se seca y

se pesa. . ( t ier diagrama general ) S . .

. * ES conveniente repet i r la opera'cidn antes de' centrifugar pero

u t i l i z a n d o KOH a l 24$, Bsto depende de l a cantidad de p r e c i p i t a

do y sobrenadante obtenido. -

Fj Determinacidn de Celulosa : %

El resfduo obtenido. en el-paso anterior durante l a e x t r a c c i 6 n

con KOH d.-% s e c o l o c a e n un vaso y e s nuevamente t ra tado con

KOH 'a3 24% (w/v) ; 'enseguida se lava con agua 'des t i lada y despuds .

. con ace tona ; se seca y se pesa. A continuacidn se somete a hidrc l i s i s con H SO 1 N. de l a cual se forma un precipi tado que s e

filtra en un papel de contenido de cenizas conocidas previamen-.

t e pesado; se lava el papel con agua y despuds con acetona, se

d e j a s e c a r y se vuelve a pesar . F inalmente se inc inera e l papel

y se pesan las cenizas. Restar e l peso de las cenizas del peso

del residuo obtenido despues de l a hidr6lists con e l &ido y tg m a r el valor obtenido como'Celulosa ,

Y

2 4 -

ii ai*. -. r". _ _ _ ~ - _ - "~

R E S U L T A D O S

T A B L A No. 1

Rendimiento Harinero

(g . de harina/ lOOg . de semillas)

Mex .407

Oax. 36

Pue. 40

Pue. 219

T- Testa

EE=Eje Embrionario

C= Cotiledón

T

8.32

7.84

8.58

7 . 1 7

EE C

1.37 74.72

1.27 74.24

1.23 76.57

1.26 76.90

I

2 I

" - - . . . . " . ' " ~ ..-...... . .. . . .

Mex .407

Oax. 36

Pue. 40

Pue .219

Máximo

Mínimo

Media

Desv. St.

* Base peso seco por duplicado.

T A B L A No. 2

CONTENIDO DE CARBOHIDRATOS ESTRUCTURALES EN

HARINA

Sustancias

Pécticas

2.3

1.83

1.57

1.64

2.3

1.57

1.84

+O. 33 -

DE COTILEDON (g ./ lOOg . de harina)*

Hemicelulosa Celulosa

A B

2.34

3 .O5

2.81

3 .O3

3 .O5

2.34

2.81

*O. 29

2.40

2.73

2.99

2.31

2.99

2.31

2.61

50.27

1.52

1.21

1.38

1.33

1.52

1.21

1.36

*0.11

Total

8.56

8.82

8.75

8.31

8.82

8.31

8.61

+o. 20

T A B L A No. 3

CONTENIDO DE CARBOHIDRATOS ESTRUCTURALES EN

HARINA DE EJE EMBRIONARIO (g./lOOg. de harina)*

Mex .407

Oax. 36

Pue. 40

Pue .219

MBximo

Mínimo

Media

Desv. St.

* Base peso seco por duplicado.

Sustancias

Pécticas

13.1

11.7

12 .2

12.3

13.1

11.7

12.3

*0.5

Hemicelulosa Celulosa

A B

6 .9 4 .2 2 .4

10.5

10.2

9.1

10.5

6.9

9 .2

f l . 4

6.1 2 .o

7.6 2.7

3 .9 3 .5

7 .6 3 .5

3 .9 2 .o

5 .5 2.7

k1.5 f0.6

Total

26.6

30.2

32.7

28.9

32.7

26.6

29.6

Q.2

I I- d

I

T A B L A No. 4

CONTENIDO DE CARBORIDRATOS ESTRUCTURALES

HARINA DE TESTA (g./lOOg. de harina)*

Sustancias Hemicelulosa Celulosa

Pécticas A B

Mex ,407 14.19 18.64 16.76 32.81

Oax 36 11.9 21.7 14.52 31.24

Pue. 40 14.51 19.17 13 .O9 26.52

Pue. 219 15.12 25 .O9 13.99 31.89

Máximo 15.12 25 .O9 16.76 32.81

Mínimo 11.9 18.64 13 .O9 26.52

Media 13.93 21.15 14.59 30.62

Desv. S t . k1.21 f2.55 k1.35 f2.43

EN

Lignina

o. 10

O .70

O ,O5

0.05

0.70

O .O5

0.23

M.28

Total

82.5

80.06

73.34

86.14

86.14

73.34

80.51

f4.67

* Base peso seco por duplicado.

. .

" . . . .

- D I S C U S I O N - . . ,f#&p&

121 L a tabla 1. muestra e l rendimiento harinero de l o s componen- * t e s anatbmicos de las s e m i l l a s de f r i j o l negro arribeño. Pode-

mos observar que e l aji: embrionario :los proporciona cantidades

muy pequeñas de harina debido a su tamaiio; en cambio el c o t i l e

ddn r e p r e s e t a e l 75% del peso seco de l a s , s e m i l l a ? , y la t e s t a

e l 89'0.

-

d

La tabla 2. prsenta l a composicidn de carbohidratos es t ruc t -..

t u r a l e s de l a h a r i n a de Cotiledbn. E l genotipo K116x.407 t i e n e

un contenido de sust . p6ct icas l igeramente mayor que las o t r a s

t r e s v a r i e d a d e s , e l v a l o r promedio e s 1.84 + 0.33 - * Las sustancias pec t i cas son componentes may importantes de

' - ' l a fibra d i e t é t i c a ya que experimentalmente se ha encontrado '

que disminuyen los n i v e l e s ' a l t o s de glucosa e i n s u l i n a e n sue-

r o de post-tratamienfo de individuos sanos y diabdticos.( 14) ;

.

. m&s adn, , %ienen efecto de hipocolesterolemia en seres humanos

y ratas e incremdntan e l v a o r b io ldgico de caseina en dstas '

rdltimas (11). Las hemicelulosas A y B fueron extraidas a p a r - - tir de. las h a r i n a s l i b r e s de azdcares solubles siguiendo e l m6

todo indicado; en l a tabla 2 v e i o s u n v a l o r promedio de 2.81 $

para l a hemicelulosa A y de 2.61 4'. para l a hemicelulosa B l o s

cuales se consideran ba jos para e l coti leddn. Cabe mencionar

que Qstos datos se obtienen igualmente con 6 s i n la eliminacidn

Y

-

previa de las sust. p6c t i cas . c

E l contenido de celulosa tambibn es bajo, pues e l v a l o r pro-

medio f'u6 de 1.3s t 0.11 y en consscuencia podemos comentar '

que l a contribucidn del coti leddn en cuanto' a fibra dietetics,

seguramente e s pequefla en comparacibn con l a que puede aportar

la t e s t a . La determinacidn de Lignina por e l m6todo ticido pa-

- 19. -

ra fibras nos ha mostrado que ésta , sus tanc ia es t& ausente tanto

en e l co t i l eadn carno en e l e j a . embrionario ya que l a d i f e r e n c i a

de peso (cenizas) da un v a l o r que se cons idera ins igni f i cante .

O

L a cantidad de c a r b o h i d r a t o s e s t r u c t u r a l e s p r e s e n t e s e n e l '

*@eje embrionario" fu6 en t o t a l de 26.@ y .casi l a mitad de 6s-

t e v a l o r son sust . pecticas (12.3 en pro*medio). Tabla 3. . . E l valor de hemicelulqsa A fuB..mayor que el: de hemicelulosaB

(9.2% y 5.5% respectivamente) en contraste con l o s valores de

Bstos carbohidratos .en e l cotil&-d6n e n e l que ambas t i e n e n un

valor similar, E l Contenido promedio de c e l u l o s a e s de 2.616

s i n d i f e r e n c i a s s i g n i f i c a t i v a s e n t r e las cuatro variedades. Se

puede aseverar por e l tama& del e j e embr ionar io que Zste no

#

Z .

v e s pobre en contenido comparado con e1 ,co t i l edbn. Tabla 3.

- . .

I

Los valores obtenidos p a p l a T e s t a se muestran en l a Tabla 4;

. estas fueron sumamente ricas en carbohidrato3 es t ruc tura les y

p o l i s a c 6 r i d o s de - la pared ce.lular. Un te rc io ' de l a testa d e l

. f r i j o l fue c e l u l o s a (30.G v a l o r promedio). Las cantidades de

Heikicelulosa A o b t e k d a s o n mayores que las de Hemicelulosa B,

(21.1% y 14.59"b respectivamente?; e l contenido t o t a l de hemi-

c e l u l o s a ( A y B juntas) tambidn representa otro terc io de l a

t e s t a (35.74%). Las t e s t a s tambihn fueron ricas en sus tanc ias

pdcticas (13.96 promedio) ; Deshpande et .&. (6 ) consideran que

dstas sustancias juegan un papel importante en l a e s t a b i l i d a d

de l a espuma y emulsidn de har inas de f r i j o l ; las sus t . p6c t i -

cas son probablemente responsables del engrosamiento de masa

9

de pan obtenida al añadir testas de f r i j o l ; debido a s u gran '

absorbancia de agua ( 5 ) , Siguiendo l a metodologfa indicada, e l v a l o r promedio para -

-20-

- - .- . ,

*

.

la Lignins en l a tes ta fud de 0.237; con fluctuaci6nes entre- - 0.05s en l a . variedad Pue. 2I.g y de 0.7Oj4 en Oax.36; Bstos v a l 2

res confirman que e x i s t e un b a j o n i v e l de l i g n i f i c a c i d n e n las . .

e

t e s t a s de leguminosas (4) .a.

Por o t ro l ado , se sabe que l a fibra d i e t d t i c a de las legumi-

nosas bajan e l contenido de c o l e s t e r o l en suero humano y e v i - . t a e l ,cheer de colon entre. o%ros efectos bene-f ' icos. Reciente-

mente, algunos estudios sobre l a adicidn .de t e s t a s de legumino

..

- sas' y harinas de co t j l ed6n a productos de' panific&&bn han s i -

do emprendidos con el o b j e t o de proveer mayor cantidad de fi - bra d i e t 8 t i c a . ( 5), ( 6) , ( 9 , (10) :

- -E1 rendimiento hdrinero 'de dste grupo, es ta bas icamente re - L

presentado ;por la harina, obtenida del cot i ledbn.

- Gos v a l o r e s de *cada carbohidrato presentes en las 4 varieda-

. des de cada componente, conparados e n t r e sf, -no presentan d i Y

- f e r e n c i a s marcadas salvo el caso de las Hemicelulosas -4 y B e n t e s t a y e j e embrionario en"1os cuales e l valor de l a p r i - .

mera es mayor que l a segunda. En g e n e r a l , para e l r e s t o de

l o s carbohidratos los valores son hornogeneos e n t r e las cuatro

variedades.

- E1 Cotileddn y el Tje embrionario contienen muy poca celulosa

- Los carbohidratos es t ruc tura les y 1a.s protefnas fueron l o s - - 21 -

-4

? fueron los cDmponentes pr inciTales en e l " e j e embrionario" y

los carbohic iratos es tructurzles l o fueron en l a tes ta , siendo

l a celulosa . el carbohidrato pr incipal (80.51:". de carbohidratos

e s t r u c t u r a l e s en t o t a l ) . -..

O - Tomando en cuenta que e l e j e embrioc-zrio e s muyz:5equeño, s4-

l o los cot i ledones y las testas s o n s i g n i f i c a t i v a s e n r e l a - cidn a l vzl-or nutr ic ional de l a semilla en conjunto.

. .

- Las testas d e l frijol aportan la c m t i d a d mas importante co- mo "f ibra d i e t 6 t i c a a a .

- Basados en e l r a d i o de las t e s t a s y de los cot i ledones en l a

semilla en conjunto, las testas contribuyen con un 6.qó de

l o s carbohidratos es t ruc tura les mientras los cotiledones con - tr ibuyen ,con 7,&$ ya que t i e n e n casi I a misma proporcibn, Sin embargo, de Qstos carbohidratos es t ruc tura les , las testas

m..

*

' contribuyen Ton l a pr incipal parte de c e l u l o s a , ' a .

" - Respecto a l o s mdtodos u t i l i z a d o s son l abor iosos y cons.wnen

mucho tiem90 como para ser , ap l i cados en an&li'sis de r u t i n a . ,

aunque nos proveen de valores exactos en e l a d l i s i s comple-

t o de carbohidratos estructurales y l i g n i n a en t e j i d o s vege-

t a l e s . . .

- 22-

R E S U M E N

*

Se a n a l i a 6 y c u a n t i f i c d e l c o n t e n i d o de carbohidratos es - t ruc tura les en cuatro var iedades de l grupo "negro a r r i b e -

floff (Kdx.407, Oax.36, Pue.40, y Pue.219) en sus tres com-

ponentes : t es ta , e j e embr ionar io y cot i ledbn. - Para determinacidn de L ignina se a p l i c d un mgtodo &cido%

para f ibras v e g e t a l e s dando resul tados pos i t ivos k icamen - t e en har ina de testa(0.23$)en promedio, comprobando que

el. grado de l i g n i f i c a c i d n en leguminosas e s muy b a j o ; las

sus t . p6c t i ca . s se cuant i f i caron por d i ferenc ia de peso , apl icando oxalato de amonio a las muestras, e l contenido

de &stas s u s t . fud b a j o en c o t i l e d b n , p e r o s i g n i f i c a t i v o

en e je embrionario y t e s t a (12. y 13.93$ repectivamente)

E l contenido de hemicelulosa es asi mismo, b a j o en l a ha-

r i n a de coti ledBn( no mayor d e l $) , s i n embargo en e l e j e

embrionario como en t e s t a l a hemicelulosa A e s mayor que

l a hemicelulosa B (9'.2$ y 5,546 2l.lS y 14,59$ respecti-

vamente) ; para l a ext racc idn de e s t a s s u s t . las muestras

fueron sometidas a NdrBlisis con KOH y prec ip i tadas con

e tanol ; f ina lmente los res fduos de dsta h i d r d l i s i s son -.

t r a t a d o s con H SO para obtener ce lu losa l a cual es esca=

sa en cotileddn y e j e em, pero muy abundante en l a t e s t a

(30.G en promedio) . En v i s t a de que Bsta Clltima es l a por - t a d o r a d e l p o r c e n t a j e p r i n c i p a l de carbohidratos es t ruc tu - r a l e s , e s q u i e n provee a l f r i j o l de su calidad en fibra - d i e t d t i c a .

...

2 4

Los m4todos u t i l i z a d o s en dichos an&lisis nos proveen de

datos exac tos aunque no s e a de rgpida apl icacidn, sobre

todo cuando se requieren repl i cac iones como en & t e c a s o

que cada muestra se analizd por duplicado.

- 23 -

B I B L I O G R A P I 4

5 . . .

(1) Alexander, M. 1980. %icrobiologfa Agricola" ; AGT E d i t o r , " M6xico.

E

derno . . ..

( 3 ) Bateman JV (1970) Nutricidn &mal. Hanual de metodos ana,-

l f t i c o s . C e n t r o r e g i o n a l de-ayuda t 6 c n i c a . Mdxico: Ed, He-

r rero . -*

.

( 4 ) B r i l l o u e t J M , Riochet D . ( 1 9 8 3 ) C e l l wall p o l p a c c h m i d e s

and l i g n i n i n c o t y l e d o n s and hull of seeds from various 1. lupin(Lupinus L.)species. 3 I S c i Fobd Agric 34:861.-868 *

* ' 5 .

(5) De Fow C , Zabik NE (1982) Use of unheated and heat - t rea ted

navy bean hulls Bs a s6urce of d i e t a r y f i b e r i n s p i c e - f l a -

vere-d"layer cakes . Cerea l Chem 59: 229-230

(6b Deshpande SS, Sqthe SK (1932) Effects of dehull ing on fun- cima1 p r o p e r t i e s o f dry bean (Phaseolus vulgaris L.) flours. Cerea l Chem. 59: 396-401

(7) Lehninger A. 1980. BIOQUINICA; Ed. Omega, 2da. ed.

Barcelona. w

(8) Ortega NIL. 1979. Estudio de carbohidratos en variedades

mexicanas de f r i j o l . A g r o c i e n c i a 37:17-24

- 24 -

.-.

*a (16) Shogren MD. (1981) . Counterac t ing the de le ter ious a f fec ts

O on f i b e r i n breadmaking. Cerea l Chem 58:142-144

(1 l )Southgate DAT (1969) Determination of .carbohydrates i n foods. SI. Unavailable'carbohydrates.' J sc i Fa' Agric 20: 331- . . 335 .

(12) Southgate DAT (1976) Determcnation of food carbohydrates.

London. Applied Sc ience Publ i shers , pp 136-137

"

(13)Solomons TWG (1969) . Organic Chemistry. Ed. Jhon iYiley &

* Sons. USA. . . I a

l

(14)Tsai AC, P e n g B . ( 1 9 8 1 ) ' E f f e c t s of l o c u s t beam gum on gluco I

s e t o l e r a n c e , s u g a r d i g e s t i o n , . and gastr ic m o t i l i t y i n

rats. .J Nutr 111:'2152-2156