Seminario - Taller Avances en la investigación sobre Guadua Pereira, mayo 16-17 y 18 de 2002 ENSAYO PRELIMINAR DE CONTENIDO DE AZUCAR EN LA GUADUA Técnicas naturales de preservación TITO MORALES PINZÓN E-mail: [email protected] RESUMEN Una de las mejores formas de preservar la guadua consiste en manejar un buen corte (asociado a la fase lunar y hora) aplicando métodos de curado en mata para reducir los contenidos de agua azúcar y almidón presentes en ella. En este ensayo se evalúan los carbohidratos totales en algunas muestras de guadua angustifolia para encontrar diferencias asociadas a la fase lunar. Se realizaron mediciones de contenido de azúcar en los tallos de guadua recién cortada, en diferentes fases de la luna y a la misma hora de corte y comparaciones entre dos biotipos de guadua: macana y cebolla. ABSTRACT One of the best forms to preserve bamboo consists of handling a good cut (this is associate to the lunar phase and hour) applying curing methods to reduce water contents present sugar and starch in her. In this test the total carbohydrates in some piece of guadua angustifolia are evaluated to find differences associated to the lunar phase. Measurements of sugar content were made in the stems of guadua just cut, in different phases from the moon and to the same hour of cut and comparisons between two biotypes from guadua: macana and cebolla. 1. 2. INTRODUCCION Este trabajo es un avance en la investigación en preservación de la guadua angustifolia por métodos naturales. Se busca que la disponibilidad de alimento para los insectos xilófagos sea la mínima posible y así crear condiciones no apropiadas para su desarrollo, lo cual favorecería la preservación del material por métodos naturales. El ensayo determina carbohidratos totales en algunas muestras de guadua angustifolia para encontrar diferencias asociadas a la fase lunar. Se realizaron mediciones de contenido de azúcar en los tallos de guadua madura recién cortada, en diferentes fases de la luna y a la misma hora de corte y comparaciones entre dos biotipos de guadua: macana y cebolla. El estudio no busca ser concluyente, más bien trata de orientar futuras investigaciones en el tema y dar observaciones preliminares que contribuyan al desarrollo de métodos de preservación de guadua por medios naturales o sin uso de sustancias químicas nocivas al medio ambiente. MATERIALES Y METODOS Se escogieron dos sitios para realizar los muestreos. En uno predomina la guadua Cebolla (Jardín Botánico de la Universidad Tecnológica de Pereira) y en el otro predomina la guadua macana (Finca en sector La Capilla, Desquebradas-Risaralda). Las guaduas fueron previamente marcadas, seleccionando guaduas maduras, según criterio de observación1, ubicadas en la misma zona con iguales condiciones de pendiente y suelo. Se procedió a tomar muestras de las guaduas una vez cortadas, siendo necesario para ello el procesamiento corte y triturado del material para ser transportados inmediatamente al laboratorio para su posterior análisis. Para conocer el efecto de la fase lunar sobre el contenido de azúcares en la guadua, se procedió a tomar muestras de guadua recién cortada de diferentes partes de la guadua. 1 Se puede establecer si una guadua está madura al observar la presencia de líquenes en el tallo y al color característico de un tallo adulto. 1 Seminario - Taller Avances en la investigación sobre Guadua Pereira, mayo 16-17 y 18 de 2002 Adicionalmente se tomaron muestras de guadua macana en fase menguante para comparar estas con las de guadua cebolla en la misma fase. Un tercer ensayo consistió en evaluar diferentes tratamientos que buscaban disminuir el contenido de azúcar en las muestras de guadua cebolla. Todas las muestras se tomaron siguiendo los siguientes criterios: • • • Muestras de cepa, entre 0 y 1m, Muestras de basa, entre 4 y 5m, Muestras de sobrebasa, entre 8 y 9m. 2.1. Condiciones de la toma de muestras Se cortaron guaduas entre las 6:30 am y 7:00 am, las cuales sirvieron para dos propósitos: determinar contenidos iniciales de humedad, carbohidratos y azúcares reductores y no reductores; y el segundo propósito era someter el material a diferentes tratamientos naturales para verificar la efectividad de los mismos en términos de disminución del contenido de azúcar. Factores ambientales en la toma de muestras Se tomaron muestras de guadua en diferentes fases de la luna completando un ciclo iniciando en luna llena y terminando en la misma fase. Las primeras muestras de guadua fueron tomadas en luna llena, siendo importante mencionar que los tres días anteriores estuvieron marcados por fuertes lluvias, las cuales duraron hasta la madrugada (6:00 am) del mismo día de corte. El segundo muestreo se realizó en cuarto menguante, presentándose en los tres días anteriores, un clima no lluvioso y moderadamente cálido. El muestreo en menguante fue antecedido por tres de lluvias moderadas, incluyendo una fuerte lluvia en horas de la madrugada del día de corte que duró hasta antes de las 6 am. El último muestreo corresponde a la fase de luna llena el cual fue posterior a tres días de lluvias maderada a fuerte, incluyendo la madrugada del día de corte hasta antes de las 5 am. 2.2. Tratamientos aplicados a las muestras de guadua En este ensayo se estudian cuatro tratamientos naturales que buscan reducir el contenido de azúcar presente en la guadua, estos métodos son: inmersión parcial en agua, inmersión parcial en agua con adición de levadura, inmersión total con levadura (Fermentación anaerobia) y curado en la mata. El método de inmersión parcial en agua, el cual consiste en sumergir verticalmente las guaduas trozadas o cortadas en longitudes manejables (3 a 4m) quedando cubierta de agua una sección no menor a un metro y dejando que el efecto de ascensión natural de líquidos siga obrando para que “lave” los azucares de la guadua. Al método de inmersión se le han hecho algunas modificaciones para evaluar otros tratamientos, en el primero se adiciona levadura y se deja en iguales condiciones, en el segundo, la guadua es sometida a un proceso de fermentación anaerobia para acelerar el proceso de fermentación natural. El método de curado en mata consiste en dejar cortados en pie los tallos dentro del guadual durante un periodo no inferior a veinte días. Este método involucra dos procesos: fermentación natural y eliminación por gravedad de líquidos presentes en el tallo de guadua. Si bien este proceso de curado involucra la fermentación como uno de sus componentes principales, lo cierto es que este proceso natural debe ocurrir tanto en guaduas cortadas y dejadas en pie (posición vertical) como en guaduas colocadas en el piso (posición horizontal). Para este último ensayo, los tallos se cortaron en menguante y permanecieron en pie durante 45 días, tiempo después del cual se tomaron las muestras a ser analizadas. 2.3. Pruebas de laboratorio A las muestras de guadua se les realizó análisis de humedad, extracto seco total y contenido de carbohidratos totales, glucosa y sacarosa. El procedimiento empleado para el análisis es el conocido como prueba de Felling. 2.4. Análisis de resultados Los datos obtenidos en las diferentes pruebas se analizaron considerando el valor promedio y la desviación estándar de los mismos. Estos resultados se presentan en los cuadros resumen de los análisis. Adicionalmente se realizó un análisis de varianza para buscar diferencias entre los tratamientos. 2 Seminario - Taller Avances en la investigación sobre Guadua Pereira, mayo 16-17 y 18 de 2002 3. RESULTADOS DEL ENSAYO Cuadro 2. Valores mínimo y máximo encontrados en diferentes piezas de guadua. El ensayo contempló la evaluación de contenido de carbohidratos totales, glucosa y sacarosa para las siguientes variables: • • • • Azúcar según pieza o troza de guadua (cepa, basa y sobrebasa) Azúcar según fase lunar y misma hora de corte. Azúcar según biotipo estudiado (macana y cebolla) Azúcar según tratamientos aplicados (inmersión parcial, inmersión con adición de levadura, fermentación anaerobia, vinagrado) PIEZA DE GUADUA MÍNIMO gr/100gr CARBOHIDRATOS TOTALES MÁXIMO gr/100gr CEPA 16.23 57.49 BASA 22.60 47.42 SOBREBASA 24.33 51.53 CEPA 7.54 15.57 BASA 8.42 11.35 10.89 12.34 CEPA 10.42 17.84 BASA 9.42 13.42 14.54 19.65 GLUCOSA SOBREBASA SACAROSA 3.1. Azúcar en la guadua según pieza Se presentan los resultados de la evaluación de contenido de carbohidratos totales, glucosa y sacarosa en la cepa, basa y sobrebasa de las muestras de guadua estudiadas. SOBREBASA 60 50 gr/100gr extracto seco Carbohidratos totales Los resultados del análisis de contenido de azúcar en diferentes secciones del tallo, no muestran diferencias significativas en carbohidratos totales, glucosa y sacarosa (Cuadro 1 y Gráfica 1). En carbohidratos totales se encontraron valores mínimo y máximo de 16.23gr/100gr y 57.49gr/100gr de extracto seco2. 40 30 20 10 0 CEPA PIEZA VARIABLE N CEPA CARBOHIDRATOS TOTALES CARBOHIDRATOS TOTALES CARBOHIDRATOS TOTALES GLUCOSA BASA GLUCOSA SOBREBASA GLUCOSA CEPA 6 MEDIA gr/100gr 37.3 DES. STD. 13.3 6 35.7 8.9 6 37.5 19.3 6 10.3 2.8 6 9.5 1.1 6 11.6 1.0 SACAROSA 6 12.3 2.8 BASA SACAROSA 6 10.9 1.4 SOBREBASA SACAROSA 6 17.9 4.1 CEPA BASA SOBREBASA BASA SOBREBASA PIEZA DE GUADUA Gráfica 1. Carbohidratos totales en la guadua según pieza analizada. Glucosa El contenido de glucosa en las diferentes piezas de guadua analizada, no presenta diferencias significativas (Gráfica 2). 15 gr/100gr extracto seco Cuadro 1. Azúcar encontrado en las diferentes piezas de guadua. 10 5 0 CEPA BASA SOBREBASA PIEZA DE GUADUA 2 Muestra sin humedad. 3 Seminario - Taller Avances en la investigación sobre Guadua Pereira, mayo 16-17 y 18 de 2002 Gráfica 2. Glucosa en la guadua según pieza analizada. Sacarosa El contenido de sacarosa fue mayor en la sobrebasa con respecto a la cepa y basa de la guadua (Gráfica 3). Cuadro 4. Contenido de azúcar en la guadua según fase lunar. PIEZA VARIABLE FASE LUNAR BASA LUNA LLENA BASA CARBOHIDRATOS TOTALES CARBOHIDRATOS TOTALES CARBOHIDRATOS TOTALES CARBOHIDRATOS TOTALES GLUCOSA BASA GLUCOSA BASA BASA BASA BASA BASA 25 gr/100gr extracto seco 10 5 0 CEPA BASA Azúcar en la guadua según fase lunar La evaluación de las guaduas cortadas en diferentes fases de la luna muestra en un primer acercamiento que existen diferencias entre la luna llena y las demás fases que para efectos de simplificar el ensayo solo se consideró el primer cuarto menguante y el menguante (sin luna) haciendo el recorrido por el ciclo completo hasta llegar a una otra luna nueva. Se mostró además que existe una influencia significativa de la humedad presente en el suelo la cual fue valorada indirectamente con datos de precipitación (Cuadros 3, 4 y 5). A continuación, se relacionan las fechas de toma de muestra con la precipitación. Se toman los tres días anteriores a la fecha de toma de muestra como un indicador de la humedad ambiental total. 3.1 4 27.0 4.5 LUNA LLENA 2 4 30.9 5.2 4 9.0 0.6 4 8.2 1.5 GLUCOSA 4 10.0 1.3 GLUCOSA LUNA LLENA 2 4 9.2 0.8 BASA SACAROSA LUNA LLENA 4 11.4 1.5 BASA SACAROSA 4 10.9 1.2 BASA SACAROSA CUARTO MENGUANTE MENGUANTE 4 10.4 1.0 BASA SACAROSA LUNA LLENA 2 4 13.3 4.6 CEPA LUNA LLENA 4 31.4 10.5 CUARTO MENGUANTE MENGUANTE 4 23.5 10.8 4 30.8 11.6 LUNA LLENA 2 4 40.4 9.9 CEPA CARBOHIDRATOS TOTALES CARBOHIDRATOS TOTALES CARBOHIDRATOS TOTALES CARBOHIDRATOS TOTALES GLUCOSA LUNA LLENA 4 10.4 3.6 CEPA GLUCOSA 4 9.6 1.7 CEPA GLUCOSA CUARTO MENGUANTE MENGUANTE 4 9.6 1.0 CEPA GLUCOSA LUNA LLENA 2 4 10.2 0.5 CEPA SACAROSA LUNA LLENA 4 11.1 3.0 CEPA SACAROSA 4 14.5 4.2 CEPA SACAROSA CUARTO MENGUANTE MENGUANTE 4 11.5 4.4 CEPA SACAROSA LUNA LLENA 2 4 15.5 2.9 CEPA Gráfica 3. Sacarosa en la guadua según pieza analizada. 15.6 CUARTO MENGUANTE MENGUANTE SOBREBASA PIEZA DE GUADUA 4 LUNA LLENA 20 15 CUARTO MENGUANTE MENGUANTE N MEDIA DESV. ESTD. 4 40.7 4.8 CEPA CEPA Los valores mínimos y máximos confirman que la humedad juega un papel fundamental en los contenidos de azúcar en la guadua (Cuadro 5). Cuadro 5. Valores máximo y mínimo encontrados en las diferentes fases lunares. MÍNIMO MÁXIMO CARBOHIDRATOS TOTALES Cuadro 3. Precipitación de los tres días anteriores a la fecha de toma de muestras. PRECIPITACIÓN (mm) TRES DÍAS ANTERIORES 18.1 (Día 26) 73.9 (Día 27) 51.7 (Día 28) 0 (Día 3) 0 (Día 4) 0 (Día 5) 9.2 (Día 10) 0.9 (Día 11) 42 (Día 12) 4.9 (Día 17) 8.9 (Día 18) 3.3 (Día 19) LLOVIÓ EN LA MADRUGADA* SI NO SI SI *Esta información corresponde a las horas antes del corte de las guaduas. LUNA LLENA 16.2 47.4 CUARTO MENGUANTE MENGUANTE 11.0 37.4 17.4 47.3 LUNA LLENA 2 22.6 57.5 GLUCOSA LUNA LLENA 7.5 15.6 CUARTO MENGUANTE MENGUANTE 7.4 11.5 8.1 11.0 LUNA LLENA 2 9.2 11.4 4 Seminario - Taller Avances en la investigación sobre Guadua Pereira, mayo 16-17 y 18 de 2002 SACAROSA LUNA LLENA 10.1 13.4 CUARTO MENGUANTE MENGUANTE 9.5 19.5 10.2 20.0 9.4 18.4 Glucosa No se encontraron diferencias significativas de contenido de glucosa en la guadua entre las diferentes fases lunares evaluadas (Gráficas 6 y 7). LUNA LLENA 2 Carbohidratos totales En las muestras de guadua obtenidas de la basa se observa un comportamiento del contenido de carbohidratos totales que corresponde con las fases de la luna, siendo los valores más altos los asociados a la luna llena, situación que es consistente con el conocimiento empírico (Gráfica 4). Se observa además un descenso importante en la fase de cuarto menguante, que se puede explicar como efecto del periodo seco que precedió la toma de muestra. Un comportamiento similar se encuentra en las muestras de guadua obtenidas de la cepa (Gráfica 5). gr/100gr extracto seco 15 10 5 0 LUNA LLENA CUARTO MENGUANTE MENGUANTE LUNA LLENA 2 Gráfica 6. Glucosa en la basa de la guadua según fase lunar. 20 50 15 gr/100gr extracto seco gr/100gr extracto seco 40 30 20 10 5 10 0 0 LUNA LLENA CUARTO MENGUANTE MENGUANTE Gráfica 4. Carbohidratos totales en la basa de la guadua según fase lunar. CUARTO MENGUANTE MENGUANTE LUNA LLENA 2 Gráfica 7. Glucosa en la cepa de la guadua según fase lunar. Sacarosa No se encontraron diferencias significativas en el contenido de sacarosa entre las muestras de guadua de las diferentes fases evaluadas. 60 50 40 15 30 20 10 0 LUNA LLENA CUARTO MENGUANTE MENGUANTE LUNA LLENA 2 gr/100gr extracto seco gr/100gr extracto seco LUNA LLENA LUNA LLENA 2 10 5 Gráfica 5. Carbohidratos totales en la cepa de la guadua según fase lunar. 0 LUNA LLENA CUARTO MENGUANTE MENGUANTE LUNA LLENA 2 Gráfica 8. Sacarosa en la basa de la guadua según fase lunar. 5 Seminario - Taller Avances en la investigación sobre Guadua Pereira, mayo 16-17 y 18 de 2002 20 gr/100gr extracto seco 50 gr/100gr extracto seco 15 10 25 5 0 GUADUA CEBOLLA GUADUA MACANA 0 LUNA LLENA CUARTO MENGUANTE MENGUANTE LUNA LLENA 2 Gráfica 9. Sacarosa en la cepa de la guadua según fase lunar. Gráfica 10. Carbohidratos totales en la cepa de la guadua según biotipo. Azúcar en la guadua según biotipo En este ensayo se tomaron muestras de guadua cebolla y macana en forma simultánea de dos rodales distintos y tratando de mantener la misma posición sobre la ladera. Si bien, de las muestras analizadas se observa que el biotipo macana presenta mayor contenido en carbohidratos totales, glucosa y sacarosa, es necesario realizar estudios en otros guaduales para efectuar comparaciones y establecer otros efectos asociados como puede ser la edad del tallo, la calidad del sitio y la posición en la ladera. gr/100gr extracto seco 15 10 5 0 GUADUA CEBOLLA GUADUA MACANA Gráfica 11. Glucosa en la cepa de la guadua según biotipo. Cuadro 6. Contenido de azúcar según biotipo de guadua analizado. BIOTIPO MEDIA gr/100gr 20 DESV. ESTD. GUADUA CEBOLLA 30.8 10.3 GUADUA MACANA 50.1 9.9 GLUCOSA gr/100gr extracto seco 15 CARBOHIDRATOS TOTALES 10 5 GUADUA CEBOLLA 9.7 0.8 GUADUA MACANA 11.2 1.1 0 GUADUA CEBOLLA SACAROSA GUADUA CEBOLLA 14.4 3.8 GUADUA MACANA 17.5 2.1 Los resultados de los análisis muestran diferencias significativas en el contenido de carbohidratos totales, siendo mayor en las muestras del biotipo macana (Gráfica 10). En cuanto al contenido de glucosa y sacarosa no se encontraron diferencias significativas (Gráficas 11 y 12). GUADUA MACANA Gráfica 12. Sacarosa en la cepa de la guadua según biotipo. Azúcar en la guadua sometida a diferentes tratamientos Todos los tratamientos mostraron diferencias significativas de contenido de carbohidratos totales con respecto a las muestras de control. El proceso de curado fue el que menor valor medio presentó, con similar comportamiento al proceso de inmersión en agua con 6 Seminario - Taller Avances en la investigación sobre Guadua Pereira, mayo 16-17 y 18 de 2002 15 g/100gr extracto seco levadura y fermentación anaerobia (Cuadro 7 y Gráfica 13). EL contenido de glucosa y sacarosa no presenta diferencias significativas en ninguno de los tratamientos (Cuadro 7 y Gráficas 14 y 15). El valor más bajo en glucosa lo presenta el proceso de fermentación anaerobia, lo cual se explica como un resultado de la adición de levadura en condiciones de presencia de poco oxígeno (Cuadro 7 y Gráfica 14). 10 5 Cuadro 7. Contenido de azúcar en las muestras de guadua sometidas a diferentes tratamientos 0 CONTROL MEDIA DESV. gr/100gr ESTD. CARBOHIDRATOS TOTALES FERMENTACIÓN INMERSIÓN AGUA TRATAMIENTO 51.7 15.4 FERMENTACIÓN 33.9 10.5 INMERSIÓN AGUA 39.0 9.7 INMERSIÓN LEVADURA 33.4 11.4 CURADO 32.4 11.5 11.5 0.4 25 20 GLUCOSA CONTROL FERMENTACIÓN 9.5 0.8 INMERSIÓN AGUA 10.4 1.2 INMERSIÓN LEVADURA 10.9 1.1 CURADO 11.0 2.2 CONTROL 17.0 2.4 FERMENTACIÓN 13.9 4.0 INMERSIÓN AGUA 16.7 3.4 INMERSIÓN LEVADURA 18.3 0.7 CURADO 17.4 6.0 CONTROL g/100gr extracto seco FERMENTACIÓN INMERSIÓN AGUA INMERSIÓN LEVADURA CURADO Gráfica 15. Sacarosa según tratamientos. 4. El efecto de la fase de la luna es apreciable especialmente cuando comparamos la fase de luna llena con la fase decreciente y oscura (cuarto menguante y menguante), mostrando que los contenidos de carbohidratos totales son más altos mientras más parte del disco lunar se hace visible. q La diferencia en el contenido de carbohidratos totales en la guadua en las diferentes fases lunares, está representado por otros azúcares diferentes a la glucosa y sacarosa, ya que estos permanecieron sin cambios apreciables a lo largo de todo el ciclo lunar. q El contenido de carbohidratos totales en los tallos de guadua es muy variable entre ellos, probablemente debido al efecto de la edad que separa uno de otro. q La humedad del suelo afecta considerablemente el contenido de azúcar en la guadua siendo menor el contenido de carbohidratos totales asociado a periodos secos. q Existen diferencias en el contenido de azúcar entre los biotipos macana y cebolla que se estudiaron, siendo necesaria la evaluación de otros rodales de guadua para establecer si estas diferencias se asocian con otros biotipos. 7 40 20 0 INMERSIÓN LEVADURA CONCLUSIONES q 60 INMERSIÓN AGUA 10 0 80 FERMENTACIÓN 15 5 SACAROSA CONTROL CURADO Gráfica 14. Glucosa según tratamientos. g/100gr extracto seco CONTROL INMERSIÓN LEVADURA CURADO Gráfica 13. Carbohidratos totales según tratamientos. Seminario - Taller Avances en la investigación sobre Guadua Pereira, mayo 16-17 y 18 de 2002 BIBLIOGRAFÍA q q q q Otras variables que pueden afectar el contenido de azúcares en la guadua y que deben ser objeto de evaluación son la ubicación en la pendiente de la ladera, posición con respecto a la trayectoria del sol, el suelo, la altura sobre nivel del mar, por mencionar algunas. q q HUMBERT, Roger P. El cultivo de la caña de azúcar. AID. México-Buenos Aires. 1974. SABOGAL O. Aureliano; GIRALDO H., Edgar. La Guadua, una alternativa sostenible. Corporación Autónoma Regional del Quindío – CRQ. 1999. MONTOYA, Jorge A. Investigación Tecnológica en Métodos de Preservación de Guadua Angustifolia. UTP. 2001. HIDALGO L, Óscar. Bambú, su cultivo y aplicaciones. . Estudios Técnicos Colombianos Ltda, Cali 1974. Los tratamientos evaluados muestran su eficacia para disminuir el contenido de carbohidratos totales en los tallos de guadua, pero no así para el contenido de glucosa y sacarosa, lo que indica una reducción de otros azúcares diferentes a estos dos y que no pudieron ser estudiados en este ensayo, pero que deberán ser tenidos en cuenta en futuros estudios. q Es necesario comparar estos resultados con evaluaciones hechas en muestras de guadua que hayan sido cortadas en horas de la madrugada o por la noche y en fase menguante. AUTOR Una posible aplicación q TITO MORALES PINZÓN Administrador del Medio Ambiente Coinvestigador Proyecto “Guadua-Bambu” Universidad Tecnológica Pereira E-mail: [email protected] 8