Procesos biológicos para la mejora del valor nutritivo de

Procesos biológicos para la mejora del valor nutritivo de
leguminosas temporales para la alimentación de especies
monogástricas.
M. F. Díaz, L. Savón, M. Martínez, V. Torres , G. Coto, Y. Aguilera,
V. Benítez, T. Jiménez M. Á. Martín-Cabrejas.
Instituto de Ciencia Animal. La Habana. Cuba
Universidad Autónoma de Madrid, España
Composición bromatológica: LEGUMBRES
HUMEDAD
(4-8 g/100g)
CENIZAS
(3-5 g/100g)
GRASA
(1-4 g/100g)
PROTEÍNAS
(17-22 g/100g)
CARBOHIDRATOS
(71-75 g/100g)
Composición bromatológica: COMPUESTOS BIOACTIVOS (no
nutrientes)
actividades biológicas de gran interés para producción animal y
humana
(Fibra alimentaria, compuestos fenólicos, …)
COMPUESTOS BIOACTIVOS (no nutrientes):
FIBRA ALIMENTARIA
Mezcla compleja de carbohidratos + componentes no-carbohidratos
Fibra Insoluble
Celulosa
Hemicelulosa
Lignina
Fibra Soluble
Hemicelulosa
Sustancias Pécticas
Gomas y Mucílagos
Influencia en funcionamiento
de intestino grueso
Influencia en absorción de
glucosa y grasa
 Imprescindible conocer el contenido y composición de la
fibra alimentaria en los nuevos productos que salgan al mercado;
 Identificación de sus mecanismos de acción en el tracto
gastrointestinal, y de sus repercusiones fisiológicas.
COMPUESTOS BIOACTIVOS (no nutrientes):
COMPUESTOS
FENÓLICOS
R
Metabolitos secundarios con actividades biológicas
para producción animal y humana
Familia
Compuestos
No Flavonoideos
Benzoicos, Cinámicos , Propanoicos, …
Flavonoideos
Flavonoles, Flavonas, Isoflavonas, …
Polimerizados
Taninos hidrolizables y condensados, …
Cualidades
Organolépticas
Propiedades
Farmacológicas
Flavonoideos
Valor
Nutricional
ACTIVIDAD
ANTIOXIDANTE
(previenen o retrasan la oxidación)
riesgo
de
desarrollar
ciertas
enfermedades tales como cáncer
pancreático, cáncer de seno y de colon,
enfermedades coronarias e inflamaciones
Las isoflavonas son fitoestrógenos
 Cualquier factor que influya en la concentración de estos
constituyentes influirá
LEGUMINOSAS
en
la
CALIDAD
NUTRICIONAL
de
PROTEÍNA
S
COMPUESTOS
LIPÍDICOS
COMPUESTOS
BIOACTIVOS
VITAMINAS
Y
MINERALES
Limitaciones del uso de las leguminosas en
la alimentación de monogástricos.
Ø Considerable variabilidad en contenido de nutrientes de
los cultivares de la misma especie de leguminosa.
Ø Los niveles de FANs en algunos cultivares es tan alto que
puede reducir su valor nutritivo.
Ø La mayoría de las leguminosas presentan varios FANs
procedentes de grupos diferentes, lo que dificulta su
destoxificación y el establecimiento de un orden
jerárquico de potencialidad en estas sustancias.
Ø Procesamiento eficaz para la eliminación de los FANs.
Ø La reducción en el nivel de un FAN específico difiere entre
varias especies de leguminosas.
Factores antinutricionales
Compuestos naturales, principalmente
productos del metabolismo secundario
de las plantas, capaces de producir
efectos deletéreos en el animal.
Ingestión
FACTORES
ANTINUTRICIONAL
ES
Fibra Soluble
RESPUESTAS FISIOLÓGICAS ADVERSAS
en ser vivo que las consume
Interferencias en la
biodisponibilidad de nutrientes
Deterioro Tisular de órganos
¿DAÑO POTENCIAL?
Ensayos clínicos
(tiempos prolongados)
Animales de laboratorio
Animales de granja
FACTORES ANTINUTRICIONALES
• Inhibidores de proteasas (tripsina y
TERMOLÁBILES
quimotripsina)
 Resistencia a
enfermedades e insectos
• Lectinas
 Resistencia al stress
medioambiental
• Glicósidos cianogenéticos
• a-Galactósidos
 Fuente energética en
situaciones de frío y sequía
TERMOESTABLES
• Fitatos
• Taninos condensados
 Fuente de P y cationes
 Resistencia al stress
medioambiental
• Saponinas y alcaloides
Efecto no nutritivo
Papel en la naturaleza
INHIBIDORES ENZIMÁTICOS
I. Proteasas
I. a-Amilasa
• Inhibición de la acción enzimática
Tripsina
Quimotripsina
a-amilasa
Saliva
Humana
Pancreática
Porcina
Porcina
Inhibidor de Bowman-Birk
LECTINAS
Unión a restos de azúcares
de glicoproteínas
Azúcar
+
Lectina
Capacidad absorción
nutrientes
•
• Depresión del crecimiento
a- GALACTÓSIDOS
Especies
Monogástricas
Rafinosa
a-galactosidasaEstaquiosa
(enlaces a-1,6)
Verbascosa
Colon
Fermentación
anaeróbica
(H2, CO2 y CH4)
Ciceritol
ÁCIDO
FÍTICO
IP6
Procesamiento
Agente
Quelante
IP3
IP5
IP4
Factores antinutritivos de leguminosas y su efecto fisiológico
Componentes
Efecto Fisiológico
a-Galactósidos
Inhibidores enzimáticos
de tripsina
Flatulencia
de quimotripsina
de a-amilasa
Inhibición de tripsina, hipertrofia pancreática, pérdida de
cistina
Inhibición de quimotripsina
Inhibición de a-amilasa, dificultad utilización de
carbohidratos
Lectinas
Aglutinación de eritrocitos,
retraso de crecimiento,
actividad mitogénica, formación de complejos con
carbohidratos
Fitatos
Taninos condensados
Baja disponibilidad mineral
Reducción digestibilidad proteica, inhibición enzimas,
formación de complejos con minerales y vitaminas
Glucósidos cianogénicos
Producción de cianhídrico
Saponinas
Hemolisis
Fuente: Liener (1989)
PROCESAMIENTO
CONSUMO
CRUDO
REMOJO
COCCIÓN
CRUDO
REMOJO
AUTOCLAVE
CRUDO
CRUDO
Tradicional
EXTRUSIÓN
REMOJO
COCCIÓN
DESHIDRATACIÓN
  Digestibilidad almidón y proteína, aroma y textura
ALMIDÓN
Amilosa
Amilopectina
• Componente mayoritario
• Responsable
Textura, Propiedades sensoriales
• Almidón Disponible y Resistente
Hélice de
Amilosa
GELATINIZACIÓN
TRATAMIENTO
TÉRMICO
(+ digestible)
FIBRA ALIMENTARIA
Mezcla compleja de carbohidratos + componentes no-carbohidratos
Fibra Insoluble
Celulosa
Hemicelulosa
Lignina
Fibra Soluble
Hemicelulosa
Sustancias Pécticas
Gomas y Mucílagos
Influencia en funcionamiento
de intestino grueso
TRATAMIENTO
TÉRMICO
Influencia en absorción de
glucosa y grasa
Ruptura membrana
celular
•
• Modificación
polisacáridos pared
celular
PROTEÍNAS
Valor Biológico
• Aminoácidos
azufrados
Digestibilidad
Solubilidad
• Interacciones: antinutrientes, • + Solubles en medios
compuestos fenólicos, minerales, acuosos básicos
• Dependiente de
carbohidratos
procesamientos térmicos
  Digestibilidad proteína y almidón, aroma y textura
  FAN
  Posibilidad de pérdida de nutrientes
  Energía
PROCESOS
BIOTECNOLÓGICOS
CRUDO
Legumbres
GERMINACIÓN
  Energía
CRUDO
CRUDO
FERMENTACIÓN
  Valor Nutricional
ADICIÓN ENZIMAS
NUEVOS PRODUCTOS
ALIMENTACIÓN ANIMAL Y
HUMANA
FERMENTACIÓN
 Proceso ECONÓMICO y SENCILLO
Acción microorganismos y/o
enzimas
• Natural
• Microorganismos exógenos
(BAL, Aspergillus orizae, ….)
MODIFICACIONES
  Aminoácidos libres y péptidos
BIOQUÍMICAS
NUTRICIONALES
SENSORIALES
  Carbohidratos solubles
  Compuestos Bioactivos
  Factores Antinutricionales
  Propiedades Sensoriales (Aroma, sabor , ...)
GERMINACIÓN
 Proceso NATURAL
ALIMENTO SALUDABLE
Digestión de Almidón y
Proteínas
MODIFICACIONES
BIOQUÍMICAS
NUTRICIONALES
SENSORIALES
  FUNCIONALIDAD DE LAS LEGUMINOSAS
 Proceso NATURAL
ALIMENTO SALUDABLE
MODIFICACIONES
  Aminoácidos libres
  Carbohidratos solubles
• Brotes de soja
• Harinas de lenteja y judía germinadas
  Vitaminas
  Compuestos Bioactivos
  FAN
(Díaz y col., 2007; Martín-Cabrejas y col., 2008)
 CALIDAD Y FUNCIONALIDAD DE LAS LEGUMINOS
FERMENTACIÓN
 Proceso ECONÓMICO y
SENCILLO
MODIFICACIONES
BIOQUÍMICAS
NUTRICIONALES
SENSORIALES
  Aminoácidos libres y péptidos
  Carbohidratos solubles
  Compuestos Bioactivos
  Factores Antinutricionales
  Propiedades Sensoriales (Aroma, sabor , ...)
Condiciones de ferminación ( t, Tª proceso, tipo de microorganismo, …)
Cambios están en función de la especie de leguminosa
  FUNCIONALIDAD DE LAS LEGUMINOSAS
Principales estudioso desarrollados en el ICA
Obtención, caracterización y evaluación nutricional de
germinados de leguminosas temporales como alternativa
para la alimentación de especies monogástricas en la
pequeña y mediana escala productiva.
Se ofrecen los resultados de la optimización del procesos
de germinación, composición bromatológica, perfil de
aminoácidos, contenido de factores antinutricionales
(FANs) y evaluación biológica en ratas y aves de los
granos germinados y sin germinar.
Investigaciones desarrolladas
Obtención y caracterización química
de germinados de leguminosas
Evaluación biológica de granos
germinados y sin germinar en
ratas y aves.
• Optimización del proceso de
germinación (duración del proceso y
condiciones de iluminación)
• Caracterización química de los
germinados.
o Bromatología
o Aminoácidos
o Fibra alimentaria
o Factores antinutricionales
• Calidad proteica
• Indicadores hematológicos y
bioquímica sanguínea
• Indicadores morfométricos y
morfológicos de órganos del
tracto
digestivo,
órganos
accesorios, timo y tiroides
Principales resultados
Obtención y caracterización química de
germinados de leguminosas.
Metodología para la obtención de germinados de
leguminosas
Al lote de semilla a germinar se le debe tomar una muestra
representativa y hacer una prueba convencional de germinación
para tener seguridad de que estamos en presencia de semillas de
calidad con buena capacidad germinativa y viabilidad.
 Los granos se limpian cuidadosamente, retirando cualquier
grano no deseado y material extraño presente.
 Desinfección con hipoclorito de sodio al 0.07 % durante media
hora y después hacer lavados consecutivos (3 a 4 veces) con agua
destilada hasta alcanzar pH neutro.
 Remojar en agua durante 6 horas a temperatura ambiente en una
proporción de 1:3. Transcurrido ese tiempo se retira el agua de
remojo y los granos escurridos se dejaron en reposo durante 24
horas, excepto para la mucuna que por las características de su
cubierta el período de reposo se extiende a 48 horas para facilitar
el proceso germinativo.
 Al cabo de las 24 horas, los granos pre-germinados se pasan para bandejas
plásticas a completar el proceso de germinación que se realiza en
condiciones normales de laboratorio con una temperatura ambiente entre los
30 y 35 oC. Se riegan con agua tres veces al día (mañana, mediodía y tarde)
para mantener las condiciones de humedad en los granos.
 Los germinados obtenidos se secan al sol por un
período de 72 horas.
 Una vez secados para incorporarlos en la dieta
deben ser molidos y convertidos en harina.
Criterios prácticos para garantizar la composición
química deseada del producto germinado en cada especie.
• Vigna: Proceso biológico de 96 horas con más de 90 %
de granos germinados y con un desarrollo radicular entre
4 y 7 cm.
• Dólico: Proceso biológico de 96 horas con más de 80 %
de granos germinados y con un desarrollo radicular entre
4 y 6 cm.
• Canavalia: Proceso biológico de 96 horas con más de 95
% de granos germinados y con un desarrollo radicular
entre 5 y 8 cm.
• Soya: Proceso biológico de 96 horas con más de 95 % de
granos germinados y con un desarrollo radicular entre 6 y
10 cm
• Mucuna: Proceso biológico de 120 horas con más de 80
% de granos germinados y con un desarrollo radicular
entre 4 y 6 cm.
Indicadores con mayor contribución a la variabilidad durante el
proceso de germinación por especies
Especies
Indicadores
canavalia
% de germinación, desarrollo radicular, FAD, LIG, Ca, Mg, %
MS, Ceniza y PB
Ceniza, Ca, % MS, FND, PB y PV
Mucuna
Dólico
Soya
Vigna
% MS, % de germinación, desarrollo radicular, PV, PB, CEL,
Ca y LIG
% de germinación, desarrollo radicular, Ceniza, PV, LIG, CEL
y Mg
% MS, desarrollo radicular, Ceniza, FAD, LIG, Mg, PB, PV y
Ca
Los indicadores que más aportan a la variabilidad entre especies
y variantes de germinación empleadas
% MS, desarrollo radicular, FT, FI Ceniza, PB, PV y azúcares totales
Efecto del procesamiento en las características morfológicas de los granos
germinados
Muestras
Int. Ilumi
Desarrollo radicular,
cm
Vigna unguiculata
97.70
7.05
95.74
4.43
98.02
4.90
Canavalia ensiformis
98.47
5.86
Ilu. Total
99.78
6.16
327.5
Osc. Total
100
6.09
371.0
Int. Ilumi
Ilu. Total
Osc. Total
% Germinación
Peso de los granos
germinados, g
510.0
396.3
437.5
362.5
Glycine max
Int. Ilumi
92.99
6.15
314.8
Ilu. Total
96.32
8.13
299.0
Osc. Total
96.06
9.80
313.2
Lablab purpureus
Int. Ilumi
82.96
5.2
307.5
Ilu. Total
80.56
4.4
318.8
Osc. Total
84.33
5.8
351.3
Stizolobium niveum
Int. Ilumi
Ilu. Total
62.71
54.09
2.70
2.59
301.25
266.25
Osc. Total
88.61
3.46
257.50
Principales variaciones en indicadores bromatológicos con
relación a los granos sin germinar.
Especies
PB
PV
FND
Vigna
25%
54%
57%
Dólico
13%
8%
7%
Canavalia
11 %
31%
8%
Mucuna
25 %
39 %
32 %
Soya
16 %
8%
25 %
Entre el 23 al 43 % de la proteína total se encuentra unido a la
FT y aproximadamente el 90 % se encuentra asociado a la FI.
Contenido de Fibra Alimentaria Soluble e Insoluble en granos crudos y
germinados de leguminosas temporales g/kg MS.
Muestras
Fibra Insoluble
Fibra Soluble
Fibra Total
Vigna unguiculata
9.0b
312.2a
11.9b
339.3ab
6.7a
338.8ab
17.1c
355.9b
1.00***
8.23*
Canavalia ensiformis
15.1b
332.5ab
FI:FS
Control
Int. Ilumi
Ilu. Total
Osc. Total
ES±
303.2a
324.4ab
332.1b
338.8b
7.42*
34.09
27.95
54.58
19.81
Control
317.4b
Int. Ilumi
317.1b
9.5ab
326.5a
41.69
Ilu. Total
310.1a
29.8c
339.9b
10.43
Osc. Total
355.5c
7.0a
362.5c
55.69
ES±
1.85***
1.8***
3.26***
21.41
Glycine max
Control
520.6d
27.1b
547.6d
19.24
Int. Ilumi
441.9b
33.0d
473.8b
13.41
Ilu. Total
407.2a
28.9c
436.1a
14.06
Osc. Total
473.2c
22.3a
495.5c
22.55
ES±
4.93***
0.29***
5.20***
Lablab purpureus
Control
399.0b
21.2c
420.2c
19.26
Int. Ilumi
387.4b
9.1a
396.6b
42.49
Ilu. Total
364.7a
14.3b
379.0a
25.66
Osc. Total
422.9c
38.1d
461.0d
11.14
ES±
4.33***
1.40***
3.57**
Stizolobium niveum
Control
397.6a
29.0
426.6a
15.86
Int. Ilumi
417.9b
31.4
449.3b
13.41
Ilu. Total
388.8a
28.4
417.2a
14.88
Osc. Total
415.2b
37.2
452.4b
11.23
ES±
3.91**
3.37
5.35**
Contenido de Carbohidratos solubles en granos crudo y
germinados de Vigna unguiculata (g/kg MS)
Control
Glucosa
Ribosa
Arabinosa
Galactosa
Sacarosa
Maltosa
Melibiosa
Celibiosa
Rafinosa
Maninotriosa
Ciceritol
Estaquiosa
TOTAL
AZUC
TOTAL
GOS
0.19 a
0.18 a
2.02 a
13.86 a
0.57 a
0,47
0,18
3.97 b
0.72 a
0.37 a
32.25
Intervalos
Iluminación Oscuridad
iluminación Total
Total
0.70 a
1.21 b
1.58 c
0.43 c
0.41 c
0.36 b
0.68 c
0.61 b
0.57 b
5.68 b c
6.21 c
4.79 b
45.43 b
48.73 b
46.91 b
9.84 b
10.63 b
10.05 b
0.48 a
0.51 a
0.57 a
8.46 b
8.89 c
9.16 c
1.95 b
1.68 b
1.81 b
1.55
54.88
73.73
78.98
77.46
36.59
2.43
2.20
3.94
ES(±)
Sign
0.03***
0.01***
0.01***
0.29***
1.79***
0.47***
0.46***
0.09***
0.08***
0.92***
abc Medias con letras distintas difieren a P<0.05 Duncan (1955)*** P<0.001
Contenido de Carbohidratos solubles en granos crudo y
germinados de Glycine max (g/kg MS)
Control
Iluminación
Intermedia
Iluminación
Total
Oscuridad
Total
ES(±)
Sign
Glucosa
2.39 a
4.95 c
3.22 b
4.85 c
0.25***
Sacarosa
22.10 a
47.33 d
26.06 b
39.74 c
1.19***
Maltosa
1.96 a
8.82 c
5.48 b
8.49 c
0.33***
Maninotriosa
0.23 a
6.69 b
5.85 b
16.87 c
0.48***
Ribosa
-
0.19 a
1.20 c
0.96 b
0.04***
Fructosa
-
0.49 b
1.41 c
0.19 a
0.04***
Galactosa
-
1.24 b
1.78 c
0.62 a
0.07***
Estaquiosa
27.46
-
2.07
-
0.02***
Rafinosa
6.70 d
2.68 b
2.15 a
3.72 c
0.14***
Ciceritol
0.50 a
1.02 b
1.78 d
1.25 c
0.05***
TOTAL AZUC
61.34
73.41
51.01
76.68
TOTAL GOS
34.66
3.70
6.00
4.96
abc Medias con letras distintas difieren a P<0.05 Duncan (1955)*** P<0.001
Contenido de Carbohidratos solubles en granos crudo y
germinados de Canavalia ensiformis (g/kg MS)
Control
Iluminación
Intermedia
Iluminación
Total
Oscuridad
Total
ES(±)
Sign
Ribosa
-
-
0.60
-
Glucosa
1.59 a
9.59 c
6.84 b
8.63 c
0.32***
Sacarosa
9.44 a
59.16 d
38.59 b
51.42 c
1.73***
Maltosa
1.24 a
3.61 b
6.84 c
3.33 b
0.25***
Melibiosa
-
-
1.41
-
Galactosa
-
2.47 b
1.91 a
2.16 a
0.07***
Maninotriosa
-
30.22 c
12.02 a
17.94 b
0.75***
Estaquiosa
5.92 c
-
2.24 b
1.25 a
0.04***
Rafinosa
11.83 c
0.63 a
2.50 b
0.79 a
0.12***
Ciceritol
11.14
-
1.56
-
0.10***
TOTAL AZUC
41.16
105.75
74.27
85.51
TOTAL GOS
28.90
0.63
6.06
2.03
abc Medias con letras distintas difieren a P<0.05 Duncan (1955)*** P<0.001
Contenido de ácido fítico (mg/g) en granos de leguminosas
temporales sometidos a 96 horas de germinación.
Especies
IP 4
IP5
IP 6
IP Total
Tratamientos
Control
Vigna
Germinado
unguiculata
ES(±)
Control
Canavalia Germinado
ensiformis
ES(±)
Control
Lablab
Germinado
purpureus
ES(±)
Control
Stizolobium Germinado
niveum
ES(±)
0.16b
0.25a
0.01***
0.11b
0.61a
0.01***
0.33a
0.23b
0.01***
0.24b
0.36a
0.01***
1.29b
1.50a
0.04**
0.97b
1.56a
0.03***
2.17a
1.30b
0.05***
1.87a
1.49b
0.05**
6.82a
4.96b
0.07***
5.55a
3.52b
0.07***
6.68
6.74
0.09
6.03a
4.86b
0.07***
ab Medias con letras distintas difieren a P<0.05 Duncan (1955)*** P<0.001
8.27a
6.76b
0.09***
6.74a
5.68b
0.07***
9.29a
8.27b
0.09***
8.19a
6.72b
0.14***
Contenido de Factores Antinutricionales de naturaleza proteica en
granos sin procesar y germinados de leguminosas tropicales (g /kg).
Especies
Vigna
unguiculata
Canavalia
ensiformis
Lablab
Purpureus
Stizolobium
niveum
Tratamientos
Control
Germinado
ES(±)
Control
Germinado
ES(±)
Control
Germinado
ES(±)
Control
Germinado
ES(±)
Inhib.
tripsina
0.25
0.32
0.03
0.34a
0.07b
0.01***
0.67a
0.33b
0.01***
0.14
0.12
0.001
Inhib. α
amilasa
ND
ND
Lectinas1
Lectinas2
ND
ND
ND
ND
ND
ND
-
ND
ND
5.11a
2.45b
0.06***
ND
ND
ND
ND
ND
ND
10.20a
2.55b
0.03***
ND
ND
ab Medias con letras distintas difieren a P<0.05 Duncan (1955)*** P<0.001
ND No detectados - No realizado
1 Unidades de hemaglutinación o equivalente de lectina (g) /kg en granos de leguminosas con
células de ratas nativas
2 Unidades de hemaglutinación o equivalente de lectina (g) /kg en granos de leguminosas con
células de rata tripsinizadas
Composición química de los Germinados (%)
Indicadores*
Vigna
Canavalia Dólico
Mucuna
Soya
Proteína bruta
34.50
36.29
30.08
35.80
45.55
Proteína verdadera
26.08
28.02
21.37
30.06
38.33
Ca
1.36
0.59
0.35
0.41
0.54
P
0.24
0.35
0.23
0.36
0.21
K
1.89
ND
2.16
ND
ND
Mg
0.26
0.48
0.30
0.23
0.44
Fibra insoluble (g/kg MS)
338.80
355.50
422.90
388.80
473.20
Fibra soluble (g/kg MS)
17.10
7.0
38.10
28.40
22.30
Fibra total (g/kg MS)
355.90
362.50
461.00
417.20
495.50
Total de azúcares(g/kg MS)
77.46
85.51
88.86
143.20
76.68
ND No se determinó
* Se presentan valores medios de todos los indicadores por especies
Efecto de la germinación en el contenido proteico de los
granos de leguminosas (g/kg MS)
Nitrógeno total (NT)
Nitrógeno proteico (NP)
Cruda
26.11 ± 1.9b
20.0 ± 2.3 b (62 % NT)
Germinada
34.67 ± 1.7a
23.6 ± 2.5 a (75 % NT )
Muestras
Vigna
Canavalia
Cruda
32.7 ± 1.4b
23.3 ± 1.7b (71 % NT )
Germinada
36.5 ± 1.7a
27.9 ± 1.9 a (76 % NT)
26.7 ± 1.5a
19.8 ± 1.2 (74 %
NT )
22.9 ± 1.7
19.7 ± 1.1 (86%
NT )
Dólico
Cruda
Germinada
b
Mucuna
Cruda
28.7 ± 1.0 b
Germinada
35.5 ± 1.2 a
24.9 ± 1.0 (87 % NT )
25.3 ± 0.9 (71 % NT)
Medias con letras distintas difieren a P<0.05 Duncan (1955)
Composición aminoacídica (g/100g de a.a.) de granos crudos y
germinados de leguminosas comparados con un patrón de referencia
de la FAO.
Cowpea
Crudo
Germinado
No esenciales
Asx
Ser
Glx
Pro
Gly
Ala
Esenciales
Thr
Cys
Val
Met
Ile
Leu
Tyr
Phe
His
Lys
Arg
Canavalia
Crudo
Germinado
Dólico
Crudo
Germinado
Mucuna
Crudo
Germinado
12.8
10.2
8.7
5.5
2.4
1.4
17.3
11.9
7.5
3.1
1.2
2.5
14.1
5.1
11.2
11.2
9.0
4.2
23.1
5.8
8.7
5.3
4.7
3.9
14.2
8.2
6.3
4.9
0.6
0.4
21.6
7.6
14.1
9.0
3.6
1.3
12.9
6.0
6.0
2.2
5.6
3.3
17.3
9.7
6.6
7.0
1.2
2.1
10.2
1.6
6.8
2.3
2.8
5.8
0.6
5.0
5.2
7.2
11.7
12.5
2.4
2.3
ND
2.7
6.9
1.0
3.4
7.0
8.0
10.8
3.8
0.5
1.5
4.4
2.0
3.50
1.1
1.3
6.7
11.5
9.2
9.7
0.8
1.8
2.5
2.0
2.7
1.6
1.7
8.7
12.0
4.9
8.5
1.9
6.5
3.2
2.1
4.7
1.5
3.9
4.3
4.6
5.4
6.0
0.4
5.2
0.7
3.4
4.7
1.3
0.7
5.9
7.1
7.4
4.6
2.3
7.4
ND
6.2
7.2
7.4
10.4
4.8
7.6
6.4
1.7
1.6
5.4
0.7
4.7
6.3
2.6
8.8
5.8
8.1
10.4
Patron FAO*
2.9
2.0
1.3
2.3
4.3
4.9
2.9
2.9
4.9
Los valores son las medias de tres análisis. La desviación estándar fue menor que el 5 % de las medias. *
(Dٰ Mello 1995)
ND. No detectado
Contenido de Factores Antinutricionales de naturaleza proteica en
granos sin procesar y germinados de leguminosas tropicales (g /kg).
Lectins1
Lectins2
1.6 ± 0.08a
ND
ND
3.4 ± 0.12b
1.5 ± 0.04a
ND
ND
ND
3.2 ± 0.18ª
0.7 ± 0.07a
5.1± 0.06a
-
ND
0.7 ± 0.06b
0.4 ± 0.08a
2.5 ± 0.06b
-
Cruda
ND
6.9 ± 0.14a
1.6 ± 0.10a
ND
10.2 ±0.03 a
Germinada
ND
3.2 ± 0.09b
1.0 ± 0.10b
ND
2.5 ±50.03 b
Cruda
ND
1.4 ± 0.01a
1.5 ± 0.15a
ND
ND
Germinada
ND
1.3 ± 0.10a
0.9 ± 0.08b
ND
ND
α-Amylase
Trypsin
Chymotrypsin
inhibitor
inhibitor
inhibitor
Cruda
ND
2.1 ± 0.13a
Germinada
ND
Cruda
Germinada
Muestras
Vigna
Canavalia
Dólico
Mucuna
ab Medias con letras distintas difieren a P<0.05 Duncan (1955)
1 Unidades de hemaglutinación o equivalente de lectina (g) /kg en granos de leguminosas con células de
ratas nativas
2 Unidades de hemaglutinación o equivalente de lectina (g) /kg en granos de leguminosas con células de
rata tripsinizadas
Contenido de ácido fítico (mg/g) en granos de leguminosas
temporales sometidos a 96 horas de germinación.
Especies
IP 4
IP5
IP 6
IP Total
Tratamientos
Vigna
Canavalia
Dólico
Mucuna
Control
Germinado
ES(±)
Control
Germinado
ES(±)
Control
Germinado
ES(±)
Control
Germinado
ES(±)
0.16b
0.25a
0.01***
0.11b
0.61a
0.01***
0.33a
0.23b
0.01***
0.24b
0.36a
0.01***
1.29b
1.50a
0.04**
0.97b
1.56a
0.03***
2.17a
1.30b
0.05***
1.87a
1.49b
0.05**
6.82a
4.96b
0.07***
5.55a
3.52b
0.07***
6.68
6.74
0.09
6.03a
4.86b
0.07***
ab Medias con letras distintas difieren a P<0.05 Duncan (1955)*** P<0.001
8.27a
6.76b
0.09***
6.74a
5.68b
0.07***
9.29a
8.27b
0.09***
8.19a
6.72b
0.14***
Contenido de fenoles, catequinas, proantocianidinas y
actividad antioxidante en granos de leguminosas crudos y
germinados.
Muestras
Fenoles totals
Total
Total Catequinas
(mg g-1)
Proantocianidinas
(mg g-1)
PC/CAT
FRAP
(µmol Trolox/gMS)
DPPH
(µmol Trolox/g MS)
-1
(mg g )
Vigna
Cruda
Germinada
3.7 ± 0.03
0.7 ± 0.02ª
0.2 ± 0.01a
0.20
3.3 ± 0.11
0.5 ± 0.02
b
0.1 ± 0.01
b
0.27
9.8 ± 0.37b
4.8 ± 0.04b
2.3 ± 0.05b
0.02 ± 0.01b
0.02 ± 0.01b
1.17
1.8 ± 0.23b
1.4 ± 0.08b
a
a
a
16.9 ± 0.70a
8.6 ± 0.20a
Canavalia
Cruda
Germinada
3.6 ± 0.02
0.04 ± 0.01
0.07 ± 0.01
1.76
2.2 ± 0.03a
1.6 ± 0.05a
0.72 ± 0.02b
0.2 ± 0.02
0.04 ± 0.01b
0.19
3.1 ± 0.43b
1.8 ±0.07b
1.7 ± 0.03
0.2 ± 0.01
0.1 ± 0.01ª
0.54
5.0 ± 0.38a
2.5 ± 0.05a
37.4 ± 0.42b
0.1 ± 0.02b
0.03 ± 0.01b
0.21
55.3 ± 2.43b
8.7 ± 0.08
a
0.2 ± 0.03ª
0.07 ± 0.01ª
0.38
59.6 ± 0.45a
8.6 ± 0.09
Dólico
Cruda
Germinada
a
Mucuna
Cruda
Germinada
46.3 ± 0.12
Mean values of each column followed by different superscript letter significantly differ when subjected to Duncan’s
multiple range test (p<0.05)
PC/ CAT: Total Proanthocyanidins / Total Catechins
Evaluación biológica de granos germinados y sin
germinar utilizando la rata como modelo experimental.
Indicadores biológicos de calidad proteica
Tratamientos
Indicadores
Valor biológico, %
Digestibilidad verdadera %
N ret/N consumido
Caseína Vigna sin
Vigna
Dólico
(control) germinar germinada germinado
81.60a
92.70a
0.65a
62.10b
77.03b
0.47b
64.00b
79.62b
0.52b
51.00c
63.00c
0.30c
abc Medias con letras distintas difieren a P<0.05 Duncan (1955)*** P<0.001
EE ±
Sig.
2.71***
2.13***
0.04***
Análisis diferencial de leucocitos en ratas en crecimiento
que recibieron las dietas experimentales.
Valores normales1
Min
Max
Tratamientos
Indicadores
Caseína
Control
1
Vigna
Vigna
sin germ. geminada
Dolico
germinado
Leucocitos,
x103µL
Neutrófilos, %
6.7
6.0
4.9
3.1
2.93
13.14
18.1
9.3
12
29.7
2.49
15.43
Linfocitos, %
81.8
91
88
70.7
82.04
97.76
Monocitos,%
0
0
0
0
Eosinófilos,%
0
0
0
0
0
0
0
0
Valores normales según IFRAC (1986)
Indicadores bioquímicos en suero de ratas que recibieron las dietas
experimentales.
Valores Normales1
Min
Max
Tratamientos
Indicadores
Caseína
Control
Vigna
Vigna
s. germinar germinada
Dólico
germinado
EE ±
sig
Proteínas
totales,
gdL-1
Albúmina,
gdL-1
Globulinas,
gdL-1
A/G
6.79c
5.45b
5.32b
3.43a
3.70c
3.10b
2.97b
2.35a
0.10***
2.36
4.75
3.09c
2.35b
2.34b
1.08a
0.12***
2.62
3.36
1.28a
1.34a
1.27a
2.41b
0.16**
1.00
Urea, mgdL-1
48.18b
19.38a
24.6a
57.36b
0.27*** 4.98
6.60***
33.83
8.11
67.55
abc medias con letras distintas difieren a P< 0.05 Duncan (1955)**P< 0.01 ***P< 0.001
1 Tomado de IFRC (1986)
A/G: Relación albúmina/ globulina
Indicadores bioquímicos en suero de ratas que recibieron las dietas experimentales
Indicadores
Tratamientos
Caseína
62.62a
TGP, uL-1
Creatinina,
mgdL-1
Colesterol,
mgdL-1
0.83
179. 6
Vigna
Control
Vigna
s. germinar
EE ±
sig
Valores Normales1
Min
Max
14.20
Dólicho
germinado
99.33b
92.83b
139.66c
± 15.89
12.97**
0.82
0.52
0.65
±0.15
0.02
145.4
22.8
151.0
145.4
0.32
33.56
abc Medias con letras distintas difieren a P<0.05 Duncan (1955)** P<0.01
TGP: transaminasa glutámico pirúvica
1Tomado de IFRC (1986).
76.46
0.81
108.44
Peso de órganos accesorios y riñón izquierdo, bazo, timo y tiroides en
relación con el peso corporal (%) de ratas en crecimiento que recibieron
los tratamientos experimentales
Indicadores
g/g peso
corporal x100
EE ±
sig
Tratamientos
Caseína
Vigna
Vigna
Control s. germinar germinada
.
Dólico
Dólico
s. germinar germinado
0.24c
0.24c
0.22c
0.10a
0.15b
0.01***
Riñón izqui.
1.99b
1.31a
1.64ab
1.69ab
1.72ab
0.13*
Hígado
5.04b
3.97a
4.33a
4.39a
3.97a
0.22
Páncreas
0.46
0.57
0.45
0.62
0.61
0.05
Tiroides
0.19
0.17
0.21
0.20
0.16
0.03
Timo
0.17
0.36
0.27
0.06
0.25
0.08
Bazo
abc medias con letras distintas difieren a P< 0.05 (Duncan 1995)
Signos y lesiones macroscópicas de la necropsia de ratas que
consumieron las dietas experimentales.
Réplicas
1
2
3
Signos y Lesiones
Moribundo
Muerto
Moribundo
Signos de deshidratación y
hemoconcentración
Congestión severa en
órganos
Enteritis catarral
Muerto
Moribundo con signos de
deshidratación y
hemoconcentración
Marcha envarada
Congestión severa de
órganos
Enteritis catarral
Muerto
X animales
Tratamientos
Dólico sin germinar
Dólico germinado
x
xx
-
x
xx
x
-
x
xx
x
-
xx
x
x
-
x
x
-
- no hay animales afectados
Efecto de las harinas de granos de vigna y dólicho en la longitud (mm)
de las vellosidades de las diferentes secciones del intestino delgado.
Tratamientos
Secciones
del
intestino
Caseína
Control
Vigna
s. germinar
Vigna
germinada
Duodeno
321.53a ± 12.77
393.28b ± 11.47
402.53b ± 9.15
Yeyuno
227.98b ± 6.67
220.54b ± 4.89
216.69b ± 5.62
Ileon
182.59b ± 4.81
200.42b ± 4.75
208.39 c± 6.63
Dólico
s. germinar
173.46a ±19.06
-
Dólico
germinado
386.52b ± 8.31
218.66b ± 5.63
170.76a ± 4.23
abc medias con letras distintas difieren a P< 0.05 (Duncan 1995)
Composición química del grano de vigna cruda y germinada a intervalos
de iluminación.
Indicador (%)
Granos de
vigna
cruda
Granos de vigna
germinada
E.E ±
MS
96.06
97.88
0.34**
PB
26.11
34.67
0.19***
cenizas
5.09
6.38
0.32*
MO
94.91
93.62
0.32*
FDN
52.60
52.72
0.26
Valores dentro de la misma fila difieren significativamente (P< 0.05) (Duncan 1955). * P<0.05, ** P<0.01, *** P<0.001
Consumo de nutrientes en pollos de ceba que consumen harina de
granos de vigna cruda y germinada en la ración.
a,b
Control
Granos de
vigna
cruda
Granos de
vigna
germinada
E.E ±
Total
140.35
157.88
150.33
5.84
MS
122.84
109.32
110.68
4.37
N
4.04a
3.33b
4.32a
0.15***
Consumo
(g/día)
Letras diferentes dentro de la misma fila difieren significativamente (P< 0.05)
(Duncan 1955).
*** P<0.001
Retención fecal aparente de nutrientes en pollos de ceba que
consumen harina de granos de vigna cruda y germinada en la
ración.
a,b,c
Granos de
vigna
germinada
E.E ±
Retención (%)
Control
Granos de
vigna cruda
MS
68.74a
56.18c
61.54b
1.57***
MO
71.21a
59.36c
64.11b
1.53***
N
56.07a
47.13b
57.71a
2.83*
Letras diferentes dentro de la misma fila difieren significativamente (P< 0.05) (Duncan 1955). *** P<0.001, *P<0.05
Índices morfométricos del tracto gastrointestinal vacío de pollos de
ceba que consumen harina de granos de vigna cruda y germinada en la
dieta.
a,b
Órganos
(g/kg)
Control
Harina de
vigna cruda
TGI completo
Buche
Proventrículo
Molleja
ID
Ciegos
Colon+recto
105.28
6.33
4.51
19.44
38.25a
4.83
2.97
110.55
5.66
4.52
19.64
40.21b
4.90
3.17
Harina de
vigna
germinada
108.76
7.19
5.09
20.52
38.37a
4.58
2.72
Letras diferentes dentro de la misma fila difieren significativamente (P< 0.05)
EE±Sign
3.07
0.60
0.23
0.75
0.49**
0.25
0.31
(Duncan 1955).
**P<0.01
kg
EE±0.06
1.80
1,72
1.70
1,9
PV (kg)
1
Control
Harina de vigna cruda
Harina de vigna
germinada
Tratamientos
Comportamiento del peso vivo de pollos de ceba que consumen harina de granos de
vigna cruda y germinada en la dieta.
Longitudes de las diferentes secciones del TGI vacío de pollos de ceba que
consumen Vigna unguiculata cruda y germinada.
Órganos (cm)
Control
Harina de
vigna cruda
ID
Ciego derecho
Ciego
izquierdo
Colon+recto
168.10a
19.95
178.90b
19.15
Harina de
vigna
germinada
165.60a
19.35
19.10
18.10
18.30
0.71
10.10
9.10
8.70
0.69
a,bLetras
diferentes dentro de la misma fila difieren significativamente (P< 0.05)
***P<0.001
EE±Sign
2.36***
0.75
(Duncan 1955).
29.77a
g/kg
30
28
26
24
22
20
Hígado (g/kg)
Control
a,bLetras
EE±0.65**
27.06b
26.60b
Harina de vigna
cruda
Tratamientos
Harina de vigna
germinada
diferentes dentro de la misma fila difieren significativamente (P< 0.05)
(Duncan 1955).
**P<0.01
Efecto de vigna cruda y germinada en el peso del hígado
EE±0.13**
g/kg
4
3.23a
2.67b
2.35b
3
Páncreas (g/kg)
2
1
0
Control
Harina de vigna
cruda
Harina de vigna
germinada
Tratamientos
a,bLetras
diferentes dentro de la misma fila difieren significativamente (P< 0.05)
(Duncan 1955).
Efecto de vigna cruda y germinada en el peso del páncreas.
**P<0.01
Composición química del grano de soya crudo y
germinado a intervalos de iluminación.
Indicador (%)
Granos de Granos de soya
soya
germinado
E.E ±
MS
93.59
95.82
0.35*
PB
42.67
46.02
0.37**
cenizas
5.87
6.56
0.04***
FDN
36.40
36.37
0.28
Valores dentro de la misma fila difieren significativamente (P< 0.05) (Duncan 1955).
* P<0.05, ** P<0.01, *** P<0.001
Consumo de nutrientes en pollos de ceba que consumen
harina de granos crudos de soya germinada y sin
germinar en la ración.
Consumo
(g/día)
MS
N
Control
Granos
de soya
Granos de
soya
germinados
E.E ±
155.76
160.08
147.37
6.85
6.75
6.23
6.00
0.28
a,bLetras
diferentes entre columnas difieren significativamente (P< 0.05) (Duncan 1955).
***P<0.001
Comportamiento del peso vivo de pollos de ceba que consumen
harina de granos crudos de soya germinados y sin germinar en la
dieta.
a,bLetras
diferentes entre columnas difieren significativamente (P< 0.05) (Duncan 1955).
Llenos: EE±5.75*; vacíos: EE±2.83** *P<0.05, ** P<0.01
Pesos llenos y vacíos del TGI completo de pollos de ceba
que consumen harina de soya germinada y sin germinar
en la ración.
a,bLetras
diferentes entre columnas difieren significativamente (P< 0.05) (Duncan 1955).
Llenos: EE±2.14*; vacíos: EE±1.47** *P<0.05, ** P<0.01
Pesos llenos y vacíos del intestino delgado de pollos de
ceba que consumen harina de soya germinada y sin
germinar en la ración.
Efecto de Glycine max germinado y sin germinar en el
peso de los órganos accesorios.
Control
Granos de
soya
Granos de
soya
germinados
25.16
26.92
24.89
1.07
3.14b
4.92a
3.62b
0.31***
Órgano
(g/kg de PV)
Hígado
Páncreas
E.E ±
Composición química de granos de canavalia
crudos o germinados a intervalos de iluminación
Indicadores
%
Granos
crudos
Granos
germinados
MS
90.6
93.8
PB
28.2
36.0
FDN
31.4
31.7
2.4
3.2
Cenizas
Consumo de nutrientes de pollos de ceba que
consumen harina de granos de canavalia cruda o
germinada
Consumo
g/día
Control
Canavalia cruda
Canavalia
germinada
MS
135.09 ± 9.62
108.50 ± 9.06
120.89 ± 9.06
N
8.15 ± 0.46c
3.20 ± 0.40a
5.97 ± 0.44b
abc medias con diferentes superíndices difieren a P˂0.001
Retención fecal aparente de nutrientes en pollo
de ceba que consumen harina de granos crudos o
germinados
Retención
(%)
MS
N
Control
Canavalia
cruda
Canavalia
germinada
74.47 ± 2.38
72.35 ± 2.26
71.96 ± 2.26
73.15b ± 4.11
43.63a ± 4.11
66.79b ± 3.22
ab medias con letras distintas difieren a P˂ 0.001
abc medias con diferentes superíndices difieren a P˂0.001
Conclusiones
• El procedimiento empleado en la germinación resultó un método efectivo y
prometedor para las 5 especies leguminosas estudiadas permitiendo la obtención
de nuevos productos con posibilidades de empleo en la alimentación animal y
humana.
• En todas las especies evaluadas con el avance del proceso de germinación se
produjeron cambios importantes en los componentes bromatológicos con énfasis
en la PB, PV y FDN.
• La germinación en estas leguminosas produce cambios en la fracción de
carbohidratos, incluyendo un incremento de la fibra alimentaria total
acompañada de un decrecimiento del contenido de α-galactósidos y un
correspondiente incremento de azúcares solubles totales.
• Se encontró un buen balance aminoacídico para la mayoría de las variedades
evaluadas. Los aminoácidos isoleucina, leucina, treonina, prolina, alanina
glicina, serina, metionina y arginina son los que más aportan a la variabilidad
entre especies y variantes de germinación empleadas.
• La germinación logró reducir o minimizar el contenido de factores
antinutricionales de naturaleza proteica e inositoles fosfatos.
Conclusiones
• La variación de los indicadores químicos, en dependencia de las condiciones en
que se desarrolla el proceso de germinación, da la posibilidad de determinar la
variante de germinación a emplear en dependencia del objetivo que se quiera
tener con el producto biológico resultante, ya sea fuente proteica alternativa para
la alimentación animal, alimento funcional en animales ó humano y posible
materia prima para el aislado de compuestos químicos con posibles efectos
terapéuticos.
• La germinación provocó incrementos significativos en la composición fenólica y
en la capacidad antioxidante de las leguminosas, a excepción de vigna cuyas
muestras crudas presentan mayor actividad antioxidante que las germinadas.
• El proceso de germinación le atribuye a las harinas de leguminosas evaluadas
una calidad nutricional superior a la cruda por lo cual son más digestibles y
aprovechables por los pollos de ceba.
Comer semillas germinadas es
comer vida
Es incorporar auténtica energía
vital concentrada a todas las
células del cuerpo, favorecen la
salud y alargan la vida.
Los germinados son un regalo de la
naturaleza que podemos cultivar
nosotros mismos
Los germinados ayudan a prevenir enfermedades o a tratarlas en el caso de
que ya se hayan manifestado. Se destacan las siguientes propiedades:
• Favorecen los procesos de desintoxicación, depuración y eliminación de
residuos almacenados en los tejidos o en la sangre.
• Fortalecen el sistema inmune.
• Antioxidantes, combaten la acción de los radicales libres.
• Estimulan las secreciones del páncreas.
• Facilitan la digestión, activan los procesos de regeneración y desinflamación del
aparato digestivo, revitalizan los mecanismos metabólicos internos.
• Mejoran el funcionamiento intestinal, alivian el estreñimiento, fortalecen el
intestino y la flora intestinal, contribuyen a eliminar gases y desechos.
• Rebajan el índice de colesterol.
• Tonifican el sistema nervioso.
• Contribuyen a mantener la elasticidad de las arterias y la vitalidad del sistema
glandular.
• Retrasan el envejecimiento, sus componentes permiten que las células del
cuerpo se mantengan jóvenes durante más tiempo.
• Favorecen el metabolismo por su acción reconstituyente.
• Su consumo está recomendado en casos de anemia por su riqueza en clorofila, y
para personas con el estómago delicado.