DEGRADACION RU:MINAL DE LOS INHIBIDORES DE TRIPSINA

DEGRADACION RU:MINAL DE LOS INHIBIDORES
DEL FRIJOL (Phaseolus vulgaris)a
DE TRIPSINA
Raul Ricalde Velascob
Antonia de la Cruz Moralesb
Jose Antonio Martinez
Garciab
German D. Mendoza Martinezc
RESUMEN
Ricalde
VR, De la Cruz MA,
Martinez
GJA, Mendoza
MGD.
Tec. Pecu. Mex.
1999;37(3)57-62.
Se midio
la digestibilidad
rurninal in situ (DISMS) y la concentracion de inhibidor
de tripsina (IT) en 5 variedades
de frijol (Phaseolus vulgaris): Bayo Rio Grande, Bayo blanco, AzufrJdo, Ojo de cabra y Negro San Luis,
a las 4, 8 y 12 horas, no existiendo correlacion
de la DISMS con la concentracion
inicial del IT
(P>0.05).
No existieron diferencias en la DlSMS de las variedades de frijol despues de las 12 h de
incubacion.
Los inhibidores
de tripsina fueron degradados en un 80.5% a las 12 h de incubacion.
La
variedad Bayo blanco tuvo la menor (P< 0.05) concentracion
de IT (3.78 mg/g) con relacion al resto de
las variedades. Hubo diferencias en el tiempo medio (h) de degradacion de las variedades: 8.6 Bayo Rio
Grande; 10.3, Bayo blanco; 6.4 Azufrado; 8.8 Ojo de cabra; 5.0 Negro San Luis; sin existir correlaci.'"
con la concentracion
iuicial de IT (P< 0.05). El uso de autoclave redujo la concentracion
del IT en un
93%. La degradacion runlinal
in situ de la materia seca de las variedades de frijol,
no esta asociada a
la concentracion inicial de inhibidores de tripsina, los cuales son extensamente degradados en el rumen.
PALABRAS
CLAVE:
Phaseolus
vulgaris,
l!'actores antitripsicos,
Recibido el 24 de marzo de 1999 y aceptado para
su publicaci6u el 2 de febrero de 2000.
b
Carrera de Mediciua
Veteriuaria
y Zootecnia,
Departamento de Producci6n Agricola y Animal,
Universidad
Aut6uoma
Metropolitana,
Unidad
Mexico
queda
fuera
de
norma,
IIendurecido II, representando alrededor de
81,000 toneladas (2), 10 cual puede ser un
recurso para la alimentaci6n de rumiantes.
El frijol
con
una
adecuada en proteina crud a
(PC) con un rango de 20 a 30% (3,4), ",in
embargo tiene un gran numero de fdctores
antinutricionales, en su mayoria termolabiles
Especialidad de Gauaderia, Colegio de Postgraduados. Carretera
Mexico-Texcoco
km. 36.5
Montecillo. Estado de Mexico. CP 56230, Mexico.
Tel. 01(5)8-04-59-00 ext. 1716 J!ax 01(5)8-04-59- 79
E-mail: I:mendoza@colpos. colpos.mx
dencia y solicitudes de separatas)
es una leguminosa
concentraci6n
Xochimilco.
c
Digestibilidad.
nutricional (1). Se estima que un 10% deI
trijol total que se consume anualmente en
Se ha comprobado que cuando se prolonga
el almacenamiento del trijol (Pha.l'eolu.l'
vulgari.l'), se endurece, 10 cual se traduce
en tiempos prolongados de cocci6n, sabores
indeseables
y detrimento
en el valor
a
Runlen,
(5), entre los que destacan los inhibidores
de tripsina,
saponinas,
hemaglutininas,
isoflavonas,
gluc6sidos
cianogenicos,
taninos y t'actores de flatulencia (6,7,8).
(correspon-
"7
Raul
Ricalde
Velasco,
Los inhibidores de tripsina (IT), at'ectan a
la actividad
de la enzima pancrecltica
tripsina. Read y Hass citados por Aguirre,
(9) fueron los primeros en reconocer la
presencia de un inhibidor de tripsina en
material vegetal, el cual es una protefna
rica en cistinq y baja en metionina, de
una sola cadena polipeptfdica, cuyo peso
molecular
es de alrededor
de 25,000
daltons, por 10 que es t'actible de degradarse
por las enzimas proteolfticas del rumen.
Presumiblemente 10s inhibidores de tripsina
no tienen actividad en el rumen, dado que
su pH optimo es entre 4 y 5 (10,11,12) y
solo en condiciones de acidosis se presenta
un pH de esta naturaleza en el rumen (13).
Dado
que los inhibidO' ~ S de tripsina,
atectan
la
actividad
prot
olitica
en
el
intestino delgado, es posible
e atecten
la actividad
de los microorganismos
ruminales y la digestabilidad in 5'itu de la
materia seca (DISMS). El presente trabajo
tuvo el objetivo de determinar
la cantidad
de inhibidor de trip&ina en 5 variedades
de frijol, y conocer su degradaci6n ruminal
5 variedades
de frijol
(PhaseoLu!J'vuLgarLI') endurecido: Bayo Rfo
Cuadro
Bayo
I.
Rio
Grande, Bayo blanco; Azutfado, Ojo de
cabra y Negro San Luis. La concentraci6n
del inhibidor de tripsina se determin6 .en
muestras desengrasadas con hexano, con
la tecnica modificada de Kakade et aL.
( 14), usando un espectrotot6metro 1E Cary
UUV- Visible,
marca
Varian
con
absorbancia
de 410 nan6metros.
Las
muestras incubadas en el rumen no se
trataron con hexano. Con el objeto de
comprobar la naturaleza termolabil de los
inhibidores,
se procesaron muestras de
trijol en autoclave a 16 libras de presil)n
y a 125°C durante 30 minutos.
Las
determinaciones
de materia
seca y
nitr6geno
(Kjeldhal)
se realizaron
de
acuerdo a los procedimientos de la AOAC
(15). La desaparici6n in situ de la materia
seca, se midio incubando 5 9 de muestra
de cada variedad, molida con una malla
de I mm en bolsas de dacron (10 x 20
cm; 40 micrones tamafio de poro) .Las
bolsas se incubaron en un bovino con
canula ruminal, por duplicado, a las 4, 8,
12 y 16 horas, obteniendo la tasa de
degradaci6n y el tiempo medio de acuerdo
a una cinetica de primer orden ( 16, 17) .
Los resultados se analizaron de acuerdo a
un disefio completamente al azar (18). La
intormaci6n medida a diterentes tiempos
in situ.
Se utilizaron
et a[
Concentracion inicial de inhibidor de tripsina (IT), y proteina
cruda (PC) de variedades de frijol (Phaseolus vulgaris) .
Grande
Bayo blanco
Azufrado
Ojo de cabra
Negro "San Luis"
Error estandar
a,b Medias
con distinta
literal
en la misma
58
columna,
son diferentes
(P<O.O5)
DEGRADACION
Cuadro
RlJMINAL
2. Ta8a (Kd)
inhibidores
DE LOS INHIBIDORES
DE TRIPSINA DEL FRIJOl
y tiempo medio (TM) de degradacion
ruminal
de los
de tripsina en variedades de frijol (Phaseolus vulgaris).
Variedad
Kd, %/h
TM,
h
Bayo
Rio Grande
11.59b
8.588
Bayo
blanco
93.59b
10.318
Azufrado
15.59ab
6.42a
Ojo de cabra
11.32b
8.828
Negro
20.28a
5.00b
2.43
1.84
Error
San
Luis
estandar
a,b Medias
con distinta
literal
en la misma
de incubaci6n
se analiz6
con el
procedimiento
de mediciones repetidas
(19). Las medias de tratamientos fueron
comparadas con la pl-ueba de Tukey, usando
el procedimiento GLM del SAS (20).
columna,
son diferentes
las cuales representan entre un 12 a 16 %
de la proteina total de la semilla de trijol
(21).
A
pesar
de
utilizadas
La concentraci6n
tripsina
inicial
se presenta
hubo correlaci()n
de inhibidores
en el Cuadro
entre la protefna
blanco,
que alrededor
Cuadro
del 13% del
Luis.
en las albuminas,
mg/g)
en
y
la
4
variedades
fueron
que existen
concentraci6n
para
mayor
media
de
la variedad
para
la
es similar
seca de variedades
12
28.46c
mg/g
35.05b
55.21a
27.22c
36.24b
58.58a
Azufrado
31.30b
40.29ab
54.01a
Ojo de cabra
26.23c
35.51b
50.59a
Negro
36.69a
45.30a
58.04a
1.88
1.94
1.45
Bayo
Rio Grande
Bayo
blanco
San
Luis
Error
estandar
a,b,c
Medias
con distinta
literal
en la misma
"0
columna,
San
( 4.70
a 10 mencionado
Horas de incubaci6n
8
son diferentes
IT,
Bayo
Negro
de las variedades
3. Digestibilidad
ruminal in situ de la materia
de frijol (Phaseolus vulgaris).
Variedad
las
experimento
la
la menor
La
todas
este
se puede apreciar
diterencias
a pesar de que se
ha mencionado
cruda
que
en
endurecidas,
No
siendo
P<.31)
se encuentra
de
y
los IT (r=-.51
inhibidor
I.
(P<O.O5)
(P<O.O5)
por
Raul Ricalde
Velasco,
Cuadro 4. Concentracion del inhibidor
(Phaseolus vulgaris) en el rumen.
et a{
de tripsina en variedades de frijol
Horas
de incubaci6n
4
Variedad
8
mg/g
Bayo
Rio
Bayo
blanco
Grande
12
-
3.69a
1.70c
1.24a
3.12b
2.69b
1.09a
0.69bc
Azutrado
2.99b
1.88c
Ojo
3.3Sab
3.19a
1.08ab
3.26ab
1.74c
0.47c
0.11
0.29
0.14
Negro
Error
de cabra
"San
Luis'
estandar
a,b,c Medias
con distinta
literal
en la misma
Huisman
et at. (22). Se observ6 una
tendencia de relaci6n negativa, entre la
concentraci6n de IT con el tiempo medio de
degradaci6n
(r=-.65,
son diterentes
(P<O,O5)
bloquean dos de tripsina (18,23,24) y se
podria alterar la digestion en intestino
delgado en rumiantes.
P<O.18).
Cuando se trat6 el trijol en autoclave, se
redujo la concentraci6n del IT a 0.317
mg/g comparado con el testigo (4.703 mg/
g), confirmando la naturaleza termolflbil
de estos compuestos tal y como ya ha
sido mencionado (22) .Bliss y Hall (23)
encontraron con un tratamiento similar al
aplicado en este ensayo, que se redujo la
Los resultados
de la cinetica
de
degradaci6n ruminal in !"itu de los IT se
presentan en el Cuadro 2, mostrando que
existen diferencias entre variedades, La
degradaci6n
de la materia seca a las
diterentes horas de incubaci6n, no estuvo
correlacionada con la concentraci6n inicial
del IT,
actividad del inhibidor de tripsina sin alterar
la metionina. El grado de destrucci6n de los
inhibidores de tripsina por calentamiento,
estarfl en funci6n de las condiciones del
proceso, como la ternperatura, tiernpo de
La digestibilidad in situ de las variedades
de frijol se presentan en el Cuadro 3, y la
concentraci6n del IT en el Cuadro 4. Se
puede observar que a las 4 horas de
calentamiento,
tarnafio de particula
y
condiciones de humedad (1,9,12). Si se
usan tiempos de calentarniento mayores a
los 29 mill se puede at'ectar negativarnente
el valor nutritivo de la protein a (25) .Los
cambios en la degradaci6n ruminal de la
proteina del frijol tratado, asi corno en la
incubaci6n se habia degradado alrededor
del 30%, cerca del 50% a las 8 horas,
desapareciendo el 80% del IT a las 12
horas, indicando
columna,
que este inhibidar
puede
ser degradado
extensamente
por los
microorganismas
del rumen.
Seria
importante conocer los posibles efectos de
la eantidad del inhibidar
que llega al
intestino, dado que se ha demostrado que
par cada mo1ecula de inhibidor,
se
disponibilidad de la proteina en intestino
delgado, deberfln ser tornados en cuenta si
se decide procesar el trijol endurecido para
alimentar rurniantes.
60
DEGRADACION
RUMINAL
DE
,OS INHIBmORES
DE TRIPSINA DEI
'RIJOl
and trypsin
inhibitor
concentrations
(IT) were
measured in 5 bean ,'arieties (Phaseolus vulgaris):
Bayo Rio Grdnde, Bayo Blanco, Azufrado, Ojo de
Cabra y Negro San Luis. Samples were, incubated
in situ for 4, 8, and 12 h. There was no correlation
between the initial concentration
of 11' (P> 0.05)
and DISDM. After 12 h incubation,
DISDM of the
bean varieties did not differ (P>0.05).
Trypsin
inhibitors
were extensi,'ely degraded (80.5%) by
12 h incubation.
The variety Bayo Blanco had the
lowest (P< 0.05) initial
IT concentration
(3.7S
mg/g) .The half tune degradation
(h) of IT ,va,'i:
8.6 Bayo Rio (:;rande;
10.3 Bayo Blanco;
6.4
Azufrado;
8.8 Ojo de Cabra; 5.0 Negro San Luis
(P> 0.05). Treatment
by autoclaving
(125oC,
16psi) reduced IT concentration
by 93%. In situ
runlinal degradation of dry matter of the five beau
varieties was not associated with the initial trypsin
inhibitor
concentrations
,vhich were themselves
degrdded in the runlen.
La intormacion de especies no rumiantes,
muestra que el uso de leguminosas con
inhibidores
de tripsina
tienen efectos
detrimentales en ratas, ratones y pollos,
donde los etectos negativos se presentan
en periodos de 2 a 3 semanas, resultando
en hiperplasia e hipersecrecion pancre:itica,
alterando la digestion y absorcion de la
proteina (26,27,28).
Los resultados de este trabajo muestran
que los inhibidores de tripsina se pueden
degradar extensamente en el rumen, y que
posiblemente se pueda aprovechar el trijol
endurecido
para la alimentaci6n
de
rumiantes, sin embargo, es necesario que
se realicen estudios in viva para conocer
si existen niveles limitantes de su uso en
raciones.
KEY WORDS: Phaseolus vulgaris, Tl1'Psin inhibitors,
Runlen,
Digestibility.
TERATURA
AGRADECIMIENTOS
Se extienden agradecimientos al M. V.Z.
Jose Luis Cordero Mora, al Tecnico
Andres Lee Hernandez y a la M. en C.
Magdalena Crosby Galvan, por su apoyo
en la preparaci6n de los animales canulados
yen los analisis de lab oratorio para la
realizaci6n de este trabajo.
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