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Revista chilena de nutrición

versión On-line ISSN 0717-7518

Rev. chil. nutr. v.33 n.1 Santiago abr. 2006

http://dx.doi.org/10.4067/S0717-75182006000100009 

Rev Chil Nutr Vol. 33, Nº1, Abril 2006

ARTÍCULOS ORIGINALES

 

EVALUACIÓN BIOLÓGICA DE LA CALIDAD PROTEICA DE DIFERENTES VARIEDADES DE CEBADA (Hordeum sativum jess) CULTIVADAS EN LOS ESTADOS DE HIDALGO Y TLAXCALA, MÉXICO

BIOLOGICAL EVALUATION OF THE PROTEIN QUALITY OF DIFFERENT BARLEY VARIETIES (Hordeum sativum jess) PRODUCED IN THE STATES OF HIDALGO AND TLAXCALA IN MÉXICO

 

Patricia López P., Irais Sánchez O., Alma D. Román G.

Centro de Investigaciones Químicas, Departamento de Química de Alimentos. Tecnología de Alimentos. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Hidalgo, México.

Dirección para Correspondencia :


RESUMEN

La calidad proteica de los cultivares de cebada Esmeralda 1, M16, Pastor Ortíz del Estado de Hidalgo y M16 del Estado de Tlaxcala fue evaluada por la determinación de la relación de eficiencia proteica (PER), basándose en el incremento de peso de ratas alimentadas con dietas bajo condiciones estandarizadas. Se observó que no existen diferencias significativas entre las cuatro variedades estudiadas, es decir, que las cuatro variedades proporcionan la misma calidad proteica al organis mo, oscilando los valores de PER entre 2.4-2.2. Con relación a la caseína hubo una diferencia marcada, ya que dicha proteína produce mayor incremento de peso que las variedades de cebada. Esta diferencia entre las proteínas de caseína y las proteínas de cebada se debe al contenido de aminoácidos esenciales.

Palabras clave: cebada, cereales, proteína, razón de eficiencia proteica.


ABSTRACT

The protein quality of plantations of Esmeralda 1, M16, Pastor Ortíz barley varieties in Hidalgo state and M16 variety in Tlaxcala state were evaluated by means of the determination of protein efficiency relation (PER), being based on the increase of weight of rats fed with diets under standard conditions. It was observed that significant differences between the four varieties studied do not exist, that is to say, that the four varieties provide the same protein quality to the organism, having oscillated the values of PER between 2.4-2.2. In relation to the casein, there is a marked difference, since this protein provides greater increase of weight than the varieties of barley. This difference between casein proteins and barley proteins is due to the content of essential amino acids.

Key words: barley, cereals, protein, PER, protein efficiency ratio


 

INTRODUCCIÓN

La cebada es el cuarto cereal más importante en el mundo después del trigo, el arroz y el maíz. La cebada como todos los cereales es deficiente en determinados aminoácidos esenciales como son lisina, histidina, metionina, treonina y triptófano [1].

El análisis químico de la cebada es muy importante para evaluarla como alimento de consumo humano, pero el valor nutricional real de las proteínas no se refleja en la composición química [2]. Es por ello que la evaluación biológica es más deseable. Los métodos biológicos se basan en la ganancia en peso o en la retención de nitrógeno en ensayos con animales experimentales, que son alimentados con dietas que contengan la proteína a analizar [3]. Para asegurarse que el consumo de proteína es menor que las necesidades diarias, se utilizan dietas que contengan un 10% de proteína en términos de peso seco. En estas condiciones, las proteínas de la dieta son utilizadas al máximo para el crecimiento. La razón de eficiencia proteica (PER), se refiere específicamente a la eficacia nitrogenada, la ganancia de peso del animal se debe a este único factor en las condiciones experimentales establecidas [4]. Debido que la cebada producida en la región es un cereal destinado principalmente a la ali

mentación de ganado; en este estudio se pretende evaluar la calidad proteica de las diferentes variedades estudiadas para posteriormente poder llevar a cabo desarrollo de nuevos productos para la alimentación humana (pastas, panes, entre otros), dándole así un valor agregado y mayor precio de venta a las cebadas de la región.

MATERIAL Y MÉTODO

Se utilizaron cuatro muestras de cebada (Hordeum sativum jess), tres de ellas fueron producidas en el Estado de Hidalgo (Esmeralda 1, M16 y Pastor Ortíz) y una en el Estado de Tlaxcala (M16). Las cuatro variedades fueron cultivadas en el ciclo 2003, bajo condiciones de temporal. Cada variedad de cebada fue limpiada para eliminar impurezas. A los cultivares se les realizó el análisis químico para conocer el contenido de proteínas apartado 46.10 de la Approved Methods of American Association of Cereal Chemists (AACC) [5].

Animales de prueba

Se emplearon ratas Wistar macho de 21 días de nacidas, cuyos pesos oscilaban entre 28 y 29 g. Las ratas fueron obtenidas en el bioterio de la Universidad Nacional Autónoma de México.

Composición de las dietas

Se elaboraron siete dietas, conteniendo por separado, harina de cada una de las siete variedades. Un lote de ratas fue alimentado con una dieta de caseína como proteína control. La cantidad de proteína se ajusto a 8.5%, para adecuar la composición de la materia prima a ensayar (Tabla 1). Las dietas se prepararon de acuerdo a la formulación establecida por la Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists (AOAC) [6].


Razón de eficiencia proteica (PER)

Fue determinado de acuerdo al método el 960.48 AOAC [6]. Las ratas fueron pesadas inicialmente y distribuidas homogéneamente de acuerdo al método de la "culebra japonesa". Este método distribuye los pesos en orden ascendente y se van haciendo lotes de seis en seis de izquierda a derecha y regresa de derecha a izquierda para una distribución homogénea (Figura 5). Esto se vió reflejado en los pesos promedio de cada lote en los que hubo una variación menor de 1g entre ellos (medias = 38.88, 38.65, 38.78, 38.68, 38.65 y 39.00).

Figura 5: Distribución homogénea de las ratas para el bioensayo.

Las ratas fueron colocadas en jaulas individuales. Se mantuvo controlada la temperatura a 24ºC y la humedad relativa a 48 HR, con ciclos de 12 horas de luz y oscuridad. Se les suministró las dietas preparadas y agua suficiente. Cada tercer día se registro el peso ganado y la cantidad de alimento consumido. Al concluir los 28 días del bioensayo se determinó el valor de PER y PER ajustado, en base a las siguientes fórmulas:

Donde:
Δ P = Incremento de peso (en gramos)
ΣAI = Alimento ingerido total (en gramos)
F = % de proteína en la dieta/ 100
PER exp.= Valor PER obtenido en el bioensayo.
PER Caseína ref.= Valor de la caseína de referencia = 2.5
PER Caseína exp. = Valor PER de la caseína obtenido en el bioensayo.

Análisis estadístico

Se efectuó un análisis de varianza ANOVA de una sola vía acoplado a la prueba de rango múltiple de "Duncan" empleando el software STATGRAPHICS plus versión 4.0.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Curvas de crecimiento

Con los valores promedios obtenidos de los pesos iniciales y el peso ganado por día, se realizaron las curvas de crecimiento de las ratas alimentadas con las dietas preparadas (Figura 1). En las curvas de crecimiento se observó que los lotes de ratas alimentadas con las variedades de cebada no alcanzan el incremento de peso que proporciona la dieta de caseína. Esto es como consecuencia de que la cebada es deficiente en aminoácidos esenciales en relación con la caseína. La cebada contiene 3.5% de lisina, 3.2% de treonina, 1.5% de triptófano y 6.6% de leucina [1], mientras que la caseína contiene 6.4% de lisina, 5.0% de treonina, 1.6% de triptófano y 8.8% de leucina [7]. La cebada en comparación con la proteína ideal (lisina 5.5%, treonina 4.0%, triptófano 1.0% y leucina 7.0%) posee mayor cantidad de triptófano, es deficiente en lisina, baja en treonina y leucina.

A pesar de que no existen diferencias estadísticas entre las variedades con respecto al incremento de peso en las ratas, se puede observar que las variedades Esmeralda 1 y M16 Tlaxcala proporcionan mayor ganancia de peso que Pastor Ortiz y M16 Hidalgo, éstas últimas tienen un comportamiento muy similar (Figura 1). El incremento de peso que cada variedad proporcionó a las ratas también refleja cual es la calidad de la proteína de la cebada consumida, es decir, a mayor incremento de peso mayor calidad proteica.


Los resultados del PER mostrados en la Tabla II, indican que existen diferencia entre la calidad de las proteínas de las variedades estudiadas, con respecto a la caseína. Entre las variedades estudiadas no existen diferencias estadísticamente significativas Los valores de PER oscilan entre 2.4 y 2.2. El PER ajustado varía de 1.9-1.8. Se puede decir que la variedad con menor PER es M16 Hidalgo (2.2). Las variedades con mayor eficiencia proteica son Esmeralda 1 (2.4) y M16 Tlaxcala (2.4). Pastor Ortiz (2.3) es mas baja que estas dos últimas variedades, pero más alta que M16 Hidalgo. La escasa variación de PER entre las variedades puede deberse a la pobre palatabilidad de las ratas hacia la cascarilla de la cebada, debido a que la cascarilla tiene efectos sobre la comida ingerida por las ratas [8]. Sin embargo las cuatro variedades proporcionan la misma calidad proteica.


Los valores obtenidos del PER demuestran un bajo valor nutritivo de la proteína de la cebada en comparación con la proteína control. La calidad de una proteína está relacionada fundamentalmente con su composición de aminoácidos esenciales y con su digestibilidad. Las proteínas de alta calidad son las que contienen todos los aminoácidos esenciales [9]. Es por eso que las proteínas de la cebada no son de alta calidad porque carecen de algunos aminoácidos esenciales como la lisina, treonina, metionina y triptófano. Además las proteínas de origen animal son de mejor calidad que las de los cereales.

Las variedades Esmeralda 1 y M16 Tlaxcala poseen los valores de PER más altos. Es así que estas dos variedades proporcionaron los incrementos de peso más altos (Figura 1). El incremento de crecimiento de Pastor Ortiz y M16 Hidalgo es menor a las otras dos variedades, por tener menos eficiencia proteica. Además las proteínas de origen animal son de mejor calidad que las de los cereales [10].

La calidad proteica de la cebada, donde su valor de PER ajustado varia entre 1.9 - 1.8, es de mejor calidad que la proteína del maíz (Zea mays L.) cuyo valor PER ajustado se encuentra entre 1.6 y 1.7 [11]. La calidad de la proteína de cebada es de mayor calidad que la del maíz aún siendo los dos cereales y que la mayoría de éstos son deficientes en casi los mismos aminoácidos esenciales. El arroz presenta una eficiencia proteica similar a la cebada, su valor PER no ajustado es de 2.2 [12]. Sin embargo si el arroz es enriquecido con 0.4% de lisina y 0.5% de treonina su eficiencia proteica aumenta a 4.58. También si el maíz es enriquecido con 0.4% de lisina y 0.07% de triptófano la eficiencia proteica aumenta a 2.3 en valores de PER ajustado [12]. Por lo tanto si la cebada es enriquecida con aminoácidos esenciales de los cuales es deficiente, la calidad proteica de la cebada sería mayor. Así la cebada enriquecida con 0.2% de lisina, 0.05% de triptófano, 0.2% de treonina y 0.1% de metionina proporciona una eficiencia proteica de 2.4 (PER ajustado) según la FAO en 1970. Esto resulta satisfactorio para aumentar la calidad proteica de alimentos hechos a base de cebada. También la calidad de la proteína de la cebada puede ser menor debido a factores edáficos o ambientales que afecten al desarrollo de la planta. Por ejemplo cebadas de la India presentan valores de PER ajustado entre 1.4-1.5 [13], inferiores a las cuatro variedades analizadas en éste estudio.

CONCLUSIÓN

La calidad proteica de todas las variedades es similar, por lo que se concluye que cualquiera que sea la variedad consumida proporciona la misma eficiencia de proteína al organismo. Así las cuatro variedades de cebada deben proporcionar la misma cantidad de aminoácidos esenciales.

Agradecimientos: Al Fondo del Sistema de Investigación Ignacio Zaragoza del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (FOSIZA-CONACyT con clave 20020 802001.). Al M. en C. Bernardo Lucas Florentino, por realizar el análisis biológico en el bioterio del Edificio "E" de la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México.

 

BIBLIOGRAFÍA

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Dirigir la correspondencia a: Profesora Alma D. Román G.
Centro de Investigaciones Químicas, Departamento de Química de Alimentos. Tecnología de Alimentos. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo.
Carretera Pachuca-Tulancingo, km 4,5. Ciudad Universitaria, Pachuca, 42076.
Hidalgo, México.
E-mail: aroman@uaeh.edu.mx.

Este trabajo fue recibido el 9 de Agosto de 2005 y aceptado para ser publicado el 7 de Diciembre de 2005.