Composición química de los componentes de cuatro variantes ... · del mezquite Flor Miel...

Composición química de los componentes de cuatro

variantes de vaina de mezquite (Prosopis laevigata)

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SAN LUIS POTOSÍ

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

ALUMNO: GERARDO JUÁREZ CANO

ASESOR: DR. CÉSAR IVÁN GODÍNEZ HERNÁNDEZ

FECHA : 18 DE MAYO DE 2018

1

20

m

>1 mTavares D. (2011)

Prosopis laevigata

Frutos de vainas en formas; alargadas, rectas o arqueadas,

planas y/o cilíndricas. (1)

Longuitud: 3 a 30 cm.

Semillas: 12 a 20.

Comúnmente llamado mezquite, perteneciente a la familia

Leguminosae, y de género Prosopis, el cual se

distribuye principalmente en zonas áridas y semiáridas del

mundo. (1)

De hojas bipinnadas de 5 a 7.5

cm de largo con puntas suaves y

espinas en sus ramas. (2)

Tavares D. (2011)

2

Prosopis laevigata

19 estados de la

republica mexicana

Rzedowski: Distribución Geográfica del Complejo Prosopis (1988)

• P. palmeri

• P. tamaulipan

• P. glandulosa

glandulosa

• P. Juliflora

Distribución en México

3

Origen, usos e importancia

Es oriundo de regiones áridas y semiáridas del sur y

sureste de México. Dentro del estado de San Luis Potosí se

localiza principalmente en el altiplano potosino, región

media y centro.(1)

Altiplano

Potosino

Región

MediaRegión

Centro

ALIMENTACION HUMANA

ALIMENTACION ANIMAL USO MEDICINAL

EXTRACCIÓN DE GOMAS USO MADERABLE

FUENTE: www.ecologicasaludable.comTavares D. 2011 4

Formas de aprovechamiento de Prosopis laevigata

Fuente: Cervantes, 2002; Galindo, 1983

Parte

apreciable

Alimentación

Humana

Medicina Forrajero Forestal

Corteza Anti disentérico y gastritis.

Infusión de trozos de

corteza con ramas mas

jóvenes

Curtiduría. Corteza

del mezquite

Flor Miel (generada por las abejas que

toman néctar de la flor).

Vaina Fruta fresca, fruta en almíbar, pinole de

mezquite, queso de mezquite,

piloncillo, atole y vino.

Consumo

de vainas y

harinas

Goma Goma y golosina de niños Laringitis. La goma disuelta

para infusión

Pólvora de escasa

potencia. Tintes para

teñir lana.

Hojas,

ramas y

troncos

Anti disentérico y gastritis.

Emoliente.

Desinflamatorio pomada de

ceniza con manteca.

Cercas, mangos de

madera y construcción

de vigas, muebles y

viviendas.

5

Importancia ecológica del mezquite

Impacto positivo

sobre el

ecosistema

Incremento de materia

orgánica. Entre 300 a 8,000

kg/ha

Recuperación de tierras

agrícolas con problemas de

salinidad y agua.

Resistencia y

adaptabilidad

❑ Temperaturas de hasta

40 ºC

❑ Y precipitaciones

menores a 250 0 500

mm anuales.

Fuente: Parquesalegres.org6

Importancia de la variación

La variación morfológica se manifiesta

en las hojas, espinas, tamaño, color,

número de semillas y sabor del

mesocarpio de la vaina de mezquite.

National Academy of Scinces, (1979)

La variación de las vainas de las

especies del género Prosopis,

debe ser analizada y

caracterizada, para ampliar el

conocimiento sobre este

género.Lakey & Last, (1980).

La selección de variantes de mezquite

con características deseables, es de

gran utilidad para su aprovechamiento

final.

Felker, (1979).

7

Antecedentes y Justificación

Autores Especie %Prot. %Fibra %Carb. %Cenizas %Grasas %Hum.

Inédito P. laevigata *** 26.3 26.6 3.1 2.5 9.6

Borker

(1970)

P. laevigata 10.00 30.40 29.2 3.30 *** 9.90

Ruiz

(2011)

P. laevigata 10.28 14.19 40.55 4.19 *** 9.22

Peña

(2015)

P. laevigata 11.8 19.9 44.4 4.6 3.0 9.06

8

Objetivo general

Caracterizar la composición química de cuatro variantes

de la vaina de mezquite (Prosopis laevigata).

9

Objetivos específicos

Análisis fitoquímico de los componentes de las vainas de cuatro variantes de mezquite.

Análisis de la composición química de las fracciones de la vaina de mezquite (cenizas, carbohidratos, proteína cruda y fibra insoluble (celulosa, hemicelusa y lignina)

Rendimiento y composición de los componentes de la vaina de mezquite para cada variante (epicarpio, mesocarpio y endocarpio).

10

Hipótesis

Se esperan diferencias significativas en su composición química,

debido a las variantes y las fracciones de las vainas de mezquite.

Recolección y caracterización morfológica

* 2 kg de cada variante

Variante A Variante B Variante C Variante D

• Larga, con segmentación,

marrón c/tonalidades

amarillas y rojizas y

Exocarpo semi-grueso.

• Semi-larga, segmentación

pronunciada, amarillenta-

paja c/tonalidades rojizas.

• Larga, segmentación,

marrón-rojiza, c/ tonalidades

amarillenta.

• Semi-larga, segmentación

y Exocarpo grueso y de

semilla ancha.

Ubicación: Altaír 200, Col del Llano, 78377 San Luis, S.L.P.

Uaslp Inst. De Investigación De Zonas Desérticas. Región del centro.Aguirre (2016)

Preparación de las muestras

Secado de la muestra

en horno de aire

forzado a 55 ºC.

Separación manual de los

componente de la vaina

(Exocarpo, mesocarpo y

endocarpo).

La separación de los

componentes de la vaina se

realizó con el la ayuda de

tres cribas de diferente

tamaño.

Hasta 2 % de

humedad

Extracto hidroalcholico

20 mg + 30% Agua

destilada + etanol al

70%

Filtración sobre papel filtro

para la eliminación de

residuos solidos.

Conservación en refrigeración

Maceración 3 días

Extracto etanólico

10 g de materia se cubren

con alcohol etílico, en frasco

color ámbar

Filtración y evaporación

Sobre algodón y conservación

en refrigeración

Filtración

Maceración 7 días

Temperatura ambiente

Flavonoides

Extracción de la muestra

ANÁLISIS FITOQUÍMICO

Reacciones de coloración y precipitación

Extracto

etanólico

Extracto

hidroalcoholico

ANTOCIANINASLIBERMAN-

BURCHARD

• DIMONROTH

• CONTANTINESCU

• SHINODA

• GELATINA

• DIF. DE

TANINOS

• ÁC. GÁLICO

• LIBERMAN-

BURCHARD

• ESPUMA

• ROSENTHALER

• KELLER Y K – MODIFICADA

• RAYMAN

DRAGENDORFF • GENERAL

DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS (HPLC)

Método de HPLC

Mesocarpo

Inyección de la muestra en HPLC

Con el uso de una jeringa(HPLC) se tomaron 50 µL, para posteriormente inyectarlo en el equipo

Metodología

Se tomaron alícuotas de 2 mL, con el uso de una jeringa(5 mL), y utilizando un filtro para eliminar residuos solidos, se obtuvo la muestra a analizar colocándola en un tubo ependorff

Preparación de la muestra

0.0200 g de muestra, colocados en un matraz de 5 mL (Dilución y aforo)

Se utilizó un sonicador (Branson 1510) para homogenizar las muestras

Dilución 1:2 (50%

muestra, 50% agua HPLC)

El ensayo se llevó

acabo por triplicado

Proteína Cruda

1

• Preparación de la muestra

• En un matraz kjeldahl se peso 0.1g de muestra, se agrego1.0 g de catalizador y 2.5 mL de H₂SO₄ concentrado.

2

• Digestión

• Se coloco el matraz al digestor (LABCONCO), se calentó gradualmente hasta obtener una muestra cristalina

3

• Destilación y titulación

• Se enfrío la muestra añadiendo 55 mL de agua desionizada, luego se paso a un tubo de destilador.

• Se añadió 10 mL de sosa tiosulfato para luego proceder con la destilación (destilador LABCONCO), recibiendo en un matraz Erlenmeyer (125 mL) que contengan 5 mL de ácido bórico y 2 gotas de indicador, destilando hasta la obtención de un volumen de 50 mL

• Finalmente se tituló con HCL (0.1 N)

Exocarpo y endocarpo

DETERMINACIÓN DE PROTEÍNA (KJELDAHL)

DETERMINACIÓN DE FIBRA (FDN) Exocarpo y endocarpo

Se obtuvieron bolsas filtro apeso constante, se le colocouna muestra de 0.1 g, luego sesello y peso.

Posteriormente se añadió 10 mlsolución FDN (ANKOM) y 4µLde α – amilasa (ANKOM), sehomogenizó y cubrió la muestra,se calentó en baño seco(LABNET) durante1 hora,finalmente se enjuagó con aguadestilada a 70 – 90 ºC.

Al final del proceso, se llevo aun horno de aire forzado, por24 h a 50 ºC, para realizarFDA.

Agitación c/15 min.

Determinación de acuerdo al método

propuesto por ANKOM, en su modelo A-200.

Basada en la metodología de Van Soest.

DETERMINACIÓN DE FIBRA (FDA - Hemicelulosa)Exocarpo y endocarpo

Se peso la muestra, despuésde 24 h a 50ºC.

Posteriormente se añadió 10ml solución FDA (ANKOM) ycubrió la muestra, se calentódurante en baño seco(LABNET) 1 hora, finalmentese enjuagó con agua destiladaa 70 – 90 ºC.

Al final del proceso, se llevo aun horno de aire forzado, por24 h a 50 ºC, para realizarFDA.


DETERMINACIÓN DE FIBRA (LDA - Celulosa)Exocarpo y endocarpo

Se peso la muestra, después de24 h a 50ºC.

Posteriormente se añadió 15 mlde ácido sulfúrico al 72%, sobrecajas Petri y cubrió la muestra,se dejo reposar 3 h, finalmentese enjuagó con agua destilada,hasta neutralizar.

Al final del proceso, se llevo aun horno de aire forzado, por24 h a 50 ºC, para realizar FDA.


RESULTADOS

ANÁLISIS FITOQUÍMICO PRELIMINAR

• Taninos

• Hestereosidos

• Alcaloides (compuestos nitrogenados)

• Saponinas

• Flavonoides

• Cumarinas

Variante A Variante B Variante C Variante D

Exo Meso Endo Exo Meso Endo Exo Meso Endo Exo Meso Endo

+ + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - -

+ + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - -

+ + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - -

Saponinas positiva

para Liberman-

buchard

CARBOHIDRATOS (HLPC)

COMPOSICION EN PORCENTAJE DE CARBOHIDRATOS (HPLC)

Tukey Agrupamiento Media N Variantes

A 95.5167 3 C

B 95.33033 3 D

C 90.7900 3 A

D 83.9800 3 B

Mayor porcentaje para sacarosa en la

variante C, pero sin diferencia significativa

con la variante D

PROTEÍNA (KJENDHAL)

Tukey Agrupamiento Media N Variante

A 8.8300 3 A

B A 7.4633 3 B

B 5.7800 3 C

B 5.7500 3 D

EXOCARPO


A 22.7467 3 B

B 12.6367 3 D

C B 10.4400 3 A

C 9.7633 3 C

ENDOCARPOMayor porcentaje en variante A (exocarpo) y

menor variante D

Mayor porcentaje en variante B (endocarpo) y

menor variante C

PROTEÍNA (KJENDHAL)


A 6.5867 3 B

A 6.5000 3 D

A 6.4633 3 C

A 6.4433 3 A

MESOCARPO

No existió diferencia

estadísticamente significativa


A 95.570 3 C

B 82.223 3 B

B 66.910 3 D

B 65.433 3 A

SEMILLA

Variante C, diferente del resto.

FIBRA (VAN SOEST)

HEMICELULOSA


A 13.7200 3 B

A

A 11.5167 3 C

A

A 10.8667 3 D

B 7.8633 3 A

EXOCARPO

CELULOSA


A 27.767 3 A

A 21.577 3 C

A 21.437 3 D

A 18.717 3 B

LIGNINA


A 7.077 3 D

A 6.873 3 B

A 6.640 3 C

A 6.627 3 A

Únicamente existió diferencia

significativa para

Hemicelulosa, en la variante A

FIBRA (VAN SOEST)

HEMICELULOSATukey Agrupamiento Media N Variante

A 19.643 3 B

A 19.233 3 D

A 16.447 3 A

A 16.293 3 C

CELULOSA


A 13.697 3 B

A 13.257 3 D

A 11.137 3 A

A 11.123 3 C

LIGNINATukey Agrupamiento Media N Variante

A 38.500 3 B

A 37.876 3 D

A 37.300 3 A

A 35.267 3 C

ENDOCARPONo existió ninguna diferencia

estadísticamente significativa

CENIZAS (%)


A 3.66752 3 B

A 3.46697 3 A

A 3.34842 3 D

A 3.14453 3 C


A 4.82720 3 C

A 4.57115 3 D

A 4.52988 3 B

A 4.56436 3 AEXOCARPO

MESOCARPO

No hubo diferencia

CENIZAS (%)


A 3.08457 3 B

B 2.86450 3 A

B

B 2.80661 3 C

B 2.67806 3 D


A 3.52242 3 A

A 3.45102 3 B

A 3.39603 3 D

B 3.03160 3 CENDOCARPO

SEMILLA

Mayor porcentaje de

cenizas en Endocarpo,

para la variante A Menor contenido en

cenizas para la

variante B

RENDIMIENTO (%)

Muestra Humedad

MESOCARPO SEMILLA CASCARA

Variante A 4,43 11,15 17,6 47,9 34,9 100,4

Variante B 2,67 5,91 10,3 39,1 33,1 101,5

Variante C 5,65 6,5 10,4 55,8 34,3 100,3

Variante D 3,16 13,36 27,758,1

34,9 101,7

CONCLUSIONES

Se concluye de acuerdo a los valores obtenidos de todas las variables analizadas, componentes y variantes en:

proteína, carbohidratos (HPLC), FDN, FDA, LDA. Que el fruto de P. laevigata, es un alimento adecuado para la

obtención de productos estandarizados con diversas aplicaciones especificas, acorde a su composición química.

Los resultados indican que la variante D, fue la que presentó buenos resultados desde el punto de vista

nutricional, ya que tiene el contenido de componentes como, proteína y carbohidratos no es diferente al resto de

las variantes que tienen el mayor porcentaje, y debido al rendimiento obtenido, pudiera ser mejor aprovechada

para la alimentación y generación de energía en cualquier tipo consumo.

Cronograma de actividades

OCT. NOV. DIC. ENE. FEB.

PLANTEAMIENTO DEL PROYECTO

CARACTERIZACIÒN MORFOLOGICA

PREPARACIÓN DE MUESTRAS Y ANALISIS FITOQUIMICO

ANALISIS DE COMPOSICIÓN QUIMICA (HPLC,CENIZAS Y PROTEÍNA CRUDA)

ANALISIS QUIMICO PARA FIBRA CRUDA (HEMICELULOSA, CELULOSA Y LIGNINA) POR EL METODO VAN SOEST

MAR. ABR. MAY. JUN. ANALISIS DE CONTENIDOS CELULARES, RENDIMIENTO Y COMPOSICIÓN DE LOS COMPONENTES DE LA VAINA

DISCUSIÓN Y CONCLUSIÓN

Cronograma de actividades

Referencias bibliográficas

1.- Tavares, D. (2011). Uso potecial de la vaina de mezquite para la alimentación de animales domesticos del

altiplano potosino. San Luis Potosí, S.L.P.

2.- Roman H. (2016). Bromatología de la vaina de mezquite (Prosopis spp.) como alternativa de consumo sustentable

en la comarca lagunera.

3.- Granados, D. (1996). El mezquite: el árbol de desierto. Chapingo, serie Ciencias Ambientales, vol II.

4.- Meraz, S., Orozco, J., Lechuga, J., Cruz, F., y Vernon, J. (1998). El mezquite, árbol de gran utilidad. Ciencias, vol. l.

5.- López Franco, Y., Goycoolea, F., Valdez, M., y Calderón, A. 2006. “Goma de mezquite una alternativa de uso

industrial”. Interciencia

6.- Villanueva, D., Jasso I., González G., Sánchez, I. y Potisek T. (2004). El mezquite en la Comarca Lagunera.

Alternativas de producción integral para ecosistemas semidesérticos. Folleto Científico No. 14.

Referencias bibliográficas

7.- Arnero C., A., 2015. “La vaina de mezquite “Prosopis laevigata” En la alimentación de ganado. Tesis de título de

facultad de ingeniería. Universidad de Torreón Coahuila.

8.- Ferrari. A. E., Wall L., G., 2004, Utilización de árboles fijadores de nitrógeno para la revegetación de suelos

degradados. Rev. Fac. Agro. Vol 2

9.- Gómez, F., J. Signoret, y M.C. Abuín. 1970. Mezquites y Huizaches. Algunos Aspectos de la Economía,

Ecología y Taxonomía de los Géneros, Prosopis y Acacia en México. Instituto Mexicano de Recursos Naturales

Renovables, A. C. México, D.F.

10. Felker, P. 1988. Árboles Útiles de la Parte Tropical de América del Norte. Grupo de estudio de Silvicultura.

Comisión Forestal de América de Norte. No. 3. Texas, Kingsville. E.U.A.

REFERENCIAS BLIBLIOGRAFICAS

11.- McVaugh, R. 1987. Flora Novo-galiciana. A Descriptive Account of the Vascular Plants of Western México. Vol.

Leguminosae. The University of Michigan press, U.S.A.

12.- Pennington, T. y J. Sarukán. 1998. Árboles Tropicales de México. Segunda edición. UNAM - Fondo de Cultura

Económica. México, D.F.

Ceniza

sExocarpo, mesocarpo,

endocarpo y semilla.

Se pesó 1g de muestra seca, en un crisol, previamente llevado a peso constante

Se coloco el crisol en una mufla (LINDBERG) a una temperatura de 550ºC durante 2 horas.

La determinación del porcentaje de cenizas en cada una de las muestras, se llevo acabo por

diferencia de peso.

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