RESUMEN El maiz representa la fuente de proteína más importante en México. Existen 42 razas endémicas y una gran diversidad de variedades natives, producto de la manipulación de los agricultores. Puebla se encuentra entre los estados con mayor riqueza de estas variedades y el estado que destina una gran parte de su territorio para el cultivo de estas. El objetivo de este trabajo, fue la caracterización morfológica, nutricional y térmica de 25 variedades criollas. El análisis quimico proximal fue realizado de acuerdo a los métodos propuestos por la AOAC, 1995. Las proteínas fueron caracterizadas por electroforesis en Gel de PoliacrilamidaA SDS-PAGE, con los correspondientes marcadores. El coeficiente de similaridad y análisis de dendograma fue determinado usando el algoritmo UPGMA (Unweighted Pair Group Method with Arithmetic mean for polymorphism analysis). También se determinaron las propiedades térmicas de almidón y proteína por medio de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC). Las muestras analizadas presentan colores que incluyen blanco, amarillo, rojo y azul. La caracterización química permitió observar contenidos de proteína que van de 6,2- 9,5mg/g y un contenido de almidón de alrededor del 70%. La determinación del grado de polimorfismo, por las bandas proteicas que presentan las diferentes variedades , indican que se forman seis grupos que muestran mayor similaridad, con un coeficiente de 0.22 to 0.76 y 17 de estas variedades presentan un mayor similaridad (0.54-0.76). Los datos obtenidos en la caracterización térmicas muestran que las temperaturas de gelatinización de almidón se encuentran entre 57-61°C con una entalpía de 4 to 10J/p. Los resultados muestran un importante avance en el conocimiento de variedades criollas mexicanas, lo que permitirá mostrar un posible usos industrial. INTRODUCCION El maíz (Zea mays) es el único cereal originario del Nuevo Mundo. Esta planta proveniente de México es usada para producir forraje y como base para la elaboración de una gran cantidad de alimentos, productos farmacéuticos y productos de uso industrial. Debido a su productividad y adaptabilidad, el cultivo del maíz se ha extendido rápidamente a lo largo de todo el planeta, después de que los españoles y otros europeos exportaran la planta desde América, durante los siglos XVI y XVII. El maíz es actualmente cultivado en la mayoría de los países del mundo y la tercera cosecha en importancia (después del trigo y el arroz). La mayor cantidad de maíz se cosecha en los Estados Unidos, la República Popular de China y Brasil, sumando casi el 73% de la producción anual global de, aproximadamente, 456 millones de toneladas. Aunque el origen exacto del maíz es debatido, la mayoría de los investigadores señalan que el maíz actual se derivó de una hierba nativa del Valle central de México, hace aproximadamente 7.000 años. En aquel tiempo los indígenas locales recolectaban con fines alimenticios unas pequeñas mazorcas de maíz con sólo cuatro filas granos cada una. Unos mil años después, el maíz primitivo se convirtió en maíz domesticado. La cosecha de este grano hizo posible el florecimiento de las grandes culturas precolombinas. Actualmente la variabilidad ambiental presente en los numerosos nichos ecológicos en los que se cultiva y se ha cultivado el maíz, da como resultado la diversidad del

maíz existente, debido a la selección y acumulación de factores genéticos específicos a cada nicho, reunidos a través de periodos de selección realizada por los productores y por el ambiente mismo. En México se conocen 42 razas mexicanas (Álvarez et. Al. 2003; PRONASE, 1994), Dentro de las diferentes razas mexicanas, existe lo que se conoce como variedades criollas, que son resultado de la manipulación tradicional de los campesinos. El Estado de Puebla se encuentra entre los primeros cinco productores de maíz a nivel nacional, el 62.1% de la superficie es cultivada, y la mayoría de esta superficie, cerca del 90% es sembrada con semillas criollas. Aún cuando existe un predominio de variedades de grano blanco, las de color siguen conservándose, debido a que algunas de ellas son consideradas como las más adecuadas para un uso en particular; por ejemplo, los maíces de grano azul y moradillo son utilizados con más frecuencia para la preparación de atoles y pinoles, debido a la suavidad que presentan; para el caso de los elotes, los maíces más utilizados son los de grano de color blanco y azul; los maíces amarillos tienen menor importancia en el sistema del agricultor, destinándose fundamentalmente a la alimentación de los animales. Los granos de maíz están constituidos principalmente por tres partes: la cascarilla, el endospermo y el germen. La cascarilla o pericarpio es la piel externa o cubierta del grano, que sirve como elemento protector. El endospermo es la reserva energética del grano y ocupa hasta el 80% del peso del grano. Contiene aproximadamente 90% de almidón y 9% de proteína, y pequeñas cantidades de aceites, minerales y elementos traza. El germen contiene una pequeña planta en miniatura, además de grandes cantidades de energía en forma de aceite, el cual tiene la función de nutrir a la planta cuando comienza el período de crecimiento- así como otras muchas sustancias necesarias durante el proceso de germinación y desarrollo de la planta. El componente químico principal del grano de maíz es el almidón, al que corresponde hasta el 72-73 % del peso del grano. Otros hidratos de carbono son azúcares sencillos en forma de glucosa, sacarosa y fructosa, en cantidades que varían del 1 al 3 % del grano. Después del almidón, las proteínas constituyen el siguiente componente químico del grano por orden de importancia. En las variedades comunes, el contenido de proteínas puede oscilar entre el 8 y el 11 % del peso del grano y en su mayor parte se encuentran en el endospermo. Las proteínas de los granos del maíz han sido estudiadas ampliamente, y según Landry y Moureaux (1970; 1982), están formadas por lo menos por cinco fracciones distintas. Conforme a su descripción, las albúminas, las globulinas y el nitrógeno no proteico representan aproximadamente el 18 % del total de nitrógeno, con proporciones del 7 %, 5 % y 6 %, respectivamente. La fracción de prolamina soluble en isopropanol al 55 % y de isopropanol con mercaptoetanol (ME), constituye el 52 % del nitrógeno del grano; de éstas la prolamina I o zeína I soluble en isopropanol al 55 % representa aproximadamente el 42 %, y el restante 10 % es prolamina 2 o zeína 2. Una solución alcalina con pH 10 y con 0,6 % de ME, extrae la fracción de glutelina 2 en cantidades de aproximadamente el 8 %, en tanto que la glutelina 3 es extraída con la misma solución retardante que antes, con dodecilsulfato de sodio al 0,5 %, en cantidades del 17 % dando un contenido total de globulina del 25 % de las proteínas del grano. Normalmente, una porción reducida, cerca del 5 %, está constituida por nitrógeno residual. El aceite del grano de maíz está fundamentalmente en el germen y viene determinado genéticamente, con valores que van del 3 al 18 %. Dichos valores difieren en alguna medida, y cabe suponer que los aceites de distintas variedades tengan composiciones diferentes. El aceite de maíz tiene un bajo nivel de ácidos

grasos saturados: ácido palmítico y esteárico, con valores medios del 11 % y el 2 %, respectivamente. En cambio, contiene niveles relativamente elevados de ácidos grasos poliinsaturados, fundamentalmente ácido linoleico, con un valor medio de cerca del 24 %. El Estado de Puebla se encuentra entre los primeros cinco productores de maíz a nivel Nacional, ya que el 62.1% de la superficie es cultivada, y la mayoría de esta superficie, cerca del 90% es sembrada con semillas criollas, mismas que se han sembrado de generación en generación por sus buenas propiedades agronómicas (rendimiento, resistencia a plagas, enfermedades y cambios climáticos). Sin embargo, es de vital importancia evaluar y caracterizar física, química y nutricionalmente las semillas que presentan preferencia en su consumo mayoritario para satisfacer de manera consistente la demanda poblacional JUSTIFICACIÓN El maíz ha sido la base de la alimentación de las culturas mesoamericanas desde tiempos prehispánicos; por lo que es la principal fuente de calorías y proteínas para la mayoría de la población mexicana. Aunado a esto, México presenta una amplia gama de variedades endémicas, las cuales están en peligro de desaparecer debido a la competencia con maíces mejorados o genéticamente modificados, mismo que importamos en gran cantidad. En nuestro país se conocen 42 razas de maíz, dentro de las cuales, se presentan las “variedades criollas”, que son el resultado de la manipulación tradicional de los campesinos. El Estado de Puebla se encuentra entre los primeros cinco productores de maíz a nivel nacional y cerca del 90% de su superficie es sembrada con semillas criollas. Con base en estos antecedentes, y dada la importancia que representa para México la riqueza del germoplasma contenida en variedades de maíces criollos, y el conocer las ventajas del uso de estas variedades, en el presente trabajo se plantea la caracterización química de los principales compuestos presentes en 25 variedades de maíces criollos cualtivados en la region central de Puebla (Iztaccíhuatl-Popocatépetl, Valle de Puebla, La Malinche y llanos de Serdán) que presentan diferente coloración (blancos, amarillos, rojos, azules) y que han sido seleccionadas por presentar ventajas agronómicas y preferencia de consumo, con el fin de determinar una posible diferencia entre estos, además de caracterizarlos morfológicamente (tamaño, peso, color) conjuntamente con esto, la evaluación nutricional, nos permitirá determinar la calidad biológica de la proteína, que se realizará mediante la determinación de aminoácidos (mediante HPLC) y digestibilidad in vitro de las proteínas de estos maíces y las proteínas mediante electroforesis en geles de poliacrilamida: desnaturalizante (SDS-PAGE). Objetivo general Caracterizar morfológica, química y nutricionalmente variedades criollas de maíz (Zea mays) del Edo. de Puebla. Objetivos específicos: - Caracterización morfológica de 25 variedades de maíz criollo con alto potencial agronómico. -Determinar la proporción proteica, lipídica, fibra, cenizas y carbohidratos de cada una de las variedades

-Determinación de la composición de amino ácidos de las proteínas de maíces. -Evaluación de la digestibilidad "in vitro" de las proteínas de los maíces criollos. - Determinación de las propiedades térmicas de las proteínas y almidón de las semillas del maíz criollo. - Aislamiento, purificación y caracterización de las fracciones protéicas de maíces criollos. MATERIALES Y MÉTODOS

Material biológico Se utilizarán 25 genotipos criollos de maíz de la región central del Edo. de Puebla (Iztaccíhuatl-Popocatépetl, Valle de Puebla, La Malinche y llanos de Serdán), caracterizados por su alto rendimiento por Ha, mismos que fueron proporcionados por el Colegio de Posgraduados, Campus Puebla. Descripción de las muestras de maíces criollos a utilizar.

#

Muestra Región Localidad

Color de

grano

14 VP Santa Ma. Zacatepec Azul 19 LM Ntra. Sra. Del Monte Azul 20 VP Huejotzingo Blanco 23 IP S. Miguel Tianguistengo Azul 24 IP S. Rafael Ixtapaluca Amarillo 27 VP Huejotzingo Azul 28 VP Sta. Ma. Zacatepec Blanco 32 IP Sta. Ma. Nepopualco Rojo 33 IP Sta. Ma. Zacatepec Moradillo 34 IP Sta. Ma. Nepopualco Azul 36 LM Tepatlaxco Bl. Cacah 40 LM Tepatlaxco Rojo 41 LM S. Miguel Canoa Azul 42 LM S. Miguel Canoa Bl. Cacah 46 LM Acajete Amarillo 47 LM Acajete Pinto 48 IP S. Juan Tlate Pinto Diverso 49 IP S. Matias Atzala Pinto Diverso 80 IP Blanco 89 LM Ntra. Sra. Del Monte Blanco 103 LM Blanco 106 IP La Preciosita Blanco 107 IP Tlahuapa Blanco 116 LM Acajete Blanco 122 LLS Blanco cremoso

Clave: VP = Valle de Puebla, LM = La Malinche, IP = Iztaccíhuatl-Popocatépetl, LLS =

Llanos de Serdán

Caracterización morfológica: La caracterización morfológica es una herramienta fundamental en la identificación de variedades. La metodología a seguir consistió en una técnica sencilla en la que se examinó el color (Color mate, sistema CIELAB), tamaño (largo, ancho y grosor), forma y textura del grano.

Análisis químico proximal

La caracterización fisicoquímica del maíz se realizará empleando harina, la cual se obtendrá mediante la pulverización del grano en un molino ciclotec. El análisis químico proximal se realizará en el maíz sin tratamiento, nixtamalizado y en tortilla. Las técnicas a utilizar serán: proteína por kjeldhal (NX6.25), lípidos (920.39) Fibra dietaria total (958.29) y cenizas (923.03) reportadas por la Association of Official Analytical Chemists (A.O.A.C, 1995). Almidón Total

La determinación de almidón total fue realizada por el método propuesto por Goñi et al. (1997) que cuantifica el contenido total de una muestra. La muestra debe tener un tamaño de partícula ≤1mm. Se pesaron 50 mg de la muestra en tubos de centrífuga de 50 ml de capacidad. Posteriormente se le agregaron 3 ml de agua destilada y 3 ml de KOH 4M, para la solubilización del almidón, mezclando y agitando vigorosamente a temperatura ambiente durante 30 min. Transcurrido el tiempo se añadieron 5.5 ml de HCl 2 M y 3 ml de regulador de acetato de sodio 0.4M, hasta ajustar el pH a 4.75. Cuando el pH se hubo modificado se agregaron 60 µl de una suspensión de amiloglucosidasa (Roche 102857) y se incuban a 60°C durante 45 min, con agitación continua para conseguir la hidrólisis total de los enlaces a-1-6 y 1-4 de almidón. Transcurrido el tiempo, los tubos se centrifugaron durante 15 min a 3000 g y el sobrenadante se recogió en un matraz aforado, lavando las muestras con 10 ml de agua destilada, repitiendo la centrifugación; se juntaron los sobrenadantes producto de cada lavado. Se aforo a un volumen adecuado y se midio el contenido de glucosa, por el método enzimático colorimétrico de Glucosa-oxidasa-peroxidasa. Análisis de aminoácidos La determinación de la composición de aminoácidos de la proteína de maíz, se llevará acabo mediante HPLC, basada en el método descrito por Elkin y Wazynozuk en 1987. El método consistió, en una hidrólisis química ácida por 24 h con HCl 6 N de punto de ebullición constante, la cual se efectuará en muestra pulverizada desgrasada, para liberar completamente los aminoácidos que componen la proteína, esta operación se realiza en viales para la hidrólisis en la estación de trabajo a una temperatura de 110°C durante 24 h. La muestra se pasa a otro vial, se evapora al vacío y se enfría Enseguida se adiciona una muestra de los estándares de aminoácidos de concentración conocida (25 µg/ml), la cual contiene ácido α-amino adipico, se agita en un vortex, tomándose una alícuota de 100 µl en tubos de 6X50 y colocados en un vial de reacción para secarlos al vacío. A cada uno de los tubos se le adicionan 10 µl de una solución secadora compuesta de metanol, agua, trietilamina y se agita en el vortex. Para derivar a los aminoácidos se les adicionan 20 µl de una solución de metanol, agua, trietilamina y fenilisotiocianato en una proporción de 70:1:1: v/v y se agita nuevamente. Se deja reposar por 20 min a temperatura ambiente, se seca al vacío y se le adiciona 10 µl de solución secante, deshidratando una vez más. Finalmente la muestra se resuspendió en 20 µl de disolvente compuesto de 5 mM de fosfato dibásico de sodio, pH 7.4 y acetonitrilo (95:5 v/v). Para el análisis cromatográfico se inyectaran de 5-10 µl de la muestra.

La identificación de los aminoácidos se realizará por medio de un integrador electrónico acoplado al analizador. Los resultados obtenidos se reportaran como: g de aminoácidos/16 g de Nitrógeno.

Digestibilidad in vitro La digestibilidad se determinará utilizando el método descrito por Hsu 1977. La muestra se muele hasta harina (tamiz de malla 80), determinándose la cantidad de N total (método de Kjeldhal), se diluye a una concentración de 5.25 mg/ml (50 ml totales). La solución, se ajusta el pH a 8 con ácido clorhídrico 0.1N o con hidróxido de sodio 0.1N y se agitó en un baño María a 37°C. Paralelamente se preparó la solución multienzimática (1.6 mg de tripsina pancreática porcina Tipo IX, 3.1 mg de quimotripsina pancreática bovina Tipo II y 1.3 mg de peptidasa intestinal porcina grado II, por ml de solución), se ajusta el pH a 8 y se conservó en baño de hielo hasta que terminó el experimento. A la suspensión de la muestra se le agregan 5 ml de solución multienzimática continuándose la agitación y conservando la temperatura a 37°C durante todo el ensayo Cálculos: Y= 210.46-18.10X

Donde : X= pH a los 10 min. Y= Digestibilidad aparente in vitro

Electroforesis Se utilizó electroforesis en geles de poliacrilamida: desnaturalizante (SDS-PAGE) y enfoque isoeléctrico (IEF). Los diferentes tipos de electroforesis fueron realizados en una minicámara de electroforesis vertical (Mini-Protean 3 electrophoresis cell, Bio-Rad, CA) y los geles fueron teñidos utilizando Azul de Coomassie R-250. a) Electroforesis desnaturalizante (SDS-PAGE) Las electroforesis SDS-PAGE serán realizadas de acuerdo con el método de Shagger y Von Jagow (1987). Para calcular los pesos moleculares de las proteínas se utilizó un paquete de calibración de estándares preteñidos (Bio-Rad, CA). b) Enfoque isoeléctrico (IEF) El enfoque isoeléctrico será efectuado de acuerdo con el método de Bollag y Edelstein (1991). Los geles de poliacrilamida al 5% (2% p/v de anfolinas pH 3-10, 1% de glicerol) serán preenfocados durante 10 min a 100 V, posteriormente se enfocarán 10 µg de proteína durante 15 min a 150 V, 15 min a 200 V y 15 min a 300 V. Para calcular los puntos isoeléctricos se utilizarán como estándares: inhibidor de tripsina (pH 6.5), γ-lactoglobulina (pH 5.8), anhidrasa carbónica de bovino (pH 5.13) y anhidrasa carbónica de humano (pH 4.5). Análisis de datos El grado de relación entre zeínas y polimorfismos del DNA amplificado al azar existente entre los diferentes genotipos de maíz será determinado a través de dendogramas obtenidos por el programa Quantity one (Bio Rad) el cual efectúa lo siguiente:

a) Construcción de matriz presencia-ausencia a partir de las bandas de proteínas y los marcadores RAPD determinando como 1=bandas presentes y 0= bandas ausentes.

b) Cálculo del índice de similitud entre las muestras de la matriz presencia-ausencia, según el coeficiente de similitud denominado Dice=2nxy/nx+ny donde nx y ny corresponden al número de bandas en el carril x y en el carril y, respectivamente y nxy el número de bandas compartidas.

Agrupamiento de las muestras según sus distancias (de menor a mayor) por el método UPGMA (Unweighted Pair Group Method Average) empleando la fórmula: D= 1,2 d1+d2/2 Determinación de las diferencias térmicas (desnaturalización, gelatinización) de proteínas y almidones de maíz Las técnicas calorimétricas son ampliamente usadas para estudiar la estructura y las transiciones de fase en el almidón, tanto puro como en sistemas complejos. A través de los cambios en el flujo de calor, mientras la muestra es calentada a intervalos de temperatura, se puede elucidar sobre las interacciones del almidón con los constituyentes del alimento, sobre la presencia de regiones ordenadas o sobre el estado metaestable de la molécula (Biliaderis, 1992). La temperatura y entalpía de transición fueron determinadas en un calorímetro diferencial de barrido (TA Instruments, modelo 2010, New Castle, USA). Previamente se hizo la calibración térmica del equipo con Indio, un material de alta pureza que tiene una temperatura de fusión de 156.4°C y una entalpía de fusión de 26.8J/g, y se utilizó una celda vacía para obtener la línea base de operación. Se siguió la metodología propuesta por Paredes et al (1994). Se pesaron 2 mg de muestra en una charola de aluminio. La muestra se llevó a 70% de humedad con agua desionizada. Se cerraron las charolas con ayuda de una engargoladota, dejándose equilibrar por espacio de 1 h, a temperatura ambiente, para permitir la estabilización de la muestra RESULTADOS Y DISCUSIONES Caracterización morfológica Los resultados obtenidos al hacer la caracterización morfológica del maíz (Cuadro 1), nos muestra que no existe variabilidad entre estas encontrándose valores que van 1.29-1.57 cm de largo, 0.75-1.02 cm de ancho y un grosor de 0.48-0.60 cm. Cuadro1. Caracterización morfológica de maíces criollos del Edo de Puebla

Muestra Color de grano Largo Ancho Grosor

Peso electrolítico

20 Blanco 1.28±0.09 0.77±0.06 0.54±0.11 68.3

28 Blanco 1.43±0.11 0.77±0.16 0.44±0.03 70.1

80 Blanco 1.32±0.06 0.81±0.05 0.56±0.09 68.3

89 Blanco 1.28±0.17 0.79±0.07 0.54±0.08 61.1

103 Blanco 1.60±0.25 0.75±0.13 0.49±0.08 69.2

106 Blanco 1.51±0.19 0.82±0.08 0.53±0.11 66.7

107 Blanco 1.57±0.10 0.84±0.05 0.47±0.05 69.2

116 Blanco 1.53±0.12 0.81±0.07 0.50±0.05 68.7

122 Blanco cremoso 1.40±0.13 0.81±0.06 0.48±0.06 67.5

36 Blanco Cacah. 1.31±0.11 0.79±0.10 0.59±0.13 64.3

42 Blanco Cacah. 1.33±0.15 1.02±0.07 0.60±0.07 58.8

24 Amarillo 1.29±0.16 0.79±0.06 0.51±0.07 69.2

46 Amarillo 1.45±0.13 0.73±0.05 0.47±0.07 70.9

32 Rojo 1.29±0.11 0.94±0.11 0.52±0.06 68.3

40 Rojo 1.33±0.11 0.71±0.11 0.55±0.12 60.2

47 Pinto 1.46±0.19 0.82±0.08 0.44±0.03 68.3

48 Pinto Diverso 1.36±0.08 0.75±0.07 0.53±0.09 65.5

49 Pinto Diverso 1.54±0.18 0.93±0.10 0.45±0.07 67.5

33 Moradillo 1.32±0.15 0.78±0.08 0.42±0.05 69.2

14 Azul 1.51±0.17 0.93±0.10 0.49±0.06 63.9

19 Azul 1.41±0.12 0.75±0.04 0.48±0.06 65.9

23 Azul 1.38±0.07 0.75±0.05 0.50±0.10 62.8

27 Azul 1.31±0.14 0.78±0.07 0.48±0.04 68.3

34 Azul 1.48±0.14 0.79±0.04 0.59±0.10 69.2

41 Azul 1.29±0.10 0.79±0.07 0.55±0.11 65.9 + Los resultados representan la media de 100 granos. Análisis químico proximal El cuadro 2 nos muestra los resultados obtenidos de el análisis químico proximal en los tres componentes principales del maíz. Como se muestra, la concentración es variable. Se encuentran algunas variedades blancas que contienen 6.37mg/g, pero en su mayoría la proporción va de 7-9mg/g. También se puede observar que hay una variedad azul que presenta un contenido importante de este compuesto (11.64mg/g). Esto es importante, ya que esta característica permitiría aprovechar esta especie como fuente de proteína. De las muestras analizadas, las variedades blancas presentaron mejor proporción de proteínas. Por otra parte, el contenido de grasa y humedad, fue similar en todas las especies. Su proporción encontrada es de 2.46 a 3.81 mg/g y de 12.4-14mg/g.

Cuadro 2. Análisis proximal de maíces criollos del Estado de Puebla

# Muestra Color de grano Proteína (NX5.8) Grasa Humedad

20 Blanco 6.37 3.8 14.0 28 Blanco 9.06 3.9 13.9 80 Blanco 9.16 3.8 14.0 89 Blanco 8.04 3.58 13.7 103 Blanco 7.71 3.79 13.9 106 Blanco 9.45 3.77 14.1 107 Blanco 9.62 3.76 14.1 116 Blanco 8.45 3.78 13.9 122 Blanco cremoso 7.84 3.74 14.0 36 Blanco Cacah. 9.50 3.65 14.0 42 Blanco Cacah. 6.48 3.76 14.0 24 Amarillo 7.58 3.81 13.9

46 Amarillo 9.35 3.70 13.9 32 Rojo 7.85 3.63 13.5 40 Rojo 6.9 3.63 13.8 47 Pinto 8.24 3.71 13.9 48 Pinto Diverso 9.83 2.80 13.0 49 Pinto Diverso 7.66 3.49 13.3 33 Moradillo 7.04 3.63 13.5 14 Azul 6.64 2.46 12.4 19 Azul 7.97 2.77 12.6 23 Azul 7.01 2.67 12.6 27 Azul 7.33 2.57 12.5 34 Azul 11.64 2.65 13.5 41 Azul 6.97 2.78 12.7

* Los resultados representan la media de tres determinaciones

El Cuadro 3, muestra el contenido de Almidón Total de las 25 variedades de maíces

criollos. El almidón total (AT) varió entre 65.8 – 85.6 %; los valores más altos fueron

para las coloraciones de granos blanco cacahuacintle y amarillo.

Se han reportaron contenido de AT entre 69.1– 86.0% en 20 variedades de maíz

híbridos y criollos, siendo estos valores los encontrados en las muestra analizadas

(Méndez et. al., 2003). Krieger et.al., 1998, encontraron en 24 híbridos de maíz, un

contenido de AT entre 70.6 y 73.0%.

Cuadro 3. Almidón total (AT %) de 25 variedades criollas

# Muestra Color de grano

%

AT

20 Blanco 79.8 28 Blanco 79.8 80 Blanco 71.9 89 Blanco 77.4 103 Blanco 79.7 106 Blanco 75.6 107 Blanco 78.3 116 Blanco 75.2 122 Blanco cremoso 75.7 36 Blanco Cacah. 84.9 42 Blanco Cacah. 80.3 24 Amarillo 83.4 46 Amarillo 85.6 32 Rojo 75.1 40 Rojo 74.0 47 Pinto 77.2 48 Pinto Diverso 65.8 49 Pinto Diverso 74.3

33 Moradillo 79.8 14 Azul 79.1 19 Azul 77.6 23 Azul 78.7 27 Azul 77.3 34 Azul 76.6 41 Azul 73.9

* Los resultados representan la media de tres determinaciones

Digestibilidad

En el cuadro 4 se observan los resultados obtenidos para la determinación de la

digestibilidad in vitro de las muestras de maíces criollos. Como se puede observar en

comparación con la caseína ( 87.4%), las muestran de maíz en general presentan

porcentajes bajos y concuerda con los resultados obtenidos por otros autores. Estos

valores bajos se deben a que las proteínas de maíz, son deficientes en triptofano y

lisina, inclusive se ha visto que existen algunas fracciones como las zeinas (de

mayor abundancia en el maíz) que no presentan triptofano.

Cuadro 4. Digestibilidad in vitro de maíces criollos del Edo de Puebla

# Muestra Color de grano % 20 Blanco 73.4 28 Blanco 76.5 80 Blanco 73.1 89 Blanco 74.2 103 Blanco 71.9 106 Blanco 74.7 107 Blanco 72.4 116 Blanco 71.6 122 Bl. cremoso 74.8 36 Bl. Cacah. 71.6 42 Bl. Cacah. 70.5 24 Amarillo 72.2 46 Amarillo 72.6 32 Rojo 71.6 40 Rojo 74.9 47 Pinto 70.3 48 Pinto Diverso 70.4 49 Pinto Diverso 71.4 33 Moradillo 71.6 14 Azul 71.2 19 Azul 72.1 23 Azul 70.4 27 Azul 73.1 34 Azul 75.9 41 Azul 71.6 Caseína 87.4

Análisis de aminoácidos En el cuadro 5 se puede observar la composición aminoácidica de las diferentes

variedades de maíz. De acuerdo al patrón FAO, estas variedades son deficientes en

triptofano y lisina, y presentan una buena proporción de aminoácidos azufrados ,

tirosina, fenilalanina y serina. Todas las variedades mostraron una mayor cantidad de

Leucina.

Cuadro 5 Ala Arg Asp Glu Cys+Met Gly His Ile Leu Lys Tyr+Phe Ser Thr Trp 20 0.62 0.43 0.57 1.55 0.39 0.34 0.28 0.3 0.99 0.29 0.71 0.42 0.31 0.07 28 0.69 0.46 0.62 1.7 0.42 0.37 0.3 0.33 1.12 0.3 0.78 0.46 0.33 0.07 80 0.74 0.48 0.65 1.86 0.45 0.38 0.31 0.35 1.23 0.31 0.86 0.49 0.36 0.07 89 0.57 0.41 0.53 1.41 0.37 0.33 0.27 0.28 0.88 0.28 0.66 0.4 0.3 0.06 103 0.73 0.48 0.65 1.84 0.45 0.38 0.31 0.35 1.22 0.31 0.86 0.49 0.35 0.07 106 0.74 0.48 0.64 1.86 0.44 0.37 0.3 0.35 1.21 0.31 0.86 0.48 0.35 0.07 107 0.74 0.48 0.65 1.86 0.45 0.38 0.31 0.35 1.24 0.31 0.87 0.49 0.36 0.07 116 0.69 0.46 0.62 1.72 0.43 0.36 0.3 0.33 1.13 0.3 0.78 0.46 0.34 0.07 122 0.69 0.46 0.6 1.67 0.42 0.36 0.29 0.32 1.1 0.3 0.77 0.45 0.33 0.07 36 0.73 0.47 0.64 1.83 0.44 0.37 0.3 0.35 1.21 0.3 0.87 0.49 0.36 0.07 42 0.63 0.42 0.56 1.53 0.39 0.34 0.27 0.29 0.97 0.28 0.71 0.42 0.31 0.06 24 0.71 0.47 0.64 1.78 0.44 0.37 0.3 0.34 1.18 0.31 0.84 0.48 0.35 0.07 46 0.72 0.48 0.65 1.8 0.45 0.39 0.31 0.35 1.19 0.31 0.88 0.48 0.36 0.07 32 0.62 0.43 0.57 1.53 0.39 0.35 0.28 0.3 0.98 0.29 0.72 0.42 0.32 0.06 40 0.66 0.44 0.59 1.6 0.41 0.35 0.28 0.31 1.03 0.29 0.76 0.44 0.32 0.07 47 0.66 0.44 0.6 1.65 0.41 0.35 0.29 0.32 1.08 0.29 0.77 0.44 0.33 0.07 48 0.7 0.46 0.63 1.76 0.43 0.37 0.3 0.33 1.16 0.3 0.82 0.47 0.34 0.07 49 0.64 0.43 0.58 1.58 0.41 0.35 0.28 0.3 1.02 0.29 0.74 0.43 0.32 0.07 33 0.68 0.45 0.61 1.69 0.43 0.36 0.29 0.32 1.06 0.29 0.77 0.46 0.34 0.07 14 0.64 0.42 0.58 1.61 0.39 0.34 0.28 0.3 1.05 0.28 0.74 0.43 0.32 0.06 19 0.65 0.43 0.58 1.63 0.4 0.34 0.28 0.31 1.06 0.28 0.75 0.44 0.32 0.06 23 0.64 0.42 0.57 1.59 0.39 0.34 0.27 0.3 1.03 0.28 0.74 0.43 0.31 0.06 27 0.64 0.42 0.57 1.6 0.39 0.34 0.27 0.3 1.04 0.28 0.74 0.43 0.31 0.06 34 0.67 0.44 0.6 1.68 0.41 0.35 0.28 0.32 1.1 0.28 0.78 0.45 0.33 0.07 41 0.63 0.42 0.57 1.59 0.39 0.34 0.27 0.3 1.03 0.28 0.74 0.43 0.31 0.06 Patrón FAO 1 año 0.42 0.26 0.46 0.93 0.66 0.72 0.43 0.464 0.17 2-5 años 0.25 0.19 0.28 0.66 0.58 0.63 0.34 0.34 0.11 10 a 12 años 0.22 0.19 0.28 0.44 0.44 0.22 0.28 0.28 0.09 adultos 0.17 0.16 0.13 0.19 0.16 0.19 0.09 0.09 0.05

Determinación de las propiedades térmicas de almidón

La calorimetría diferencial de barrido, es un método térmico ampliamente aplicado

para el estudio de los fenómenos de gelatinización y retrogradación de los almidones

(Gudmundsson, 1991). Este estudio se utilizó para determinar la temperatura y

entalpía de gelatinización del almidón de las variedades criollas de maíz. Se

encontró que la temperatura máxima de gelatinización fue 70.5°C, para maíz blanco

cacahuacentle (Cuadro 6) y la menor fue registrada en maíz azul (68.1°C).

La gelatinización del almidón corresponde al hinchamiento de los gránulos de

almidón en agua y al irse incrementando la temperatura empiezan a hidratarse y se

rompen los enlaces, hasta que la estructura granular se pierden totalmente; la

amilosa y la amilopectina se dispersan en el agua y, al enfriarse, producen un gel.

Cuadro 6. Determinación de la temperatura (ºC) y entalpía (J/g) de

gelatinización de variedades criollas

#

Muestra

Tg

(ºC)

∆H

(J/g) Color de grano

14 69.3 6.0 Azul 19 69.9 5.7 Azul 20 68.6 5.7 Blanco 23 68.2 4.9 Azul 24 69.0 5.6 Amarillo 27 68.1 5.8 Azul 28 70.0 4.7 Blanco 32 67.5 5.0 Rojo 33 69.2 4.6 Moradillo 34 68.1 6.8 Azul 36 70.5 4.9 Bl. Cacah 40 69.3 6.6 Rojo 41 69.6 4.5 Azul 42 69.6 4.1 Bl. Cacah 46 68.8 4.7 Amarillo 47 70.3 5.6 Pinto 48 69.7 4.9 Pinto Diverso 49 69.2 5.7 Pinto Diverso 80 68.5 2.2 Blanco 89 69.4 2.1 Blanco 103 69.4 5.5 Blanco 106 69.5 3.1 Blanco 107 69.3 3.1 Blanco 116 70.2 4.7 Blanco 122 68.9 3.4 Blanco cremoso

Méndez et. al., 2003 refiere que las variedades con mayor temperatura de

gelatinización se pueden usar en la producción de harinas de maíz; y menores

temperaturas y entalpías se usarían para elaborar tortillas mediante el proceso

tradicional de nixtamalización, ya que se ahorraría energía.

Las variedades criollas estudiadas muestran una entalpía de gelatinización de 2.1 –

6.8 J/g y una temperatura de 68.1 – 70.5 ºC , las cuales se encuentran dentro de los

rangos descritos por diversos autores.

Las lecturas de la retrogradación se hicieron después de dejar las muestras durante

15 días en refrigeración y los valores obtenidos se muestran en el Cuadro 7.

Cuadro 7. Temperatura (ºC) y entalpía (J/g) de retrogradación de 25 variedades criollas

#

Muestra

Tg

(ºC)

∆H

(J/g) Color de grano

14 52.7 4.7 Azul 19 53.0 4.0 Azul 20 51.5 2.3 Blanco 23 51.7 3.3 Azul 24 51.8 3.2 Amarillo 27 51.9 3.3 Azul 28 51.5 2.5 Blanco 32 52.9 3.1 Rojo 33 53.3 4.3 Moradillo 34 52.9 3.2 Azul 36 51.4 2.4 Bl. Cacah 40 51.8 4.7 Rojo 41 52.4 2.2 Azul 42 51.1 2.2 Bl. Cacah 46 52.5 3.4 Amarillo 47 52.4 3.7 Pinto 48 49.9 3.2 Pinto Diverso 49 53.4 2.4 Pinto Diverso 80 40.9 0.45 Blanco 89 52.2 1.9 Blanco 103 52.5 4.6 Blanco 106 53.8 1.9 Blanco 107 52.7 2.2 Blanco 116 46.3 1.2 Blanco 122 52.9 2.9 Blanco cremoso

La retrogradación de los almidones es el proceso mediante el cual existe una

insolubilización y precipitación espontánea de las moléculas de amilosa, los rangos

de temperatura en que se da esta retrogradación son de 40 a 60 ºC

Las temperaturas de retrogradación de los maíces criollos se encuentran de 46.3 –

53.8 ºC, por lo que se encuentran dentro de lo reportado en la bibliografía.

Las bajas entalpías nos indican un alto grado de disociación de la amilopectina. Análisis de proteínas. El análisis de proteínas realizado mediante SDS-PAGE, mostró las diferentes bandas que constituyen las proteínas de los maíces criollos. Al analizar el grado de polimorfismo entre las variedades indico que existe se conforman 6 grupos con proteínas similares. Al calcular el coeficiente de acuerdo al perfil electroforético los datos indican un porcentaje de polimorfismo que va del 0.22-0.76, de estas 17 presentan mayor similaridad (0.54-0.76).

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