VII Congreso Nacional de Ciencia de los Alimentos y III Foro de Ciencia y Tecnologia de Alimentos Guanajuato, Gto. 254 Obtencin de Concentrados Proteicos a Partir de Alfalfa (Medicago sativa) Cortes Snchez A., Gallardo Navarro Y. Depto. de Graduados e Investigacin de Alimentos, Escuela Nacional de Ciencias Biolgicas, IPN. Prol. De Carpio Esq. Plan de Ayala, Col. Sto. Tomas. Mxico, DF., Mayo 2005 Resumen La alfalfa es una leguminosa que es importante por su contenido de triptfano y clorofila, es de alto rendimiento agrcola, por lo que ha sido propuesta como una posible fuente para la obtencin de concentrados proteicos. Se comparo un mtodo propuesto en la literatura para la obtencin de concentrados proteicos de alfalfa, con otros 4 mtodos propuestos en este estudio. Los mtodos estnbasados en la extraccin acuosade la protena y extraccin del jugo, posteriormentesu coagulacin por tratamiento trmico y/o precipitacin isoelctrica, filtracin y secado por liofilizacin. Tambin se efectuaron combinaciones de estos mtodos y tratamiento en fro para favorecer la precipitacin de la protena. A la alfalfa como a los concentrados se les determin: humedad, protena y contenido de clorofila. Se determin el rendimiento obtenidode los concentrados proteicos en cada uno de los mtodos y el porciento de recuperacin de la protena. Introduccin En Mxico, un estudio nutricional indica que ms de la mitad de la poblacin consume una dieta que condiciona a un estado de desnutricin que se manifiesta principalmente en nios, disminuyendo su desarrollo fsico, mental y social. La principal carencia alimentara en el mundo, son los productos proteicos. Estos son de difcil produccin, alto costo y su disponibilidad y consumo son muy reducidos. La falta de protenas en la dieta humana, principalmente en nios se manifiesta en problemas de crecimiento y desarrollo cerebral. Ante esto, los cientficos buscan nuevas fuentes de protenas que permitan aumentar el abasto y poner a disposicin de los pueblos de baja capacidad econmica, alimentos proteicos de alta calidad y bajo costo. Para esto se han propuesto materiales de origen vegetal, que por su contenido de protenas y calidad, pueden contribuir a aminorar este problema de nutricin y alimentacin. Los materiales empleados para elaborar alimentos ricos en protenas se seleccionan en funcin de su valor nutritivo, disponibilidad, costo e inocuidad. La elaboracin de nuevos productos proteicos debe obedecer a una tecnologa accesible, ya que procedimientos sofisticados y econmicamente altos se opone a los propsitos generales de la produccin y consumo de estos materiales. Una de las posibilidades que llena los requisitos antes mencionados, son los concentrados proteicos elaborados a VII Congreso Nacional de Ciencia de los Alimentos y III Foro de Ciencia y Tecnologia de Alimentos Guanajuato, Gto. 255 partir de materiales foliares en este caso la alfalfa (Medicago sativa) planta que pertenece a la familia de las leguminosas, sucultivo es muy extendido en los pases de clima templado. Donde la ganadera intensiva es la que ha demandado de forma regular estos alimentos, cuya finalidad es abastecer a la industria de piensos. La importancia del cultivo de la alfalfa va desde su inters como fuente natural de protenas, fibra, vitaminas y minerales como se muestraa continuacin en los Cuadros1, 2 as como su contribucin al paisaje y conservacion de la fauna. Martinez,1973 Cuadro 1.-Valores nutrimentales de la alfalfa (Parada ,1975) Parada en 1975 trabaj con concentradosproteicos de alfalfa desarrollando un mtodo para la obtencin de concentrados proteicos, la protena se separa en el proceso industrial calentando el jugo de 75 a 80C (ebullicin) y la separacin del flculo proteico se realiza por medio de un filtro prensa, una decoloracin con etanol, para un posterior secado por aspersin. Cuadro 2.- Composicin de la alfalfa (Medicago sativa) %Base humedaBase seca Protena3.627.11 cenizas2.1812.47 Extracto etereo0.502.86 Fibra cruda3.2518.59 carbohidratos7.2741.59 Constituyentes% Base seca Celulosa 30.0 Almidn, azcar y pectina11.00 Lignina10.0 grasa8.0 cidos orgnicos7.0 Iones metalicos6.0 taninos3.0 Saponinas1.00 betaina0.45 Clorofilas0.40 xantofilas0.04 tricina0.02 (Parada ,1975) VII Congreso Nacional de Ciencia de los Alimentos y III Foro de Ciencia y Tecnologia de Alimentos Guanajuato, Gto. 256 El objetivo de este trabajo es comparar el mtodo propuesto en la literatura con el desarrollo de4 mtodos que se proponen en el presente estudio. Materiales y Mtodos La alfalfa se adquiri en un mercado de la Ciudad de Mxico Inicialmente se le realiz un tratamiento previo de seleccin como se observa en la Figura 1 usando la partede la planta sealada como A. A la alfalfa como a los concentrados se les determin: humedad, protena por los mtodos del AOAC,1970y contenido de clorofila por el metodo de Bruisma,1965.Lotes de 500g se sometieron a una seriede operaciones: primeramentela protenase obtuvo por extraccin acuosa, utizando una proporcin 1:2y se recuper por una precipitacin por ajuste de pH. En otro mtodo se us precipitacin por ajuste de pH combinndolo con ebullicin. Se emple un mtodocon separacin en fri usando cambios: en pH, pH-Ebullicin yebullicin. Con y el uso de un extractor mecnico se obtuvo un jugo de alfalfa que se sometia ebullicin para la obtencin del coguloproteico y posterior secado por liofilizacin. En las Figuras 2, 3, 4, 5 y 6se muestran las principales variables para la obtencin de protenas por extraccin acuosa, aplicando tratamiento trmico, cambios de pH, tratamiento trmico-pH, uso de extractor y decantacin en fri.Se procedi a la cuantificacin del porcentaje de protena decada uno de losconcentrados proteicos obtenidos . Parada en su mtodo hace una decoloracin del concentrado proteico con etanol al 96%, pero en los mtodos propuestos no se realiza debido a que el concentrado muestra un color verde debido a la clorofilay puede ser adicionado para la elaboracin de un alimento funcional ya que posee propiedades organolpticas aceptables. VII Congreso Nacional de Ciencia de los Alimentos y III Foro de Ciencia y Tecnologia de Alimentos Guanajuato, Gto. 257 VII Congreso Nacional de Ciencia de los Alimentos y III Foro de Ciencia y Tecnologia de Alimentos Guanajuato, Gto. 258 VII Congreso Nacional de Ciencia de los Alimentos y III Foro de Ciencia y Tecnologia de Alimentos Guanajuato, Gto. 259 VII Congreso Nacional de Ciencia de los Alimentos y III Foro de Ciencia y Tecnologia de Alimentos Guanajuato, Gto. 260 Resultados La alfalfa presento un contenido de humedad del80.3% y la raz indicadacomo porcin B un 69.2%.Se determinaron contenidos, el contenido de protena de la alfalfa fresca fue de 3.7%Se realizo la cuantificacin de clorofila de la alfalfa fresca (Cuadro 3), usando el mtodo de Bruisma en 1963, el cual se basa en la extraccin de la clorofila con acetona al 80% y Etanol.se utilizaron 5g de muestra, se calcularon las siguientes concentraciones de clorofilas por medio de las siguientes ecuaciones: Cuadro 3.- Ecuaciones y resultados del contenido de clorofila en alfalfa fresca Clorofila a = 12.7 A663-2.7A645Clorofila b= 22.9A 645-4.7A 663 Clorofila total = Ca + Cb Cloroila a =10.1 mg/g de alfalfa Clorofila b = 4.6 mg/g de alfalfa Clorofila total = 14.7mg/g de alfalfa Elcontenido de clorofila obtenido de 7.94 g /100 g de alfalfa en base seca, nos indica la importancia de no eliminar en el proceso este componente. En al Cuadro 4 se presentan los rendimientos obtenidos con los diferentes mtodos utilizados. Cuadro 4.-Rendimientos de obtencin de concentrados proteicos Mtodo Concentrado proteico. g/ 500g de alfalfa Concentrado proteico liofilizado. g / 500g de alfalfa Concentrado proteico.g/Kg de alfalfa Concentrado proteico g/100g alfalfa fresca Recuperacin de protena en losconcentrados proteicos,% Ebullicin59.57.815.61.642.7 pH y ebullicin72.88161.643.7 pH al pI17.81.93.80.3810.4 Jugo, ebullicin 528161.643.7 Jugo,pH817.615.21.541.5 Jugo, pH ebullicin, 129.716.933.83.492.3 Ebullicin, en fro 78.39181.849.2 Jugo,ebullicin Fro 122.115.731.43.185.8 pH, fro318.4914.228.41.4251.2 Ebullicin, pH frio 135.69.719.41.953 VII Congreso Nacional de Ciencia de los Alimentos y III Foro de Ciencia y Tecnologia de Alimentos Guanajuato, Gto. 261 En la mayor parte de los mtodos se obtiene un % de recuperacin de protena de 40% o mas. Se observa un incremento en la recuperacin de protena por arriba del 90% en los concentrados obtenidos a partir del jugo de alfalfa y por la aplicacin de tratamiento trmico y ajuste de pH. Esto se puede relacionar con el tratamiento combinado de ambos mtodos provocando una mayor precipitacin proteica. En los mtodos en que se obtuvo una recuperacin entre 90% y 50%, se pueden mejorar aplicando una segunda o tercera extraccin.

En el Cuadro 5 se presenta el contenido de protenade los concentrados proteicos, es de resaltar queel % de protena de todos ellos va de 59.1 a 61.2 por lo queno mostraron gran variabilidad. Parada, 1975 inform una concentracin proteica de 58.9%en el concentrado proteico. Debe considerarse que el rendimiento en la obtencin de los concentrados proteicos de materiales vegetales depender de su estado de maduracin, regin y condiciones de cultivo as como el tratamiento al que se somete para la obtencin de dichos concentrados. Cuadro 5.-Contenido de protena en los concentrados proteicos Mtodo%N%Protena Ebullicin.-pH9.5459.62 Ebullicin.9.8761.6 Extractor + Ebullicin.9.4559.06 PH9.861.2 Extractor.+pH9.7560.9 Extractor pH+Ebullicion9.4559.06 Decan. + Ebullicin1062.5 Decantacin.+Extractor, Ebullicin. 9.861.25 Decantacin.+ pH9.7460.87 Decantacin. pH-Ebullicin9.6860.54 En el Cuadro 6 se muestran los rendimientos de fibra residual que se obtienen en cada uno de los procesos, donde las cantidades de fibra residual son menores con el uso del extractor mecnico, debido a que en este no se incorpora el uso de agua durante el proceso de molienda. VII Congreso Nacional de Ciencia de los Alimentos y III Foro de Ciencia y Tecnologia de Alimentos Guanajuato, Gto. 262 Cuadro 6 Contenido de fibra residual en los diferentes procesos en base hmeda Mtodo Bagazo residual (g)/500g de alfalfa Ebullicin516.4 Ebullicin,pH519.2 pH-pI525.6 Jugo+Ebullicin222.4 Jugo + pH214.2 Jugo+Ebullicin pH 200.3 Ebullicin +fro638.2 Jugo+ebullicin + fro 236.9 PH+ fro678.6 Ebullicin, pH fro 522.2 El contenido de protena en la fibra residual del proceso en base hmeda fue de 5.33% El contenido de protena en la fibra residual del proceso en base seca fue de15.8% Durante el tratamiento previo de la muestra de alfalfa fresca al realizar el corte para la obtencin de la fraccin A y B se obtuvieron pesos de la fraccin B (raiz)de 200g. Conclusiones El mtodo que permite recuperar el 92% de protena, es aquel en el que se utiliza como materia prima el jugo de alfalfa, se ajusta el pH al punto isoelectrico de la protena y se aplica un tratamiento trmico. Este rendimiento se podra mejorar si se aumentan el numero de extracciones o si se aplica un mtodo de obtencin del jugo y extraccin acuosa sobre el residuo. Bibliografa AOAC(1970),Official Methods of Analysis, Washington Association of official Analytical Chemistry. VII Congreso Nacional de Ciencia de los Alimentos y III Foro de Ciencia y Tecnologia de Alimentos Guanajuato, Gto. 263 Bruinsma,J. 1963: The quantitative analysis of chlorophylls a and b in plant extracts, Phytochem. And photobiol.(chlor.metanol sym)pergamon. Press.Great Britain vol. 2:241-249 Martnez M. 1979 Catalogo de nombres vulgares y cientficos de plantas mexicanas .Fondo de cultura econmica, Mxico D.F. Parada E.1975, Tesis de Maestra en Ciencias.Produccin de concentrados protenicos a partir de hojas. ENCB-IPN Mxico D.F.