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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA TESIS ESTUDIO DE LA SEMILLA DE LA CUCURBITA MAXIMA COMO ALIMENTO FUNCIONAL QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE QUÍMICO DE ALIMENTOS PRESENTA FERNANDO CASTILLO DIMAS MMÉXICO, CDMX. AÑO 2016 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. JURADO ASIGNADO: PRESIDENTE: Profesor: Yolanda Caballero Arroyo VOCAL: Profesor: Rosa Luz Cornejo Rojas SECRETARIO: Profesor: María de Lourdes García Peña 1er. SUPLENTE: Profesor: Katia Solorzano Maldonado 2° SUPLENTE: Profesor: María Rosa González Tepale SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: LABORATORIO 2B, EDIFICIO A, FACULTAD DE QUÍMICA ASESOR DEL TEMA: Yolanda Caballero Arroyo SUPERVISOR TÉCNICO: Katia Solorzano Maldonado SUSTENTANTE: Fernando Castillo Dimas ÍNDICE CAPITULO I INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 6 1.1 JUSTIFICACIÓN ..................................................................................................................... 7 1.2 OBJETIVOS............................................................................................................................ 8 1.3 HIPÓTESIS ............................................................................................................................ 9 1.4 MARCO TEÓRICO. ............................................................................................................... 10 CAPITULO II ANTECEDENTES ...................................................................................................... 13 2.1 CUCURBITÁCEAS ................................................................................................................ 13 2.1.1 Descripción .................................................................................................................. 14 2.2 Cucurbita maxima .............................................................................................................. 15 2.2.1 Hábitat y distribución .................................................................................................. 16 2.2.2 Agroecología y cultivo .................................................................................................. 16 2.2.3 Necesidades ................................................................................................................ 17 2.2.4 Etnobotánica ............................................................................................................... 17 2.2.5 Tipos............................................................................................................................ 18 2.2.6 Otras clases ................................................................................................................. 18 2.2.7 Farmacología ............................................................................................................... 19 2.2.8 Toxicidad ..................................................................................................................... 21 2.3 ALIMENTOS FUNCIONALES ............................................................................................... 22 2.3.1 Introducción ................................................................................................................ 22 2.3.2 ¿Qué son los alimentos funcionales? ........................................................................... 23 2.3.3 ¿Qué son los Nutracéuticos?........................................................................................ 24 2.3.4 ¿Por qué necesitamos los alimentos funcionales? ........................................................ 25 CAPITULO III FUNDAMENTO DE LAS PRUEBAS REALIZADAS ....................................................... 26 3.1 Extracción de aceite ........................................................................................................... 26 3.1.1 Método de Soxhlet ...................................................................................................... 26 3.2 Análisis de lípidos ............................................................................................................... 27 3.2.1 Índice de refracción ..................................................................................................... 27 3.2.2 Índice de yodo ............................................................................................................. 28 3.2.3 Determinación del índice de saponificación ................................................................. 29 3.2.4 Material insaponificable .............................................................................................. 29 3.3 Análisis de semillas ............................................................................................................. 30 3.3.1 Determinación de azúcares reductores ........................................................................ 30 3.3.2 Identificación de Fenoles ........................................................................................... 31 Pigmentos fenólicos ............................................................................................................. 31 Determinación de fenoles .................................................................................................... 32 3.3.3 Determinación de flavonoides ................................................................................... 33 Determinación de flavonoides .............................................................................................. 34 3.3.4 Determinación de enzimas ......................................................................................... 35 Amilasa ................................................................................................................................ 36 Glucosidasas ........................................................................................................................ 37 Clasificación ......................................................................................................................... 37 α-glucosidasas ...................................................................................................................... 37 β-glucosidasas ...................................................................................................................... 38 3.3.5 Determinación de proteínas........................................................................................ 39 3.3.6 Determinación de cenizas ........................................................................................... 40 3.3.2.1 Determinación de cenizas totales ............................................................................. 41 3.3.7 Determinación de minerales ....................................................................................... 41 CAPITULO IV ESTUDIO DE LA SEMILLA DE LA Cucurbita maxima................................................. 44 4.1 Estudio Bibliográfico ..........................................................................................................44 4.2 Estudio Experimental ......................................................................................................... 46 4.2.1 Diagrama de trabajo .................................................................................................... 46 4.2.2 Reactivos, Material y Equipo ..................................................................................... 47 Anexo I. Calidad física de los granos y semillas...................................................................... 49 A. Sensorial y temperatura................................................................................................ 49 B. Impurezas y sanidad ..................................................................................................... 49 C. Humedad y densidad ........................................................................................................ 49 D Fotos ................................................................................................................................. 50 4.3 Extracción.......................................................................................................................... 51 4.4 Aceite de semilla de calabaza ............................................................................................ 52 4.4.1 Acidez ......................................................................................................................... 52 4.4.2 pH............................................................................................................................... 53 4.4.3 Densidad .................................................................................................................... 54 4.4.4 Indice de yodo ............................................................................................................ 55 4.4.5 Índice de refracción .................................................................................................... 56 4.4.6 Índice de Saponificación ............................................................................................. 57 4.4.7 Cenizas ........................................................................................................................ 58 4.5 Semilla Desgrasada ............................................................................................................. 59 4.5.1 Humedad .................................................................................................................... 59 4.5.2 Color ........................................................................................................................... 59 4.5.3 Hidratos de Carbono .................................................................................................. 60 4.5.3.1 Azúcares reductores. ............................................................................................... 60 4.5.3.2 Determinación de Almidón ...................................................................................... 60 4.5.3.3 Determinación de fibra cruda .................................................................................. 60 4.5.4 Fenoles ...................................................................................................................... 61 4.5.5 Flavonoides ................................................................................................................ 61 4.5.6 Enzimas ..................................................................................................................... 62 4.5.6.1 Amilasa ..................................................................................................................... 62 4.5.6.2 Glucosidasas ............................................................................................................ 62 Alfa glucosidasas .................................................................................................................. 62 Beta glucosidasa ................................................................................................................... 62 4.5.6.3 Peroxidasas .............................................................................................................. 63 4.5.7 Proteínas .................................................................................................................... 64 4.5.8 Cenizas ....................................................................................................................... 65 4.5.9 Espectroscopía ........................................................................................................... 65 4.5.9.1 Espectroscopía Ultravioleta...................................................................................... 66 4.5.9.2 Determinación de minerales por absorción atómica ................................................ 68 CAPÍTULO V. RESULTADOS DEL ESTUDIO EXPERIMENTAL ........................................................... 69 CONCLUSIONES ............................................................................................................................ 70 GLOSARIO .................................................................................................................................... 72 BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................. 74 CAPITULO I INTRODUCCIÓN La calabaza es de las primeras plantas en Mesoamérica, cuya fecha más antigua es de hace unos 10,000 años, y desde entonces es fundamental dentro de la dieta mexicana. La mayoría de las calabazas del género Cucurbita que se consumen en el mundo tienen su origen en especies que fueron domesticadas en México. En la época prehispánica la calabaza fue apreciada sobre todo por sus semillas o pepitas, pues representan una fuente de proteínas y son aptas para almacenarse por periodos prolongados de tiempo sin sufrir deterioro alguno. Las semillas de calabaza (Cucurbita maxima) que es la especie que más se consume aquí en México, tienen múltiples usos como alimento y con fines medicinales. Estas presentan alto contenido de aceite y un alto porcentaje de proteínas. Son consumidas frescas, secas o cocidas, asadas o tostadas, con o sin cáscara, fritas ó con sal, en dulces típicos y molidas en diferentes guisos del arte culinario mexicano. De acuerdo a una revisión bibliográfica previa de los componentes químicos de la semilla de esta especie (Cucurbita maxima), presentan un alto contenido de aceite y de proteína, se le atribuyen propiedades antihelmínticas, disminuir los riesgos de enfermedades cardiovasculares y ayudar al cuidado de la próstata, por lo que se consideró de interés su estudio e identificación de algunos metabolitos secundarios. El estudio fitoquímico de los componentes y el resultado que de ellos se obtenga, aumentará el conocimiento de estas semillas y ayudará a resolver un problema de salud pública como lo es la desnutrición proteínica. Se describen como metabolitos identificados algunas enzimas, fenoles y alcaloides. De esta información surge la importancia de estudiar estas semillas, desde el punto de vista químico por la presencia de estos compuestos que le dan un valor nutricional y con lo cual podemos catalogarlo como un alimento funcional. 1.1 JUSTIFICACIÓN La evolución de la humanidad ha generado cambios en el estilo de vida y en sus hábitos alimentarios y de consumo. Debido a las mayores expectativas de vida de las poblaciones, surge la demanda de alimentos; esto propicia la investigación y la aplicación de los avances tecnológicos en el área de la industria alimentaria y el empleo de nuevos alimentos funcionales y nutracéuticos. La Cucurbita maxima es una especie de calabaza la cual es cultivada actualmente en todo el mundo. Las semillasde esta planta siempre se han considerado un alimento muy nutritivo y han sido utilizadas con fines medicinales y alimentarios. Es por ello que este trabajo se enfoca a estudiar la presencia de algunos componentes químicos que justifiquen los usos que por muchos años se han dado a una planta y que mejor que sea a un producto clásico y endémico de nuestro país. 1.2 OBJETIVOS El objetivo de esta investigación, es revisar los trabajos ya realizados sobre la semilla de calabaza, analizar las técnicas empleadas para el estudio de los compuestos de interés y determinar los métodos adecuados para hacer las determinaciones cualitativas y cuantitativas de los compuestos bioactivos o metabolitos secundarios como: Polifenoles, flavonoides, terpenos, carotenos y enzimas en muestras de semillas de Cucurbita maxima. Con el resultado de esta investigación se pretende determinar si las pepitas obtenidas de las calabazas mexicanas de esta especie contienen compuestos bioactivos capaces de justificar y sustentar los beneficios que, de acuerdo, tanto a la tradición oral como a estudios publicados, proporcionan a la salud humana y poder así clasificar o descartar a estas semillas como alimento funcional. 1.3 HIPÓTESIS En las semillas de calabaza se presentan compuestos bioactivos que al consumirlos disminuyen el riesgo de contraer enfermedades y ayudan a mejorar la salud, permitiendo así categorizarlo como alimento funcional. 1.4 MARCO TEÓRICO. La evolución de la humanidad ha generado cambios en el estilo de vida y en sus hábitos alimentarios y de consumo. Debido a las mayores expectativas de vida de las poblaciones, surge la demanda de alimentos; esto propicia la investigación y la aplicación de los avances tecnológicos en el área de la industria alimentaria y el empleo de nuevos términos, como el de Alimento Funcional (“functional food”) que aparece por primera vez en Japón en la década de los años ochenta. A partir de entonces el concepto de Alimentos funcionales fue aceptado y empleado en las publicaciones. La comunidad científica establece que un alimento funcional debe tener las siguientes características: No es un comprimido, ni una cápsula, ni ninguna otra forma de suplemento alimenticio. Debe ser consumido como parte de la dieta diaria. Además del valor nutricional de la matriz del alimento debe producir efectos benéficos sobre las funciones orgánicas, además de sus efectos nutricionales intrínsecos apropiados. Como resultado de sus propiedades, deben ayudar a mejorar la salud, el bienestar y prevenir o reducir el riesgo de enfermedades. La demostración de sus efectos debe ser de manera científica. La calabaza es un alimento de origen vegetal, de la familia cucurbitácea, genero cucúrbita. Las semillas de calabaza son un alimento que pertenece a los frutos secos, y por sus características se encuentra dentro de la rama de los frutos con cáscara dura. Las semillas son planas, lisas y ovaladas, se presentan con cáscara o sin ésta; la cascarilla es color claro, y la semilla en sí de color verde obscuro, u olivo. Las semillas de calabaza han sido utilizadas desde la antigüedad, tanto por sus propiedades medicinales como por sus propiedades alimentarias. Se pueden comer frescas, secas o cocidas y con o sin cascara. Nuestro país es por tradición un productor importante de hortalizas y semillas, gracias a su biodiversidad, de las más grandes a nivel mundial. Se calcula que tiene más de 12,000 especies de plantas con diversas propiedades alimentarias y farmacológicas. Las pepitas son un producto natural ideal para la alimentación, ya que en su composición química se encuentran: 18 aminoácidos, de los cuales 10 son esenciales, tiene un alto porcentaje de proteína con alto valor biológico, y tiene importantes enzimas que facilitan la digestión. En la bibliografía esta descrito que la semilla de calabaza contiene Magnesio, Zinc y Hierro como principales minerales en su composición, los cuales son importantes, ya que poseen una función reguladora del metabolismo. (Omega Nutrition, 2013) Otros componentes importantes están representados por vitaminas, polifenoles, ácidos orgánicos y pigmentos vegetales. La presencia de todos estos hace que se recomiende incluir a esta semilla en la dieta diaria por su acción benéfica para el organismo. El principal uso de la semilla de calabaza es ser consumida como botana. Desde épocas prehispánicas se ha reconocido la importancia de su consumo, ya sea como aperitivo o como ingrediente principal de algunos platillos y dulces típicos de México, como lo es el pipían, las pepitorias, el dulce de pepita, es decir, como parte del consumo cotidiano y por sus diversas aplicaciones terapéuticas. Sin embargo en la época actual, se ha estado perdiendo este valor y por lo tanto disminuyendo su consumo en la población mexicana. En años recientes, se han realizado estudios sobre sus propiedades farmacológicas que aumentan su valor y aplicaciones, además de su innegable valor nutritivo. De acuerdo a la tradición oral se le atribuyen propiedades antiparasitarias, lo cual trae reacciones benéficas para el sistema digestivo. Por otro lado su aceite según la literatura, es una especialidad culinaria producida en Austria, tiene una denominación de origen protegida por la Unión Europea. Es un aceite dicromático: cuando se mira a través de él es de color verde oscuro y cuando se le observa directamente es de un color rojizo. Es un aceite rico en ácidos grasos poliinsaturados y es beneficioso en el tratamiento de enfermedades de la vejiga y de la próstata Dichas propiedades son atribuidas a las sustancias bioactivas presentes en la semilla por ejemplo los polifenoles que son el grupo más extenso de sustancias no energéticas presentes en los alimentos de origen vegetal. En los últimos años se ha demostrado que una dieta rica en polifenoles puede mejorar la salud y disminuir la incidencia de enfermedades cardiovasculares. La acción de los polifenoles consiste en modular la actividad de diferentes enzimas e interferir, consecuentemente en mecanismos de señalización y en distintos procesos celulares. Puede deberse, al menos en parte, a las características fisicoquímicas de estos compuestos, que les permiten participar en distintas reacciones metabólicas celulares de óxido-reducción. Sus propiedades antioxidantes justifican los efectos benéficos de las pepitas, las cuales la enriquecen y puede darle la posibilidad de ser clasificadas como alimento funcional. https://es.wikipedia.org/wiki/Austria https://es.wikipedia.org/wiki/Denominaci%C3%B3n_de_origen https://es.wikipedia.org/wiki/Uni%C3%B3n_Europea https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_graso https://es.wikipedia.org/wiki/Vejiga https://es.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%B3stata CAPITULO II ANTECEDENTES 2.1 CUCURBITÁCEAS Las cucurbitáceas (Cucurbitaceae) son una familia de plantas normalmente herbáceas, de las cuales muchas poseen gran importancia agrícola; incluye a las calabazas conocidas en otras regiones y países como zapallos, calabacines, ahuyamas, pipianes, ayotes, eleguede etc. (Cucurbita sp), el melón (Cucumis melo), el pepino (Cucumis sativus), la sandía (Citrullus lanatus), la calabaza vinatera o porongo (Lagenaria siceraria), la esponja vegetal (Luffa), el chayote (Sechium edule), el cayote o alcayota (Cucurbita ficifolia), el tacaco de Costa Rica (Sechium tacaco) y la caigua o achocha (Cyclanthera pedata). La familia contiene unas 760 especies de distribución primordialmente tropical y subtropical. Muchas de ellas son una importante fuente de alimento para el ser humano, también hay especies productoras de fibras.Figura 1. Cucurbitaceas https://es.wikipedia.org/wiki/Planta https://es.wikipedia.org/wiki/Herb%C3%A1cea https://es.wikipedia.org/wiki/Cucumis_melo https://es.wikipedia.org/wiki/Cucumis_melo https://es.wikipedia.org/wiki/Cucumis_sativus https://es.wikipedia.org/wiki/Citrullus_lanatus https://es.wikipedia.org/wiki/Lagenaria_siceraria https://es.wikipedia.org/wiki/Luffa https://es.wikipedia.org/wiki/Sechium_edule https://es.wikipedia.org/wiki/Cucurbita_ficifolia https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Sechium_tacaco&action=edit&redlink=1 https://es.wikipedia.org/wiki/Cyclanthera_pedata 2.1.1 Descripción Las características de esta familia hacen que las plantas sean fáciles de identificar. Las plantas de esta familia se caracterizan por estar formada por enredaderas, trepadoras o rastreras, de crecimiento rápido con hojas palmatilobadas, con largos tallos no leñosos. Zarcillos, emisiones delgadas que brotan de los tallos, enrollados en espiral, que se agarran y enrollan en torno a los objetos cercanos para fijar o sujetar la planta, a esto se le conoce como tropismo (movimientos o direcciones de crecimiento que siguen las plantas debido a impulsos externos; fototropismo: crecimiento de las plantas al estímulo de la luz, escototropismo: crecimiento de las plantas hacia la oscuridad). Las flores son unisexuales (es decir, masculinas o femeninas).Por lo general son de color amarillento, se suelen abrir durante muy poco tiempo, a menudo menos de un día. El fruto es característico, consiste en una cascara dura que encierra una pulpa carnosa con abundantes semillas; el nombre botánico que se le da a este fruto es pepónide. Las especies de esta familia están adaptadas a los climas cálidos y no toleran las temperaturas inferiores al punto de congelación, 0º C. No obstante, se cultivan en regiones de clima templado con veranos largos y cálidos. 2.2 Cucurbita maxima Cucurbita maxima es el nombre científico de una especie de plantas cucurbitáceas originaria de zonas templadas del sur de América, que junto con otras especies emparentadas (Cucurbita pepo, C. moschata, C. argyrosperma) conforman un grupo de especies de calabazas cuyas variedades cultivadas, de las que se cosecha su fruto maduro o inmaduro, poseen usos culinarios muy variados. Es la especie a la que pertenecen las variedades de fruto más grande, entre las que se encuentran las calabazas gigantes utilizadas en los concursos de tamaños, y en el sur de América la variedad "zapallito" (Cucurbita maxima var. zapallito) es la más consumida inmadura como verdura de estación. De la subespecie silvestre, Cucurbita maxima subsp. andreana (a veces encontrada con su anterior nombre de especie, Cucurbita andreana), que se distribuye en Argentina y Uruguay. Y alimento por excelencia en México desde la antigüedad. El fruto es muy variado en cuanto a forma y tamaño. Dependiendo del tipo de planta, de calabaza que se tenga, se obtienen frutos diferentes. La calabaza confitera o con la que se elabora un dulce llamado chacualole, ésta calabaza es de gran tamaño y achatada. La calabaza produce un fruto más grande, de hasta 30 kilos de peso, y se recoge en otoño cuando está ya maduro y con la cascara dura y bien formada. Figura 2. Calabazas (Cucurbita maxima) https://es.wikipedia.org/wiki/Cucurbitaceae https://es.wikipedia.org/wiki/Am%C3%A9rica https://es.wikipedia.org/wiki/Cucurbita_pepo https://es.wikipedia.org/wiki/Cucurbita_moschata https://es.wikipedia.org/wiki/Cucurbita_argyrosperma https://es.wikipedia.org/wiki/Cucurbita_pepo,_C._maxima,_C._moschata,_C._argyrosperma https://es.wikipedia.org/wiki/Cucurbita_pepo,_C._maxima,_C._moschata,_C._argyrosperma https://es.wikipedia.org/wiki/Calabaza_gigante https://es.wikipedia.org/wiki/Cucurbita_maxima_var._zapallito https://es.wikipedia.org/wiki/Cucurbita_maxima_subsp._andreana https://es.wikipedia.org/wiki/Argentina https://es.wikipedia.org/wiki/Uruguay 2.2.1 Hábitat y distribución Es originaria de América, donde se desarrolla de forma silvestre en Argentina y Uruguay, en poblaciones agrupadas bajo el nombre de Cucurbita maxima subsp. andreana. Los registros más antiguos de su cultivo se encuentran en la cultura Mexica y en la cultura Las Vegas, en la península de Santa Elena (Ecuador). Los restos más antiguos hallados datan de hace más de 10,000. Nuestros antepasados la domesticaron. Luego de los viajes de Colón fue introducida en época temprana en Europa junto con las demás Cucurbitas cultivadas y de ahí al resto del mundo. 2.2.2 Agroecología y cultivo En general las cucurbitáceas se desarrollan mejor en lugares con temperatura de 25-30ºC y mueren con las heladas, las C. pepo son las calabazas más tolerantes a las temperaturas más frescas, mientras que C. argyrosperma y C. moschata son las pueden resistir temperaturas más altas. https://es.wikipedia.org/wiki/Am%C3%A9rica https://es.wikipedia.org/wiki/Argentina https://es.wikipedia.org/wiki/Uruguay https://es.wikipedia.org/wiki/Cucurbita_maxima_subsp._andreana https://es.wikipedia.org/wiki/Cucurbita_maxima_subsp._andreana https://es.wikipedia.org/wiki/Las_Vegas https://es.wikipedia.org/wiki/Cant%C3%B3n_Santa_Elena https://es.wikipedia.org/wiki/Ecuador https://es.wikipedia.org/wiki/Crist%C3%B3bal_Col%C3%B3n https://es.wikipedia.org/wiki/Europa https://es.wikipedia.org/wiki/Cucurbita 2.2.3 Necesidades La especie Cucurbita maxima se desarrollará mejor en suelos con pH ácido o neutro. Su parte subterránea crecerá con vigor en soportes con textura arenosa, franca o arcillosa, éstos se pueden mantener generalmente húmedos. Es de suma importancia regar teniendo en cuenta la información anterior, pero también factores tales como: exposición al sol, temperatura, textura del suelo, época del año, etc. Todo ello para buscar un equilibrio más o menos constante en la humedad del soporte. Un aspecto interesante a comentar es que no tolera los encharcamientos, por lo que la zona de plantación debe estar muy bien drenada. En cuanto a sus necesidades lumínicas, podemos aseverar que es medianamente exigente, puede situarse en un lugar con poca sombra o con exposición directa al sol indistintamente. Con respecto a su dureza contra condiciones adversas podemos decir que el rango mínimo de temperaturas con las que puede lidiar son las de 9 °C no llegando a sobrevivir a las heladas y su tasa de crecimiento en condiciones óptimas es rápida. 2.2.4 Etnobotánica En el estado de Tlaxcala se le usa para controlar la diabetes y eliminar parásitos intestinales (V. lombrices y solitaria). En el siglo XVI relata que "cura las hemorroides, los ojos inflamados y las llagas antiguas". Posteriormente, en el siglo XX se comenta que la horchata preparada con sus semillas es tenífuga" http://www.medicinatradicionalmexicana.unam.mx/termino.php?l=1&t=diabetes http://www.medicinatradicionalmexicana.unam.mx/termino.php?l=1&t=lombrices http://www.medicinatradicionalmexicana.unam.mx/termino.php?l=1&t=solitaria http://www.medicinatradicionalmexicana.unam.mx/termino.php?l=1&t=llaga 2.2.5 Tipos Hay numerosas variedades. Las maracas, tan utilizadas en la música afrocubana, se fabrican con el totumo, que es el fruto de la calabaza vinatera o güira; el fruto se perfora por los extremos, se deja secar hasta que la corteza adquiere consistencia leñosa y se rellena con semillas. El acocote, una variedad de calabaza mexicana, es muy alargada y se usa para extraer el aguamiel del agave (maguey).Se hace un agujero en cada extremo y se succiona el líquido, como si se tratara de una pipeta de laboratorio. En resumen, de este fruto la consistencia leñosa de su cáscara al secarse es aprovechada para muchas más cosas que incluso la parte comestible. Cabello de ángel. Variedad rústica y productiva. Planta ramificadaque ocupa un espacio de 1.5 a 2 m2. Frutos alargados de piel consistente y carne filamentosa, que permite una conservación prolongada. Siembra de marzo a mayo. Vasconia. Variedad muy vigorosa y de aceptable precocidad. La forma de sus frutos es cilíndrica, con la punta muy abultada. De color verde muy oscuro e interiormente anaranjado. Apreciada por su productividad y su buen sabor. Shintosa F1. Híbrido entre Cucurbita maxima y Cucurbita moschata. Planta de crecimiento, floración y maduración homogéneas. Desarrolla una raíz muy fuerte y profunda. Se utiliza como portainjerto para melón y sandía. 2.2.6 Otras clases Cucurbita turbaniformis. Alef. (Calabaza de turbante). Lagenaria vulgaris (calabaza de pergamino). Cucurbita moschata Duchesne (cabello de ángel). Berincasa híspida. (Calabaza blanca). 2.2.7 Farmacología El principio activo al que se atribuye la actividad antihelmíntica es la cucurbitina. Esta actividad se produce por un efecto paralizante sobre la musculatura lisa de la Tenia. Actualmente, la utilización de como antihelmíntico de las semillas de la calabaza ha caído en desuso. Figura 3. Estructura química de la cucurbitina. Las semillas de calabaza también se utilizan como remedio para la hiperplasia benigna de la próstata. La Monografía de la comisión Europea correspondiente a esta droga establece que son indicadas para tratar la vejiga irritable y las molestias de la micción asociados al adenoma de próstata en el estadio I y II. La dosis recomendada es de 10 gramos de semillas o su equivalente en preparados galénicos. La eficacia de la droga se ha demostrado de modo clínico-empírica. Las investigaciones clínicas realizadas hasta el momento no establecen con exactitud cuál es el mecanismo de acción de esta droga ni cuáles son los compuestos implicados en la actividad. La actividad inhibidora del extracto lipídico-esteroidal de semilla de calabaza sobre la 5α-reductasa es débil. Sin embargo, experimentos en animales de laboratorio demuestran su actividad antiandrogénica. También tiene actividad antinflamatoria que podría ser debida al contenido en esteroles. Actualmente se discuten la posible influencia de la actividad inhibidora del tocoferol y el Selenio sobre la degradación oxidativa de lípidos, vitaminas, hormonas y enzimas. Algunos de los experimentos y pruebas que se han hecho en la semilla son los siguientes: Un extracto etanólico-acuoso de las partes aéreas mostró actividad antitumoral, al evaluarse en ratones leucémicos del tipo P388, tratados por vía intraperitoneal a la dosis de 65mg/kg. Este mismo extracto muestra actividad diurética al evaluarse en ratas por la misma vía de administración a la dosis de 65 mg/kg, pero no evidencia presencia de actividad citotóxica al evaluarse en un cultivo de células de carcinoma humano 9 KB. La actividad antihelmíntica de las semillas se puso en evidencia en experimentos con perros, usando dosis entre 2 y 10 g/kg, que provocaron un 50-66% de reducción de la presencia de huevos en las heces de la especie Toxocara canis. De igual forma, esta actividad se comprobó con extractos etanólico y acetónico, y evaluados con perros y ratones, por vía oral. Estos extractos resultaron efectivos frente a las especies de helmintos Di-crocoelium dendriticum e Hymenolepis nana. Un extracto de semillas de la variedad cv. Globoid red administrado a ratones por la vía oral a la dosis de 5 g/kg fue efectiva frente a Aspiculurus tetraptera e Hymenolepis nana. Las semillas también han mostrado ser muy efectivas en tratamientos contra la Taenia saginata en humanos. Así, esta actividad tenicida se puso de manifiesto, con un extracto acetona y un extracto etanólico, en adultos tratados por la vía oral. La actividad antibacteriana del jugo del fruto, evaluada in vitro, frente a la especie Mycobacterium tuberculosis no fue muy fuerte. Semillas sin corteza y desgrasados, dieron actividad inhibidora de la tripsina (5-6 unidades/mg) y homogenizados, también de semillas, mostraron actividad inhibidora de la enzima elastasa polimorfonuclear, así como también inhibieron la actividad de la enzima tripsina. Otras acciones evaluadas, pero que dieron resultados negativos, fueron la actividad antitiroidal del fruto hervido, evaluada en adultos humanos, por la vía oral; la actividad antilipolítica de un extracto acetona del fruto evaluado en ratas; y un efecto estimulante del útero, evaluado con un extracto acuoso en ratas. 2.2.8 Toxicidad La actividad antiparasitaria de las semillas de esta planta ha sido comprobada experimentalmente y al no contarse con reportes de efectos tóxicos, se puede asumir que su utilización no presenta riesgos para la salud. Se calculó que el valor de la dosis letal media de un extracto etanólico-acuoso de las partes aéreas secas, en ratones, fue de 261mg/kg, administrado por vía intraperitoneal. (Biblioteca Digital de la Medicina Tradicional Mexicana. UNAM, 2009) 2.3 ALIMENTOS FUNCIONALES 2.3.1 Introducción La principal función de la dieta es aportar los nutrientes necesarios para satisfacer las necesidades nutricionales del organismo. Existen cada vez más pruebas científicas que apoyan la hipótesis de que ciertos alimentos, así como algunos de sus componentes tienen efectos benéficos, gracias al aporte de los nutrientes que no son “básicos”. Hoy en día, la ciencia de la nutrición ha evolucionado a partir de conceptos clásicos, como evitar las deficiencias de nutrientes y la suficiencia nutricional básica, a los conceptos de completar la nutrición con "alimentos funcionales" o “Nutracéuticos”. Las investigaciones han pasado a centrarse más en la identificación de componentes biológicamente activos en los alimentos, que ofrezcan la posibilidad de mejorar las condiciones físicas y mentales, así como de reducir el riesgo a contraer enfermedades. Se ha descubierto que muchos productos alimenticios tradicionales, como las frutas, las verduras, las semillas, los granos enteros y productos de origen animal como la leche contienen componentes que pueden resultar beneficiosos para el organismo. Además de éstos, se están desarrollando nuevos alimentos que añaden o amplían estos componentes beneficiosos para la salud. 2.3.2 ¿Qué son los alimentos funcionales? El concepto nació en Japón en la década de 1980. Se le llamó alimento funcional porque apoya las funciones básicas del organismo humano. Son alimentos que contienen nutracéuticos, los cuales no entran directamente en juego dentro del metabolismo, sin embargo tienen un efecto benéfico al organismo. Es decir son alimentos que promueven la salud. Los alimentos funcionales, consumidos como parte de una dieta equilibrada y acompañados de un estilo de vida saludable, ofrecen la posibilidad de mejorar la salud y/o prevenir ciertas enfermedades. La comunidad científica establece que un alimento funcional debe tener las siguientes características: No es un comprimido, ni una cápsula, ni ninguna otra forma de suplemento alimenticio. Debe ser consumido como parte de la dieta diaria. Además del valor nutricional de la matriz del alimento, debe producir efectos benéficos sobre las funciones orgánicas, además de sus efectos nutricionales intrínsecos apropiados. Como resultado de sus propiedades, deben ayudar a mejorar la salud, el bienestar y prevenir o reducir el riesgo de enfermedades. La demostración de sus efectos debe a través de metodología científica. 2.3.3 ¿Qué son los Nutracéuticos? Nutracéutico surge de la unión de las palabras “nutrición” y “farmacéutico” y se refiere a compuestos biactivos cuyo consumo beneficia a la salud humana, con capacidad preventiva o terapéutica. Pueden ser de origen animal, mineral y vegetal (fitoquímicos).Los fitoquímicos son sustancias nutracéuticas que se encuentran de manera natural en el reino vegetal, sobre todo en frutas y verduras. 2.3.4 ¿Por qué necesitamos los alimentos funcionales? En el mundo ha aumentado considerablemente el interés de los consumidores por conocer la relación que existe entre la dieta y la salud. Hoy en día, la gente reconoce en mayor medida, que llevar un estilo de vida sano, incluida la dieta, puede contribuir a reducir el riesgo de padecer enfermedades, dolencias, y a mantener un estado de bienestar y salud. El apoyo que se está dando a la importancia de alimentos como las frutas, las verduras, los cereales integrales y las semillas en la prevención de enfermedades, así como las últimas investigaciones sobre los antioxidantes y sobre la combinación de sustancias protectoras en plantas, está contribuyendo a impulsar el desarrollo del mercado de los alimentos funcionales. La necesidad de contar con alimentos que sean más beneficiosos para la salud, también se ve apoyada por los cambios socioeconómicos y demográficos que se están dando en la población. El aumento de la esperanza de vida, que tiene como consecuencia el incremento de la población anciana y el deseo de gozar de una mejor calidad de vida, así como el aumento de los costes sanitarios, han potenciado que los gobiernos, los investigadores, los profesionales de la salud y la industria alimenticia busquen la manera de controlar estos cambios de forma más eficaz. Ya existen una gran variedad de alimentos a disposición del consumidor, pero en estos momentos la prioridad es identificar qué alimentos funcionales pueden mejorar la salud y el bienestar y reducir el riesgo o retrasar la aparición de importantes enfermedades, como las enfermedades cardiovasculares, el cáncer y la osteoporosis. Si los alimentos funcionales se combinan con un estilo de vida sano, pueden contribuir de forma positiva a mejorar la salud y el bienestar. CAPITULO III FUNDAMENTO DE LAS PRUEBAS REALIZADAS 3.1 Extracción de aceite 3.1.1 Método de Soxhlet La extracción Soxhlet se fundamenta en las siguientes etapas: 1) Colocación del solvente en un matraz bola. 2) Ebullición del solvente que se evapora hasta un condensador a reflujo. 3) El condensado cae sobre un recipiente que contiene un cartucho poroso con la muestra en su interior. 4) El disolvente asciende cubriendo el cartucho hasta un punto en que se produce el descenso con el material extraído y lo va acumulando en el matraz bola. 5) Se vuelve a producir este proceso la cantidad de veces necesaria para que la muestra quede agotada. Lo extraído se va concentrando al matraz bola con el disolvente. El disolvente puede recuperarse por destilación. Figura 4. Extracción de grasas vía Soxhlet. 3.2 Análisis de lípidos Existe un gran número de análisis para evaluar las características físicas y químicas de las grasas, pero los más comunes son los desarrollados por la American Oil Chemist´s Society (AOCS) que muchos países han adoptado posteriormente. Los métodos instrumentales de cromatografía y de resonancia magnética nuclear están adquiriendo cada día más importancia. Otras determinaciones importantes para determinar la calidad de los aceites y grasas son: los índices de yodo y de saponificación, el punto de fusión y el índice de solidificación, que son determinaciones rutinarias empleadas en la industria para la caracterización e identificación da las grasas comerciales. Los resultados de los análisis pueden ofrecer información sobre la naturaleza, el origen y el posible comportamiento de la grasa en diferentes condiciones de procesamiento en la elaboración de alimentos. 3.2.1 Índice de refracción Se define como la relación de la velocidad de la luz en el aire (técnicamente un vacío) con respecto a la velocidad de la luz en el aceite. Es decir, mide la relación aire/sustancia, de una muestra concreta. Sirve para identificar el tipo de aceite ya que si esta adulterado cambiará el valor del Índice de Refracción. Se obtiene midiendo directamente en un refractómetro a 20-25°C para los aceites y a 40°C para las grasas. 3.2.2 Índice de yodo El valor del índice de yodo de un aceite es una medida de su grado de insaturación, ya que mide el contenido de dobles enlaces capaces de reaccionar con el reactivo empleado. El método de Wijs, el usado en este estudio, emplea una solución de cloruro de yodo (ICl) que se adiciona a las dobles ligaduras. Reacción con el reactivo de Wijs R R1 R2 R3 + I Cl R R1 R2 R3 I Cl CCl 4 El excedente de ICl se hace reaccionar con KI, la reacción efectuada es la siguiente: ClI 2KI KCl + I2 El yodo liberado se cuantifica con una solución estandarizada de tiosulfato de sodio usando una solución de almidón como indicador 2Na2S2O3 + I2 Na2S4O6 2NaI+ El punto final se registra por la desaparición del complejo azul de yodo con el almidón. Esta determinación es quizá el mejor método para clasificar los aceites, dando una base para saber si el aceite esta puro o se encuentra mezclado. El índice de yodo se define como el número de gramos de yodo absorbidos por 100 gramos de aceite o grasa. 3.2.3 Determinación del índice de saponificación El índice de saponificación da como resultado el peso de hidróxido potásico en miligramos que se requieren para saponificar un gramo del aceite o grasa. El aceite se saponifica calentándolo con un exceso de álcali cáustico alcohólico. La cantidad de álcali consumida se calcula valorando por retroceso con ácido clorhídrico. El índice de saponificación es inversamente proporcional a la medida de los pesos moleculares de los ácidos grasos de los glicéridos presentes en el aceite o grasa. Como muchos aceites dan índices similares, el índice de saponificación es menos valioso que el índice de yodo cuando se trata de identificar un aceite desconocido. Son excepciones los altos índices del aceite de coco y el aceite de almendra de palma (ambos utilizados para producir la margarina). CR O O CH2 CH2OC O R CH2OC O R + NaOH R C O O- +Na R C O O- +Na R C O O- +Na + + + H2C OH HC H2C OH OH Triglicérido Sales de ácidos carboxílicos (jabon) Glicerina 3.2.4 Material insaponificable La materia insaponificable consta de aquellas sustancias que no reaccionan con el NaOH. Incluyen hidrocarburos y alcoholes de alto peso molecular, terpenos, etc. La mayoría de los aceites y grasas contienen una pequeña parte de materia insaponificable (normalmente menos del 2 %). 3.3 Análisis de semillas 3.3.1 Determinación de azúcares reductores Los monosacáridos y algunos disacáridos (excepto la sacarosa), son azúcares reductores en medio alcalinos, reducen con facilidad a agentes oxidantes suaves como los iones metálicos Cu2+, Fe3+, Ag+. Estas reacciones constituyen las bases de las pruebas de Fehling y Benedict, que permiten identificar la presencia de azúcares reductores. Han sido frecuentemente utilizadas en la determinación del contenido de glucosa en sangre y orina para el diagnóstico de la diabetes mellitus. Si el azúcar es reductor se oxida al reaccionar con el reactivo de Fehling, que es un complejo tartrato y sulfato de cobre (II), el carbono carbonílico se oxida a ácido carboxílico, que en el medio alcalino se transforma a carboxilato; mientras que el ion cúprico (Cu2+) se reduce a ion cuproso (Cu1+), que precipita de la disolución en forma de óxido cuprosos (Cu2O) de color ladrillo. Una solución de sulfato de cobre (II) en forma de su complejo con citrato de sodio en medio básico (Reactivo de Benedict), oxida al grupo carbonilo libre (generalmente de un aldehído) para formar el ácido carboxílico correspondiente en forma de sal (carboxilato).La formación de un precipitado rojo de óxido de cobre (I), debido a la reducción de cobre (II), se toma como resultado positivo para la identificación del grupo aldehído. Los hidratos de carbono que dan positivo. Reacción que se lleva a cabo: R O H + 2 Cu2+ + 5 OH- O R O- + Cu2O OH23+ Aldehido Sulfato de cobre (II) ion hidróxido Anión Carboxilato Oxido de cobre (I) Agua 3.3.2 Identificación de Fenoles Pigmentos fenólicos Los fenoles son compuestos provenientes del metabolismo secundario de las plantas. Las principales funciones de estos compuestos en las células vegetales son las de actuar como metabolitos esenciales para crecimiento, defensa y reproducción de las plantas. Además participan en la asimilación de nutrientes, síntesis proteica, actividad enzimática, fotosíntesis, formación de coponentes estructurales y alelopatía. Los compuestos fenólicos están relacionados con las características sensoriales como el sabor, astringencia, dureza y a las propiedades nutritivas. Su contribución a la pigmentación de los alimentos está claramente reconocida, a través de las antocianinas, responsables de los colores rojo, azul, violeta, naranja y purpura de la mayoría de las plantas y de sus productos. La principal función que poseen los polifenoles en los humanos es la actividad antioxidante; esta característica se debe a la reactividad del grupo fenol. En las células animales los antioxidantes protegen al organismo a nivel celular del efecto de los radicales libres que, si no son inactivos, causan destrucción en las membranas celulares, proteínas y ADN. El daño oxidativo a nivel celular es exacerbado cuando el balance de radicales libres rebasa la cantidad de antioxidantes endógenos. Esto puede aumentar el riesgo al desarrollo de cáncer, enfermedades cardiovasculares y otras enfermedades degenerativas. Los pigmentos fenólicos son sustancias con uno o más anillos aromáticos y, al menos, un sustituyente hidroxilo. Existen dos grandes grupos: los ácidos fenólicos (benzoico y cinámicos) y los flavonoides (flavonoides, antocianinas y taninos). Los ácidos fenólicos tienen un solo anillo, mientras que los flavonoides tienen dos anillos fenólicos unidos por un anillo heterocíclico. Los pigmentos fenólicos reaccionan fácilmente con un ácido orgánico o un azúcar, como los flavonoides y las antocianinas, o entre sí para formar polímeros, como los taninos. Determinación de fenoles La prueba cualitativa para la determinación de fenoles se realizó con el cloruro férrico (FeCl3) al 1%, la reacción producida es la siguiente: FeCl3 O+ FeCl 3 H OH Esta se considera positiva cuando la reacción entre la muestra y el reactivo da una coloración que va desde purpura a morada debido a la formación del complejo de hierro con los fenoles. 3.3.3 Determinación de flavonoides Los flavonoides son compuestos ampliamente repartidos en la naturaleza. Pueden encontrarse tanto en forma libre (aglicones) como combinados con azúcares (glicósidos) mediante uniones glicosídicas con oxígeno y/o carbono. La mayoría de ellos están constituidos por un núcleo bencénico unido a una pirona, incluyendo además en distintas posiciones, C-1, C-2 o C-3, un segundo anillo bencénico, dando lugar a los neoflavonoides, a los flavonoides propiamente dichos, o a los isoflavonoides respectivamente. Estos compuestos son generalmente amarillos. Para los vegetales son importantes pues, además de ser responsables de las coloraciones de muchas flores, frutos y hojas y por ello intervenir en la polinización atrayendo a los insectos, participan en la vida del vegetal ejerciendo importantes funciones como por ejemplo, protegerle de los efectos nocivos de la radiación UV y ejercer una eficaz actividad antioxidante. Tienen interés farmacológico debido a sus efectos vasodilatadores, actividad antiagregante plaquetaria, actividad antiinflamatoria y captadora de radicales libres. Algunos grupos de flavonoides que presentan propiedades importantes para la industria de alimentos son los siguientes: Las flavonas y los flavonoles: tienen la propiedad de ligarse a metales formado quelatos, por lo que se sugiere que se usen como antioxidantes en grasas y aceites, aunque su uso este limitado por su baja solubilidad en lípidos. - Los flavonoles: se encuentran en una proporción hasta del 30% en peso seco en las hojas de té verde y contribuyen a su astringencia. - - Las flavononas, se encuentran principalmente en las cáscaras de los cítricos. http://www.monografias.com/trabajos/enuclear/enuclear.shtml Determinación de flavonoides Los flavonoides se pueden reconocer experimentalmente mediante pruebas de coloración. El método utilizado es el de Shinoda que consiste en agregar limaduras de magnesio a 5 mL del extracto metanólico de la muestra seguido de 5 gotas de HCl concentrado. Obteniendo como prueba positiva un cambio de coloración a tonos rojizos. 3.3.4 Determinación de enzimas Una enzima es una proteína que actúa como catalizador biológico, llevan a cabo reacciones bioquímicas a muy alta velocidad, no se “consume” durante la reacción y en general presentan un alto grado de especificidad. Su nombre proviene del griego y significa “en la levadura”, ya que a mediados del siglo XIX, cuando se acuñó el término, se pensaba que estos compuestos sólo actuaban en el interior de las células. Su acción está ligada con las reacciones metabólicas, y que la mayoría de las transformaciones químicas requeridas para mantener activas a las células tardarían mucho tiempo en efectuarse o simplemente no procederían si no estuvieran presentes las enzimas. Su estudio en el campo de los alimentos es de primordial interés debido a que son responsables de algunos cambios químicos que sufren los alimentos, cambios que pueden resultar beneficiosos como la maduración de frutas. Por otro lado, muchos productos alimenticios se obtienen a través de reacciones bioquímicas que se efectúan por medio de enzimas endógenas del alimento, como en la elaboración de alimentos fermentados. Todas las enzimas son proteínas, tienen una estructura tridimensional globular y sólo presentan actividad cuando tienen una conformación espacial que permite establecer una disposición óptima de los aminoácidos de su centro activo o sitio catalítico. Actualmente se conoce la existencia de más de 3,000 tipos de reacciones catalizadas por enzimas; muchas enzimas ya han sido aisladas, purificadas y cristalizadas. Amilasa La amilasa, denominada también ptialina, es una enzima hidrolasa que tiene la función de catalizar la reacción de hidrólisis de los enlaces 1-4 del componente α- amilasa al digerir el glucógeno y el almidón para formar azúcares simples. Se produce principalmente en las glándulas salivales (sobre todo en las glándulas parótidas) y en el páncreas. Tiene actividad enzimática a un pH de 7. Fue la primera enzima en ser identificada y aislada por Anselme Payen en 1833, quien en un principio la bautizó con el nombre de "diastasa". Las amilasas son enzimas dependientes de calcio, completamente afuncionales en ausencia de iones de este elemnento. Actúan a lo largo de cualquier punto de la cadena de los hidratos de carbono, descomponiéndolos en dextrina desde la amilopectina. Dado que puede actuar en cualquier punto de la cadena es más rápida que la β-amilasa. En los animales es una enzima digestiva mayor y su pH óptimo está entre 6,7 y 7,2. La amilasa sirve en el diagnóstico de enfermedades al determinar sus niveles en plasma para saber si se puede producir una pancreatitis. Las enzimas amilasas son empleadas en la fabricación de pan para romper azúcares complejos como el almidón (presente en la harina) en azúcares simples. La levadurapuede entonces alimentarse de esos azúcares simples y convertirlos en productos de fermentación alcohólica. Este proceso da sabor al pan y hace elevar la masa. Algunas amilasas bacterianas se emplean como detergentes para disolver almidones en determinados procesos industriales. Aportan en la eliminación del polvo y tierra de la ropa que quedan atrapados en el tejido de las telas. En la maduración de frutas la amilasa es sintetizada, degradando el almidón de las frutas en azúcar, y volviéndolas más dulces. Una prueba sencilla para determinar esta enzima es utilizando una solución de almidón y revelando con lugol. https://es.wikipedia.org/wiki/Enzima https://es.wikipedia.org/wiki/Hidrolasa https://es.wikipedia.org/wiki/Gluc%C3%B3geno https://es.wikipedia.org/wiki/Almid%C3%B3n https://es.wikipedia.org/wiki/Az%C3%BAcares https://es.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%A1ndulas_salivales https://es.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%A1ndula_par%C3%B3tida https://es.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%A1ndula_par%C3%B3tida https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A1ncreas https://es.wikipedia.org/wiki/PH https://es.wikipedia.org/wiki/Anselme_Payen https://es.wikipedia.org/wiki/1833 https://es.wikipedia.org/wiki/Plasma_sangu%C3%ADneo https://es.wikipedia.org/wiki/Pancreatitis https://es.wikipedia.org/wiki/Harina https://es.wikipedia.org/wiki/Levadura Glucosidasas Las glucosidasas (también conocidas como glucósido hidrolasas) catalizan la hidrólisis de enlaces glucosídicos para generar glúcidos menores. Son enzimas extremadamente comunes con papeles importantes en la naturaleza como en la degradación de biomasa, como celulosa y hemicelulosa, en la defensa contra las bacterias, en mecanismos de patogénesis y en el normal funcionamiento celular. Junto a las glucotransferasas, las glucosidadas forman la mayor maquinaria catalítica para la síntesis y rotura de enlaces glucosídicos. Las glucosidasas se encuentran en prácticamente todos los ámbitos de la vida, están muy involucradas en el proceso de adquisición de nutrientes. La deficiencia en determinadas glucosidasas lisosomales puede conducir a una serie de enfermedades de depósito lisosomal que se traducen en problemas en el desarrollo o en la muerte. Las glucosidasas se encuentran en el tracto intestinal y en la saliva, donde se degradan los hidratos de carbono complejos, como la lactosa, el almidón y la sacarosa. En el intestino se encuentran como enzimas ancladas en las células endoteliales. La enzima lactasa es usada para la degradación de la lactosa, el azúcar de la leche, y está presente en altos niveles en los niños. Sin embargo estos niveles de lactosa decrecen con la edad, lo que puede traducirse en intolerancia a la lactosa en adult Clasificación α-glucosidasas Son disacaridasas (comúnmente enzimas intestinales) cuya función es dividir los hidratos de carbono del tipo alfa disacáridos (sacarosa) para permitir la absorción de monosacáridos, como la glucosa. https://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3lisis https://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_glucos%C3%ADdico https://es.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%BAcido https://es.wikipedia.org/wiki/Enzimas https://es.wikipedia.org/wiki/Celulosa https://es.wikipedia.org/wiki/Hemicelulosa https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Glucotransferasa&action=edit&redlink=1 https://es.wikipedia.org/wiki/Nutrientes https://es.wikipedia.org/wiki/Tracto_intestinal https://es.wikipedia.org/wiki/Saliva_(l%C3%ADquido) https://es.wikipedia.org/wiki/Intestino https://es.wikipedia.org/wiki/Enzima https://es.wikipedia.org/wiki/Az%C3%BAcar https://es.wikipedia.org/wiki/Leche https://es.wikipedia.org/wiki/Lactosa β-glucosidasas (EC 3.2.1.21, gentiobiasa, celobiasa, emulsina, elaterasa, β-D-glucosidasa, β- glucosido glucohidrolasa, arbutinasa, primeverosidasa, amigdalasa, linamarasa, β- 1,6-glucosidasa) Son enzimas que actúan sobre los enlaces β1->4 que unen dos glucosas o moléculas con sustituciones de glucosa, como el disacárido celobiosa. Son enzimas con especificidad para varios sustratos de β-D- glucósidos. Catalizan la hidrólisis de residuos terminales no reductores en beta-D- glucósidos, produciendo glucosa. Una forma fácil de identificar estas enzimas es utilizando glucósidos sintéticos que tengan unido a él un grupo fenólico y así poder observar un cambio de coloración al hacerlo reaccionar directamente con la muestra experimental. Las glucosidasas tienen una gran cantidad de usos los cuales incluyen la degradación de materiales vegetales (ej.: celulasas para degradar la celulosa a glucosa, lo que puede ser usado para la producción de etanol), en la industria alimenticia (ej.: invertasa para producir azúcar invertido), y en la industria del papel (ej.: xilanasas para extraer hemicelulosa de la pasta de papel). Las celulasas se añaden a los detergentes para el lavado de los tejidos de algodón y ayudar en el mantenimiento de los colores. En química orgánica, las glucosidasas se pueden usar como catalizadores sintéticos para formar enlaces glucosídicos mediante hidrólisis inversa (en la cual el punto de equilibrio se invierte) o mediante transglucosilación (en la cual glucosidasas de retención pueden catalizar la transferencia de un grupo glucosílico desde un glucósido activo hasta un aceptor alcohol para crear un nuevo glucósido. Han sido desarrolladas glucosidasas mutantes, llamadas glucosintasas, que son capaces de conseguir la síntesis de glucósidos con un alto rendimiento a partir de donantes activados de grupos glucosílico. Las tioglucoligasas catalizan la condensación de glucósidos activados y varios aceptores que contengan tiol. Otro de sus usos es el aumento de azúcares fermentables en la producción de cerveza "light". https://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_EC http://enzyme.expasy.org/EC/3.2.1.21 https://es.wikipedia.org/wiki/Glucosa https://es.wikipedia.org/wiki/Disac%C3%A1rido https://es.wikipedia.org/wiki/Celobiosa https://es.wikipedia.org/wiki/Sustrato_(bioqu%C3%ADmica) https://es.wikipedia.org/wiki/Catalizador https://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3lisis https://es.wikipedia.org/wiki/Residuo https://es.wikipedia.org/wiki/Reducci%C3%B3n-oxidaci%C3%B3n#Reducci.C3.B3n https://es.wikipedia.org/wiki/Glucosa 3.3.5 Determinación de proteínas Las proteínas son biomoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos, desempeñan un papel fundamental para la vida, sobre todo por su función plástica, biorreguladoras y de defensa. Son las biomoléculas más versátiles y diversas. Son imprescindibles para el crecimiento del organismo y realizan una enorme cantidad de funciones diferentes. Es por ello que su consumo es muy importante y por lo cual es uno de los principales objetos de estudio en el área de alimentos. El método Kjeldahl o digestión de Kjeldahl, es un proceso de análisis químico para determinar el contenido en nitrógeno de una sustancia química y se engloba en la categoría de medios por digestión húmeda. Se usa comúnmente para estimar el contenido de proteínas de los alimentos. Fue desarrollado por el danés Johan Kjeldahl en 1883. https://es.wikipedia.org/wiki/Amino%C3%A1cido https://es.wikipedia.org/wiki/Biorregulador https://es.wikipedia.org/wiki/Biomol%C3%A9cula https://es.wikipedia.org/wiki/Ser_vivo https://es.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lisis_qu%C3%ADmico https://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3geno https://es.wikipedia.org/wiki/Sustancia_qu%C3%ADmica https://es.wikipedia.org/wiki/Johan_Kjeldahl https://es.wikipedia.org/wiki/Johan_Kjeldahl 3.3.6 Determinación de cenizas Es referida como el análisis de residuos inorgánicos que quedan después de la ignición u oxidación completa de la materia orgánica de un alimento (sales minerales). Las cenizas permanecen como residuo luego de la calcinación de la materia orgánica del alimento. Debe efectuarse a una temperatura adecuada, que sea lo suficientemente alta como para que lamateria orgánica se destruya totalmente, pero se debe cuidar que la temperatura no sea excesiva para evitar que los compuestos inorgánicos sufran alteración. Existen tres tipos de análisis de cenizas: cenizas en seco para la mayoría de las muestras de alimentos; cenizas húmedas (por oxidación) para muestras con alto contenido de grasa (carnes y productos cárnicos) como método de preparación de la muestra para análisis elemental y análisis simple de cenizas en seco a baja temperatura para la preparación de muestras cuando se llevan a cabo análisis de elementos que pueden descomponerse. Todos los alimentos contienen minerales formando parte de los compuestos orgánicos e inorgánicos. Es muy difícil determinarlos tal y como se presentan en los alimentos, la incineración pasa a destruir toda la materia orgánica, cambia su naturaleza, las sales metálicas de los ácidos orgánicos se convierten en óxidos o carbonatos, o reaccionan durante la incineración para formar fosfatos, sulfatos o haluros. Algunos elementos como el azufre y los halógenos pueden volatilizarse. La técnica que se utilizó en este trabajo es la de cenizas en seco, la cual consiste en quemar la muestra al aire y posteriormente en una mufla para eliminar todo el material orgánico. Algunos errores y dificultades involucrados en la determinación de las cenizas en seco son: la pérdida de ceniza debido a la intensidad con que arde la flama en el momento de quemar la muestra al aire y el cambio gradual en las sales minerales con el calor, como el cambio de carbonatos a óxidos; adhesión de las muestras con un contenido alto de azúcares. http://www.monografias.com/trabajos10/lamateri/lamateri.shtml http://www.monografias.com/trabajos7/filo/filo.shtml 3.3.2.1 Determinación de cenizas totales La determinación de cenizas en seco es el método más común para cuantificar la totalidad de minerales en alimentos y basada en la descomposición de la materia orgánica quedando solamente materia inorgánica de la muestra, es eficiente y que se determina tanto cenizas solubles en agua , insolubles y solubles en medio acido. En este método toda la materia orgánica se oxida en ausencia de la flama a una temperatura que fluctúa entre 550°C a 600°C; el material inorgánico que no se volatiliza a esta temperatura se conoce como ceniza. 3.3.7 Determinación de minerales Los minerales son sustancias inorgánicas presentes también en los alimentos. Son componentes esenciales para el ser humano, ya que no somos capaces de sintetizarlos en nuestro organismo a partir de otros compuestos y debemos tomarlos a través de la alimentación, con el objetivo de que nuestro organismo funcione correctamente. Se encuentran en nuestro cuerpo formando parte de diversas estructuras como dientes, huesos, sangre, etcétera. Poseen una función reguladora. La mayor parte tienen relación con la obtención de energía a nivel celular, formando parte de reacciones químicas. Muchos contribuyen al metabolismo de los macronutrientes: hidratos de carbono, proteínas y grasas. Asimismo forman parte de muchas moléculas: vitaminas, aminoácidos, hormonas, células sanguíneas, etcétera. Además, cabe mencionar que los minerales no tienen función energética, por lo que no aportan ninguna caloría. En la bibliografía esta descrito que la semilla de calabaza contiene Magnesio, zinc y hierro como principales minerales en su composición. http://www.webconsultas.com/categoria/tags/macronutrientes http://www.webconsultas.com/dieta-y-nutricion/nutrientes/aminoacidos-esenciales El magnesio El magnesio es necesario para más de 300 reacciones bioquímicas en el cuerpo. Ayuda a mantener el funcionamiento normal de músculos, nervios y sistema inmunitario, mantiene constantes los latidos del corazón y ayuda a que los huesos permanezcan fuertes. También ayuda a regular los niveles de glucosa en la sangre y en la producción de energía y proteína. Hay investigaciones en curso sobre el papel del magnesio en la prevención y manejo de trastornos como hipertensión arterial, cardiopatías y diabetes. Hierro El hierro es un mineral que nuestro cuerpo necesita para muchas funciones. El cuerpo necesita hierro para producir las proteínas hemoglobina y mioglobina. La hemoglobina se encuentra en los glóbulos rojos y la mioglobina se encuentra en los músculos. Ellas ayudan a llevar y almacenar oxígeno en el cuerpo. El hierro también es parte de muchas otras proteínas y enzimas en el cuerpo. El cuerpo necesita una cantidad adecuada de hierro. Si tiene muy poco, puede desarrollar anemia por deficiencia de hierro. Las causas de deficiencia de hierro incluyen pérdida de sangre, dieta deficiente o incapacidad de absorber suficiente hierro de los alimentos. Zinc El zinc se encuentra en las células por todo el cuerpo. Es necesario para que el sistema inmunitario funcione apropiadamente. Participa en la división y el crecimiento de las células, al igual que en la cicatrización de heridas y en el metabolismo de los hidratos de carbono. El zinc también es necesario para los sentidos del olfato y del gusto. Durante el embarazo, la lactancia y la niñez, el cuerpo necesita zinc para crecer y desarrollarse apropiadamente. El zinc también aumenta el efecto de la insulina. https://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/anemia.html https://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/002469.htm Absorción atómica En absorción atómica interesa medir la absorción de esta radiación de resonancia al hacerla pasar a través de una población de átomos libres en estado fundamental (muestra). Estos absorberán parte de la radiación en forma proporcional a su concentración atómica y como la trayectoria de la radiación permanece constante y el coeficiente de absorción es característico para cada elemento, la absorbancia es directamente proporcional a la concentración de las especies absorbentes y así poder identificarlos. CAPITULO IV ESTUDIO DE LA SEMILLA DE LA Cucurbita maxima 4.1 Estudio Bibliográfico Se inició el estudio con una revisión bibliográfica en artículos, revistas especializadas, libros y páginas de internet, encontrando así que la semilla de calabaza a pesar de ser endémica de Mesoamérica, su aceite tiene denominación de origen en Austria y es muy apreciado allá por su color y sus nutrientes. Esto nos impulsa a estudiar los recursos naturales, a cuidar lo que tenemos, y a hacer más investigación y desarrollo de productos originarios de nuestro país. Es por ello que se eligió la pepita como objetivo de este estudio para rescatar el valor alimentario de nuestros productos, y así poder crear conciencia en incluir estos alimentos en nuestra dieta. La tradición oral nos dice que las pepitas son utilizadas para eliminar los parásitos intestinales, por lo tanto las semillas deben de contener metabolitos secundarios, los cuales se aislarán para su identificación y poder decir si las pepitas son o no un alimento funcional. Se analizaron también las técnicas descritas para el estudio de su aceite ya que el aceite de semilla de calabaza es una especialidad culinaria producida en Austria, tiene una denominación de origen protegida por la Unión Europea. Es un aceite dicromático: cuando se mira a través de él es de color verde oscuro y cuando se le observa directamente es de un color rojizo. Posee un marcado aroma a frutos secos y se puede emplear para cocinar, para elaborar postres y ensaladas. Es un aceite rico en ácidos grasos poliinsaturados y es beneficioso en el tratamiento de enfermedades de vejiga y próstata. (Tradition Austria, 2013) Las propiedades antiparasitarias de la semilla se deben a la cucurbitina. La cucurbitina es un aminoácido no esencial de tipo alcaloide que se encuentra únicamente en las semillas de la calabaza, de ahí proviene su nombre.https://es.wikipedia.org/wiki/Austria https://es.wikipedia.org/wiki/Denominaci%C3%B3n_de_origen https://es.wikipedia.org/wiki/Uni%C3%B3n_Europea https://es.wikipedia.org/wiki/Ensalada https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_graso https://es.wikipedia.org/wiki/Vejiga https://es.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%B3stata La cucurbitina estimula secreción gástrica y paraliza a los parásitos como tenia (solitaria), áscaris lumbricoides (lombriz intestinal) y oxiuros (helminto más común en los niños del continente americano); favoreciendo su desprendimiento de la pared intestinal y su expulsión por vía fecal. Las pruebas cualitativas y cuantitativas para identificar los compuestos de interés: Polifenoles, flavonoides, terpenos, carotenos y enzimas, así como también las técnicas de laboratorio para la identificación de otros componentes de la semilla. Se eligieron las más adecuadas para esta investigación. 4.2 Estudio Experimental 4.2.1 Diagrama de trabajo 4.2.2 Reactivos, Material y Equipo En la tabla 1. Se muestran los reactivos, materiales y equipo utilizados para el desarrollo de la investigación realizada. Tabla 1. Reactivos, material y equipo REACTIVOS MATERIAL EQUIPO Acetona Agitador magnético Balanza analítica Ohaus Pioneer ( 0,1 mg) Ácido clorhídrico concentrado Bureta (50 mL) Centrífuga de laboratorio modelo TDL-40B Agua destilada Crisoles Estufa Almidón Embudo Parrilla con agitación magnética Buffer pH 4, 7 y 10 Espátula Refractómetro Abbe Disolución de FeCl3 al 2% Gradilla Termobalanza Etanol Matraz aforado Fenolftaleína Matraz Erlemenyer Hexano Picnómetro Hidróxido de sodio 0.2 % Pipetas (10 mL) Limaduras de magnesio Pinzas para bureta Lugol Probeta Metanol Propipeta REACTIVOS MATERIAL EQUIPO http://www.basculas-balanzas.com/balanzas-analiticas-microbalanzas/balanza-analitica-microbalanza-30-pioneer.html 4-Nitrofenil α–D-glucopiranosa Soporte Universal 2-Nitrofenil β-D-galactopiranosa Soxhlet Peróxido de hidrógeno Termómetro Reactivo de Hager Tubos de ensayos Reactivo de Mayer Vasos de precipitados Tetracloruro de carbono Varilla de vidrio Tiosulfato de sodio Vidrio de reloj Yoduro de potasio El trabajo experimental se realizó en las instalaciones de la Facultad de química UNAM, principalmente en el laboratorio 2B de Química Orgánica. Los disolventes, reactivos utilizados en este estudio fueron grado reactivo y de marcas que elige la universidad, Aldrich, J.T. Baker y Química Barsa. Las semillas de calabaza se adquirieron en el mercado de la Merced. Una vez compradas se procedió a realizar pruebas de calidad de las semillas, que incluyen pruebas sensoriales que son necesarias debido a que dan antecedentes de la manipulación que da el productor y/o vendedor a las semillas durante el almacenamiento. En el Anexo I se encuentran los resultados de la pruebas de calidad de las semillas, se realizaron de acuerdo a lo establecido en la Norma Oficial Mexicana NOM-247-SSA1-2008 y los protocolos experimentales del Laboratorio de Tecnología de Alimentos, 2015, del apartado de Cereales. Anexo I. Calidad física de los granos y semillas Semilla y No. de identificación Semilla de Cucurbita maxima Origen: Bodega 135 Mercado de La Merced Remitido por: Facultad de Química Fecha de muestreo: 2 de febrero del 2016 Precio: $100 Peso de la muestra: 1003g Observaciones: Semilla entera, pelada y sin tratamiento térmico. A. Sensorial y temperatura Temperatura (°C) T. ambiente 18°C 17°C 17°C 18°C 18°C 18°C Máx. diferencia entre los 5 puntos: 1°C Máx. diferencia con la T. ambiente: 1°C Olor típico: Olor a pepitas Olores extraños: Ninguno B. Impurezas y sanidad Peso de muestra: 200 g Peso de impurezas: 4.2 g % de impurezas: 2.1% Piedras: 2 Hojas y tallos: 6 tallos, 2 hojas Terrones: No Insectos o fragmentos: No Pelos: No Paja: No Excretas de roedor: No Vidrios: No Otros: No Hongos del género No se detectaron ____hongos______ _ ¿Se detectaron insectos? No Adultos : No Vivos:_0__/k g Muertos:__0_/K g Perforadores : 0Kg ¿Se conservan para identificación? Ninguno C. Humedad y densidad Humedad:____5.45___% Método: Termobalanza Peso hectolítrico: _Mayor a 1 Kg/hL Peso de mil granos:_160.3420 g Índice de flotación: 8% Análisis selectivo Peso muestra: 200 g Quebrados: 4 % Contrastantes: 0.8% Daños por Carbón: 0% Punta negra: 0% Insectos: 0% Calor: 0% Heladas: 0% Roedores: 0% Panza blanca: 2% Germinados: 0% Inmaduros, verdes o chupados: 0% Suma dañados: 2% Total defectuosos: 2% D Fotos Figura 5. Índice de flotación Figura 6. Mortero con semillas de calabaza 4.3 Extracción Una vez realizadas las pruebas de calidad se efectuó la extracción de los compuestos no polares, por medio de Soxhlet. Para esto se molieron 500g de pepitas y por tamaño del equipo se dividió la molienda en dos partes para realizar dos extracciones, una con 300 gramos y otra con 200 gramos, en ambas extracciones lo que se busca es obtener los compuestos no polares de la pepita, para ello se empleó extracción continua con el aparato Soxhlet, utilizando como disolvente hexano. Al finalizar esta técnica se obtuvieron dos fracciones, la harina de semillas desengrasadas y la fracción no polar, que es un aceite de color rojo característico. Tabla 2. Extracción continúa de grasa empleando Soxhlet Como se observa en la Tabla 2 el porcentaje de aceite es muy alto, nos indica que la mitad del peso de la semilla es aceite, lo cual hace que la pepita sea una excelente oleaginosa. La extracción generó dos fracciones, el aceite y la semilla desengrasada, con las cuales se trabajó la parte experimental. Extracción con Hexano Pepitas molidas (g) Tiempo de extracción (min) Solido obtenido (g) % de Aceite obtenido 1 300.0015 300 164.1990 54.73 2 200.0210 300 103.1548 51.57 Promedio 53.15 4.4 Aceite de semilla de calabaza La fracción no polar que se extrajo empleando hexano, es un aceite dicromático; es decir, que cuando se mira a través de él es de color verde oscuro y cuando se le observa directamente a la luz presenta un color rojizo. Posee un marcado aroma a frutos secos. La solución hexánica se destiló para obtener recuperar el disolvente y obtener el aceite al cual se le realizaron las siguientes pruebas: 4.4.1 Acidez La acidez que presentan los aceites es una manera fácil de conocer el estado de oxidación y por lo tanto del deterioro del aceite. Es un parametro que se debe medir como prueba de plataforma para determinar si el aceite es o no de buena calidad. Para esto se tomó una muestra de 10 militros y se tituló con una solución de NaOH (Hidróxido de sodio) al 0.1 Molar y utilizando como indicador fenolftaleína. En cada alicuota se gastó tan solo un militro de sosa, lo cual nos da como resultado que la acidez del aceite es muy baja y está dentro de los limites que especifica la Norma Oficial Mexicana NOM-247-SSA1-2008, lo cual también indica que los ácidos grasos que contiene nuestro aceite no se encuentran libres sino esterificados. Tabla 3. Determinación de acidez Número de matraz Volumen de Sosa gastada (mL) Porcentaje de acidez (%) 1 1.0 1.0 2 1.0 1.0 3 1.0 1.0 La acidez de este aceite es muy baja y está dentro de los limites que especifica la Norma Oficial Mexicana NOM-247-SSA1-2008, lo cual también indica que los ácidos grasos que contiene nuestro aceite no se encuentran libres. 4.4.2 pH Para asegurarnos que la titulación se realizó de manera adecuada se mide el pH del aceite para determinar que tan ácido es. Esta medición
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