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1 EXTRACCIÓN DE ACEITE DE SEMILLAS DE GUANÁBANA (Annona muricata): ANÁLISIS PROXIMAL Y PROPIEDADES FUNCIONALES DE LOS AISLADOS PROTEICOS. ADRIANA ROSA RAMOS PÁEZ Estudiante Director: MSc. AMELIA ANDREA ESPITIA ARRIETA UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA MONTERÍA- CÓRDOBA 2020
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EXTRACCIÓN DE ACEITE DE SEMILLAS DE GUANÁBANA (Annona
muricata): ANÁLISIS PROXIMAL Y PROPIEDADES FUNCIONALES DE LOS
AISLADOS PROTEICOS.
ADRIANA ROSA RAMOS PÁEZ
Estudiante
Director:
MSc. AMELIA ANDREA ESPITIA ARRIETA
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
MONTERÍA- CÓRDOBA
2020
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EXTRACCIÓN DE ACEITE DE SEMILLAS DE GUANÁBANA (Annona muricata):
ANÁLISIS PROXIMAL Y PROPIEDADES FUNCIONALES DE LOS AISLADOS
PROTEICOS.
MONOGRAFÍA PARA OPTAR AL TÍTULO DE QUÍMICO
ADRIANA ROSA RAMOS PÁEZ
Estudiante
Director:
MSc. AMELIA ANDREA ESPITIA ARRIETA
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
MONTERÍA- CÓRDOBA
2020
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NOTA DE ACEPTACIÓN
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
Amelia Espitia Arrieta
Directora: MSc. Amelia Andrea Espitia Arrieta
Jennifer Lafont Mendoza
Jurado: PhD. Jennifer Lafont Mendoza
__________________________________
Jurado: MSc. Jesús M. López Ochoa
4
DEDICATORIA
Mejor es adquirir sabiduría que oro preciado;
Adquirir inteligencia vale más que la plata.
Proverbios16:16
Llena de alegría, amor y esperanza, dedico este trabajo primeramente a Dios, por haberme
dado la sabiduría y entendimiento. A cada uno de mis seres queridos, quienes han sido mis
pilares para poder seguir adelante. Es para mí de gran orgullo poderles dedicar a ellos, que
con gran sacrificio y esfuerzo, me ayudaron alcanzar esta meta.
A mis padres Isidro Ramos, Martha Páez, María Morales, por haberme forjado como la
persona que soy; me infundieron reglas y algunas libertades, pero al final de todo me
motivaron constantemente para alcanzar mis anhelos.
A mis hermanos, en especial a Tonny Ramos, Angélica Ramos, Carolina Ramos, José D.
Ramos y Dina Fuentes, quienes con sus palabras de aliento no me dejaban decaer,
ofreciéndome su amor y la calidez de ser familia.
A mi esposo Junior Ramírez, quien formo parte de mi sacrificio, con su afecto y cariño me
demostró su apoyo incondicional.
A mi hija Samantha Ramírez, quien ha sido mi mayor motivación, sé que a tu edad quizás
no entiendas mis palabras, pero para cuando seas capaz, quiero decirte que eres y serás la
razón por la que me levante cada día esforzándome por el presente y el mañana, eres mi
principal motivación. Te amo.
Y sin dejar atrás a toda mi familia por confiar en mí, a mis abuelos, tíos, sobrinos, y
suegros, gracias por ser parte importante de mi vida.
5
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a Dios por haberme permitido llegar hasta este punto de mi vida, me faltaran
páginas para agradecer a todos aquellos que hicieron parte de este trabajo. Sin embargo,
hay seres que merecen un reconocimiento especial.
Mi hija por ser mi motivación, la que me da ganas de luchar y levantarme a diario sin
importar las dificultades, gracias hija por existir y alegrar mis días. Te amo.
Mi padre Isidro Ramos, por su apoyo incondicional, por sus consejos, sus palabras de
aliento y sobre todo su amor; por haberme forjado como una mujer de bien y porque
siempre será mi ejemplo a seguir, no alcanzan las palabras para describirte como el mejor
padre del mundo. Te amo mi viejo.
A mi esposo por todo su apoyo, comprensión, sus palabras de aliento; y por lo feliz que me
siento de tenerte a mi lado. Te amo.
A mi madre y mis hermanos que con sus consejos ayudaron a esforzarme por lograr esta
meta tan importante.
Mis demás familiares, amigos de vida, mis compañeros de estudio, maestros, auxiliares de
laboratorio y directivos del departamento de Química gracias por aportar un grano de arena
en mi crecimiento personal y profesional.
De igual forma agradezco a mi directora Amelia Espitia, mujer de ciencias que merece ser
respetada y admirada, quien confió en mis capacidades y se entregó con dedicación a este
trabajo monográfico. Al grupo de investigación de Fisicoquímica Orgánica, quienes me
abrieron las puertas para poder realizar este proyecto.
Gracias……
6
RESUMEN
Colombia es productor por excelencia de frutas exóticas, entre las que se encuentra la
guanábana (Annona muricata). El interés por analizar la obtención de aceite a partir de las
semillas de guanábana radica en que, la semilla de esta fruta cuenta con un contenido
importante de ácidos grasos insaturados (ácidos oleico y linoleico), la composición de
ácidos grasos de un aceite es una característica química no solo útil para la verificación de
la pureza del mismo, sino también desde el punto de vista nutricional.
La semilla de la guanábana (Annona muricata) y la torta residual de la extracción del aceite
puede ser aprovechado para realizar su análisis proximal el cual tiene como objetivo
determinar el contenido de agua o humedad, las grasa, proteínas y cenizas presentes en los
alimentos. Además, en estos procesos se obtiene también el valor nutritivo de un producto,
y la mejor forma de combinación existente con otras fuentes de materia para así lograr el
nivel deseado de los distintos componentes de una dieta.
Otra fuente de viabilidad para aprovechar las semillas son sus aislados proteicos, con
presencia relevante de proteína, ya que estos pueden poseer importantes usos en la
industria, debido a las propiedades funcionales que poseen, como lo son la emulsificacion,
la formación de espuma, la gelación, el incremento de la viscosidad, el sabor, la textura y la
absorción de grasa y agua; diferentes formas de aditivos proteicos son agregados a los
alimentos para aumentar sus características funcionales, nutricionales y económicas.
Con base a lo anterior se evidencia la pertinencia de consultar en diversas investigaciones
científicas acerca del uso de las semillas de Annona muricata, la determinación del análisis
proximal de la torta residual y la funcionalidad de sus aislados proteicos con la finalidad de
direccionarlos hacia su uso más adecuado.
Palabras claves: guanábana, análisis proximal, aislados proteicos.
7
TABLA DE CONTENIDO
Pág.
ÍNDICE DE FIGURAS…………………………………………………………………14
ÍNDICE DE ECUACIONES…………………………………………………………...16
ÍNDICE DE TABLAS………………………………………………………………......17
1. INTRODUCCIÓN …………………………………………………………………...18
2. OBJETIVOS………………………………………………………………….………20
2.1. OBJETIVO GENERAL……………………………………………………………20
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS……………………………………………………...20
3. CAPITULO I: PROCESOS DE EXTRACCIÓN DEL ACEITE DE SEMILLAS DE
GUANÁBANA (Annona muricata)………………………………….…………………21
3.1. GENERALIDADES DE Annona muricata……………………………………….21
3.1.1 Clasificación taxonómica……………………………………………………21
3.1.2. Características morfológicas………………………………………………21
3.1.2.1. Fenología…………………………………………………………...23
3.1.3. Toxicidad……………………………………………………………………23
3.1.3.1 Acetogeninas……………………………………………………….23
3.2. GRASAS Y ACEITES……………………………………………………………..24
3.2.1. Aceites de origen vegetal……………………………………………………25
3.2.1. Grasas de origen Animal……………………………………………………25
3.3. LÍPIDOS Y METABOLISMO DE LÍPIDOS……………………………………26
3.3.1. Ácidos grasos……………………………………………………………..…27
3.3.1.1. Ácidos grasos insaturados………………………………….………27
8
3.3.1.2 Ácidos grasos saturados…………………………………………….28
3.3.1.3. Análisis de ácidos grasos……………………………………………28
3.3.2. Lípidos simples, compuestos y derivados……………………...………….28
3.3.3. Transporte a través de la membrana……………………………………..29
3.3.4. Catabolismo y anabolismo de ácidos grasos………………………………29
3.3.5. Biosíntesis de los lípidos……………………………………………………30
3.3.6. Oxidación de ácidos grasos…………………………………………………30
3.3.6.1. Ciclo de Krebs………………………………………………………30
3.4. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ACEITE DE LA SEMILLA DE LA
GUANÁBANA……………………………………………………………………31
3.4.1. Caracterización de aceites presentes en la semilla de guanábana………31
3.4.1.1. Ácidos grasos presentes en la semilla de guanábana……………….31
3.4.1.1.1. Ácido palmítico…………………………………………………..31
3.4.1.1.2. Ácido esteárico…………………………………………………..31
3.4.1.1.3. Ácido linoleico…………………………………………...............32
3.4.1.1.4. Ácido oleico………………………………………………………32
3.4.1.1.5. Ácido linolénico…………………………………………………..32
3.5. MÉTODOS DE EXTRACCIÓN DE ACEITES………………………………...32
3.5.1. Método de extracción soxhlet…………………………..…………………..33
3.5.1.1. Ventajas y desventajas del método de extracción
soxhlet…………….……………………………………………….…34
3.5.1.2. Partes del aparato soxhlet……………………………………………35
3.5.2. Método de extracción por prensado……………………………………….36
3.5.2.1. Ventajas y desventajas del método de extracción
por prensado………………………………………………………..38
9
3.5.3. Método de extracción con fluidos supercríticos…………………………..38
3.5.3.1. Etapas de extracción con fluidos supercríticos…….…..……………39
3.5.3.1.1. Presurización…..…………………………………………..39
3.5.3.1.2. Ajuste de temperatura……………………………………..39
3.5.3.1.3. Extracción………………………………………………….39
3.5.3.1.4. Separación……..…………………………………………...39
3.5.3.2. Ventajas y desventajas del método de extracción
Por Fluidos Supercríticos…………………………………….……………..40
3.7. PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DE LOS ACEITES……………………40
3.6.1. Índice de Saponificación……………………………………………………40
3.6.2. Índice de Yodo……………………………………………………………..41
3.6.3. Índice de Peróxidos………………………………………………………...42
3.6.4. Índice de Acidez……………………………………………………………43
3.6.5. Índice de Refracción……………………………………………………….43
3.6.6. Peso Específico …………………………………………………………….44
3.6.7. Calor Específico……………………………………………………………44
3.6.8. Capacidad Emulsificante………………………………………………….45
3.6.9. Viscosidad………………………………………………………………….45
3.6.10. Punto de Fusión…………………………………………………………..45
4. CAPITULO II: OBTENCIÓN DE AISLADOS PROTEICOS DE LA SEMILLA
DE GUANÁBANA (Annona muricata)…………………………………………….…46
4.1. IMPORTANCIA DE LAS PROTEINAS………………………………………..46
4.1.1. Aminoácidos. definición y estructura……………………………………..46
4.1.2. Aminoácidos esenciales y su importancia…………………………………47
4.1.3. Propiedades anfóteras de los aminoácidos………………………………...47
10
4.1.4. Proteína. Definición y función ……………………………………………..47
4.1.5. Niveles de estructuración de proteínas…………………………………….47
4.1.6. Desnaturalización de proteínas…………………………………………….48
4.1.7. Calidad nutritiva de las proteínas…………………………………………48
4.2. TÉCNICAS DE SEPARACÍON DE PROTEÍNAS……………………………49
4.2.1. Electroforesis………………………………………………………………49
4.2.1.1. Electroforesis capilar……………………………………………….49
4.2.1.2. Técnicas Electroforéticas……………………………………………50
4.2.2. Cromatografía……………………………………………………………..50
4.2.2.1. Cromatografía de líquidos………………………………………….50
4.2.2.2. Cromatografía en capa fina…………………………………………50
4.2.2.3. Cromatografía liquida de alta eficiencia (HPLC)…………………..51
4.2.2.4. Cromatografía de exclusión molecular……………………………..51
4.2.2.5. Cromatografía de intercambio iónico………………………………51
4.2.2.6. Cromatografía basada en bioafinidad………………………………51
4.2.2.7. Cromatografía liquida de alta eficiencia en condiciones
desnaturalizantes (DHPLC)………………………………………..52
4.2.3. Dicroísmo circular……………………………………………………………..52
4.2.4. PCR……………………………………………………………………….…….52
4.3. MÉTODOS DE CUANTIFICACIÓN DE PROTEÍNAS……………….…….52
4.3.1. Métodos de absorción…………………………………………………..….52
4.3.2. Métodos derivados colorimétricos………………………………….…….52
4.3.2.1. Biuret……………………………………………………………….52
11
4.3.2.2. Lowry……………………………………………………………....53
4.3.2.3. Bradford…………………………………………………………....53
4.3.2.4. BCA……………………………………………………………..…53
4.3.3. Métodos derivados fluorimétricos……………………………………..….53
4.3.3.1. O-ftalaldehido…………………………………………………...….53
4.4. METABOLISMO DE PROTEÍNAS………………………………………..…53
4.4.1. Metabolismo de aminoácidos………………………………………..…..54
4.4.2. Ciclo de la urea………………………………………………………..….54
4.5. PROPIEDADES FUNCIONALES DE LAS PROTEÍNAS…………..…….55
4.5.1.1. Capacidad de absorción de agua………………………….……...…56
4.5.1.2. Propiedades emulsificante……………………………………..…..56
4.5.1.3. Propiedades espumantes………………………………………..….56
4.5.1.4. Solubilidad de la proteína………………………………….…..…..56
4.5.1.5. Retención de agua…………………………………….………..….56
4.5.1.6. Viscosidad……………………………………….…………..…….57
4.5.1.7. Gelificación……………………………….………………..……..57
4.6. AISLADO PROTEICO. DEFINICIÓN……………………………..……….57
4.6.1. Etapas de proceso de producción de un aislado proteico……..………57
4.6.1.1. Etapa de extracción de proteínas…………………………..…….57
4.6.1.2. Etapa de concentración y/o purificación……………………..…58
4.6.1.3. Etapa de secado……………………………………………….…58
4.7. IMPORTANCIA DE LOS AISLADOS PROTEICOS .……………………59
4.8. USOS DE LOS AISLADOS PROTEICOS………………………………….59
12
5. CAPITULO III. ANÁLISIS PROXIMAL DE LA SEMILLA Y LA TORTA
RESIDUAL DE LA EXTRACCIÓN DE ACEITE DE GUANÁBANA (Annona
muricata)………………………………………………………………………………61
5.1. ANÁLISIS PROXIMAL. DEFINICIÓN. …………………………….………..61
5.1.1. Análisis de humedad ……………...……………………………..……….62
5.1.2. Análisis de proteína cruda………………………………………………..64
5.1.3. Análisis de grasa bruta o extracto Etéreo……………………………....65
5.1.4. Análisis de cenizas…………………………………………………….….65
5.1.5. Análisis de fibra cruda o Bruta….………………………………….…..66
5.1.6. Extracto libre de Nitrógeno………………………………………….…..66
5.2. LIMITACIONES DEL ANÁLISIS PROXIMAL...……………………..……66
5.3. SUSTANCIAS NUTRITIVAS DE UN ALIMENTO…………….………..…67
5.4. FUENTE DE PROTEÍNAS……………………….….………………………..67
5.5. FUENTE DE ENERGÍA EN LOS ALIMENTOS …..……………………....68
5.6. COMPOSICIÓN NUTRICIONAL DE LA Annona muricata…….…………68
5.6.1. Carbohidratos y metabolismo de carbohidratos………………………..70
5.6.1.1. Definición y estructura……………………………………………..70
5.6.1.2. Clasificación de carbohidratos……………………………………..71
5.6.1.3. Rutas metabólicas de carbohidratos……………………………….71
5.6.1.4. Glucólisis y reacciones…………………………………………….72
5.6.1.5. Glucogénesis……………………………………………………….73
5.6.1.6. Regulación de la glucólisis y la glucogénesis………………………73
13
5.6.2. Vitaminas…………………………………………………………….…74
5.6.2.1. Absorción de las vitaminas……………………………………….76
5.6.3. Minerales………………………………………………………………..77
5.6.3.1. Macroelementos esenciales………………………………………77
5.6.3.2. Microelementos esenciales……………………………………….78
5.6.3.3. Elementos traza esenciales…………………………………….....78
5.6.3.4. Elementos contaminantes…………………………………………79
6. CAPITULO IV. APLICABILIDAD DE LA SEMILLA DE GUANÁBANA
(Annona muricata)………………………………………………………………….80
6.1. USOS A NIVEL INDUSTRIAL………………………………………………80
6.1.1. Industria alimenticia…………………………………………………….80
6.1.1.1. Extracción de aceites…………………………………………….83
6.1.2. Industria de biodiésel………………………………………………….....83
6.1.2.1. Biodiesel. Definición……………………………………………...83
6.1.3. Industria cosmética y farmacéutica ……………………………………88
6.1.3.1. Cremas humectantes…………………………………………….90
6.1.4. Industria agropecuaria……………………………………................91
6.1.4.1. Potencial insecticida…………………………………………...91
6.2. LA GUANÁBANA Y OTRAS ANONÁCEAS………………………………..92
7. CONCLUSIÓN……………………………………………………………………96
8. APORTES………………………………………………………………………….98
9. BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………..99
14
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Flor de Annona muricata……………………………………………..22
Figura 2. Árbol de Annona muricata…………………………………………..22
Figura 3. Frutos de Annona muricata…………………………………………..22
Figura 4. Semillas de Annona muricata………………………………………..23
Figura 5. Estructura general de las acetogeninas. Se señala un anillo de THF
y la γ-lactona, los R1 y R2 son radicales de carbonos…………..24
Figura 6. Equipo de extracción Soxhlet………………………………........35
Figura 7. Prensa hidráulica de compresión isostática automática……........36
Figura 8. Prensa mecánica de forjado automática…………………………36
Figura 9. Prensa eléctrica de compresión totalmente automática………….37
Figura 10. Prensa hidráulica (marca CARVER)………………………….....37
Figura 11. Prensa de tornillo helicoidal……………………………….…….37
Figura 12.
Figura 13.
Equipo de extracción con fluidos supercríticos…………….........39
Reacción química para la síntesis o formación del jabón…….....46
Figura 14. Estructura química de un aminoácido…………………..……….55
Figura 15. Ciclo de la Urea……………………………………………..…..61
Figura 16. Fracciones separadas por el método de Weende (Análisis
proximal)…………………………...……………………….…...70
Figura 17. Estructura química de los carbohidratos, grupos
funcionales …………………………………………..…….……70
Figura 18. Glucolisis y vía de las pentosas fosfato …………………………72
15
Figura 19. Reacciones de la glucolisis ……………………………………...73
Figura 20. Elementos constituyentes y moduladores de la vía gluconeogénica
del hígado ……………………………………………………….74
Figura 21
Figura 22
Figura 23
Figura 24
Regulación de la Glucogénesis y glucolisis ………………...….73
Reacción de transesterificación…………………………………83
A. fruto maduro Annona reticulata L.; B. frutos maduros de
Annona. lutescens Saf…………………………………………94
Fruto de Annona squamosa L………………………………..94
16
ÍNDICE DE ECUACIONES
Pág.
Ecuación 1 Índice de Saponificación…………………………………….. 41
Ecuación 2 Índice de Yodo………………………………………………. 42
Ecuación 3 Índice de Peróxidos………………………………………….. 43
Ecuación 4 Índice de Acidez…………………………………………….. 43
Ecuación 5 Índice de Refracción………………………………………… 44
Ecuación 6 Peso Específico……………………………………………… 44
Ecuación 7
Ecuación 8
Ecuación 9
Ecuación 10
Ecuación 11
Ecuación 12
Ecuación 13
Ecuación 14
Ecuación 15
Ecuación 16
Calor Específico……………………………………………...
% Humedad (Método de la estufa de aire)…………………..
% Humedad (Método de la estufa de vacío)…………………
% Grasa (base seca)………………………………………….
% Grasa (base húmeda)……………………………………...
% Cenizas (Base húmeda)…………………………………...
% Cenizas (Base seca)……………………………………….
% Fibra (Base seca)………………………………………….
% Fibra (Base húmeda)………………………………………
(%) Extracto libre de nitrógeno………………………………
44
63
63
65
65
65
65
66
66
66
17
ÍNDICE DE TABLAS
Pág.
Tabla 1.
Tabla 2.
Normas que rigen los parámetros proximales……………….
Valor nutricional por cada 100 gramos de la Annona
muricata……………………………………………………..
61
69
Tabla 3.
Tabla 4.
Propiedades del biodiesel……………………………………
Propiedades del biodiésel de guanábana y los estándares
ASTM D6751 y EN 14214………………………………….
84
86
18
1. INTRODUCCIÓN
La guanábana (Annona muricata), pertenece a la familia de las Annonaceae y su origen
radica en América, posiblemente de las Antillas; su origen etimológico proviene del arawak
wanabán, Annona del calificativo taíno anona, y muricata del latín, en el cual su
significado es erizado, por el aspecto espinoso de la cáscara. (Vit, Santiago & Pérez, 2014).
Es una fruta tropical que en Colombia le dan múltiples usos, entre ellos está la preparación
de jugos y pulpas de fruta; las semillas comprenden el 20% hasta 25% en masa de la
guanábana madura, las cuales generalmente se tienen como parte del residuo del
procesamiento que se le hace a la fruta y por lo general no tienen un destino que genere
valor y por ende su disposición final puede resultar en una problemática de contaminación
ambiental. (Dorado, Hurtado & Martínez, 2016). Se tiene evidencia de que, en diversos
trabajos realizados, sus semillas poseen importante contenido de aceite, y de esa manera se
pueda ver en su extracción una buena alternativa para el aprovechamiento de este tipo de
recurso. (Cerón, Osorio & Hurtado, 2012).
Este tipo de aceite de origen vegetal derivado de semillas oleaginosas por lo general se
obtienen por el método de extracción con solventes; comúnmente como solventes se utiliza
el hexano (Solís et al, 2010; Adepoju et al, 2014) y éter etílico (Cerón, Osorio & Hurtado,
2012), los cuales presentan limitaciones para ser utilizados como solventes en productos
para consumo humano (Lafont, Páez & Portacio, 2011) además existe el inconveniente que
se asemeja al tiempo prolongado de extracción y su eliminación incompleta de solvente
después de la extracción (Dorado, Hurtado & Martínez, 2016). Por ello, algunos autores
han propuesto la extracción con dióxido de carbono supercrítico (CO2-SC) como una
tecnología alternativa para la extracción de aceites vegetales ya que permite una extracción
selectiva y el fraccionamiento de extractos (Dorado, Hurtado & Martínez, 2016).
En la actualidad hay una creciente demanda de este tipo de productos en el sector
alimentario y cosmético, donde los ingredientes naturales toman cada vez mayor
importancia e interés. También, estos residuos tienden a tener un alto contenido nutricional
y a su vez características funcionales que aún no han sido estudiadas a profundidad, lo que
conlleva al desconocimiento de su utilidad, ahora bien, los aislados proteicos pueden ser
usados para el aprovechamiento de semillas, ya que estos podrían servir como ingredientes
19
en diversos productos alimenticios. Con base a lo expuesto anteriormente la presente
monografía, sustenta la importancia de evaluar el aprovechamiento de la semilla de
guanábana teniendo en cuenta la extracción de su aceite, el estudio de su torta a través de
análisis proximal y la valoración de sus aislados para dar a conocer sus potenciales usos.
20
2. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GENERAL
Evaluar el aprovechamiento de la semilla de guanábana a través de la extracción de
su aceite, la determinación del análisis proximal de la torta residual y la
funcionalidad de sus aislados proteicos con el fin de direccionarlo hacia su uso
potencial más adecuado.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Identificar los diversos procesos de extracción del aceite de la semilla de
guanábana, de acuerdo con los estudios científicos publicados en la literatura
Analizar el proceso de obtención de aislados proteicos de semillas de guanábana,
reportados en las fuentes bibliográficas
Examinar el análisis proximal reportado de la semilla de la Annona muricata
(guanábana) y su torta residual
Proponer posibles aplicabilidades a esta materia prima de acuerdo a los parámetros
estudiados.
21
3. CAPITULO I: PROCESOS DE EXTRACCIÓN DEL ACEITE DE SEMILLAS
DE GUANÁBANA (Annona muricata)
3.1.GENERALIDADES DE Annona muricata
Annona muricata pertenece a la familia de las Annonaceae, su origen radica en américa es
posiblemente de sudamerica y centroamerica, se distingue popularmente como guanábana o
graviola y sursop en idioma inglés. Es cultivado en muchos países tropicales por sus frutos
comestibles, está adaptada a áreas de alta humedad e inviernos relativamente cálidos,
temperaturas inferiores a 5 °C (Okoro, 2013); la guanábana es una fruta que en promedio
llega a tener un peso de unos 3,0 kg de los cuales aproximadamente un 75,3%
corresponden a su pulpa, un 5,1% semilla; 12,8% es cascara y el 6,8% al raquis; sus frutos
son ligeramente dulces con 17,2 grados brix y tiene en promedio aproximadamente 200
semillas cada fruto. (León, Granados & Osorio, 2016.)
3.1.1. Clasificación taxonómica
Reino: Plantae
División: Magnoliophyta
Clase: Magnoliopsida
Orden: Magnoliales
Familia: Annonaceae
Género: Annona
Especie: Annona muricata
(Gonzáles, Gayosa & Chang, 2018)
3.1.2. Características morfológicas
Los árboles de la Annona muricata son aproximadamente de 3 a 10 m de altura, son
ramificados, de forma cónica y frondosos, sus hojas son ovaladas elípticas de 2 a 6 cm de
ancho por 6 a 11.5 cm de largo aproximadamente, con yemas axilares. Sus raíces son
pivotantes con anclaje ramificado fuerte, los mayores porcentajes se encuentra en los
primeros 30 cm de profundidad. Además sus flores son hermafroditas, distribuidas a lo
largo del tallo y en las axilas; sus frutos se constituyen en una baya producto de múltiples
ovarios, además están clasificados como múltiples de forma oblonga cónica, semejantes a
22
un corazón o de forma irregular (desarrollo inapropiado del carpelo o vacíos producidos por
insectos), los frutos llegan alcanzar los 10 a 30 cm de longitud con un peso de entre 1 a 5
kg, con cáscara de color verde oscuro que posee varias espinas pequeñas, carnosas y suave;
pero cuando madura la cascara es de color verde mate y con consistencia blanda y su
apariencia es verticulada. Su pulpa es de color blanco, con consistencia cremosa, es
aromática muy jugosa y suave, adherida a la cutícula, pero se separa fácilmente en
segmentos y recubre totalmente las semillas que son de color negro que poseen
dimensiones que varían en promedio de 1cm a 2cm de largo, cada fruto puede tener hasta
un aproximado de 200 semillas. (Jiménez et al, 2017).
Figura 1. Flor de Annona muricata (Reyes, 2018).
Figura 2. Árbol de Annona muricata (Reyes et al, 2018).
Figura 3. Frutos de Annona muricata (Reyes et al, 2018).
23
Figura 4. Semillas de Annona muricata (Leiva, Gayoso & Chang, 2018).
3.1.2.1. Fenología.
Esta especie generalmente con las primeras lluvias de invierno, empieza a surgir, para
posteriormente florecer y así fructificar desde el mes de marzo hasta los últimos días del
mes de abril o mayo, pero, por ser cultivada, puede florecer hasta el mes de septiembre u
octubre. (Leiva, Gayoso & Chang, 2018).
3.1.3. Toxicidad
La toxicidad que se atribuye a la Annona muricata y a las anonáceas en general va a
depender en su mayoría de concentración de algunos metabolitos de origen secundarios
llamados acetogeninas. Según los primeros estudios químicos que se llevaron a cabo en las
décadas de los años 70 y 80, los cuales condujeron al aislamiento de alcaloides
isoquinolínicos en diversos órganos de la planta de Annona muricata, se ha reportado que
esta posee más de 50 acetogeninas; con diferentes actividades biológicas encontradas en
frutos, corteza y hojas. (Quispe et al, 2006).
3.1.3.1 Acetogeninas
La Guanábana se considera es una de las anonáceas que más estudios se le ha practicado, a
ella se le han aislado un sin número metabolitos como lo son alcaloides, ácidos grasos,
amidas y acetogeninas, tanto de la corteza, como en las semillas, el tallo y sus hojas, donde
las acetogeninas son los compuestos de interés por su comprobada actividad biológica; ellas
son además miembros de un tipo de derivados policétidos de cadena larga abierta
24
(alifática) que poseen uno o tres anillos de tetrahidrofurano (THF), estos pueden ser
reemplazados por anillos de epóxido o dobles enlaces algunas veces, y con un anillo de γ-
lactona insaturado metil sustituido como grupo terminal (Gaviria, Posada & Mira, 2018).
En gran parte estos compuestos policétidos tienen una buena actividad antitumoral,
antiparasitaria e insecticida; además las acetogeninas presentan potencial bioactivo a través
de una reducción de los niveles de ATP inhibiendo el NADH deshidrogenasa, afectando
directamente el proceso de transporte de electrones en la mitocondria y causando así muerte
celular programada. (Hincapié, Lopera & Ceballos, 2008).
Figura 5. Estructura general de las acetogeninas. Se señala un anillo de THF y la γ-lactona,
los R1 y R2 son radicales de carbonos. (Gaviria, Posada & Mira, 2018).
3.2.GRASAS Y ACEITES
Los aceites han sido utilizados por los seres humanos desde épocas ancestrales como parte
de su alimentación y como combustibles, los aceites son productos de origen vegetal o
animal, y están conformados principalmente por triésteres de ácidos grasos y el glicerol, se
les denomina como “triglicéridos”, el aceite puede estar formado por un solo tipo o por una
mezcla de triglicérido. Si esta mezcla es sólida, o de consistencia pastosa, a temperatura
ambiente (20°C), se trata de una “grasa”, si por el contrario es líquida a temperatura
ambiente, es un aceite. (Durán, Torres & Sanhueza, 2015).
Las grasas constituyen en el organismo la reserva energética más importante, aportan así 9
kilocalorías por gramo (Kcal/g), además trasportan vitaminas liposolubles y las hay en gran
variedad de alimentos y preparaciones. Además, desarrollan funciones fisiológicas,
inmunológicas y estructurales. Se tiene que el ingesta excesiva de los alimentos que son
fuente de grasa, acompañado por estilos de vida sedentarios, afecta nuestro peso corporal y
25
así mismo la salud: Además la ingesta de grasa total está relacionada con el índice de masa
corporal (IMC) y el perfil lipídico, por tanto la reducción de su consumo disminuye el peso,
el IMC, el colesterol total (CT) y el colesterol LDL; la reducción del consumo de grasa
saturada puede presentar un efecto protector para eventos cardiovasculares. (Cabezas,
Hernández & Vargas, 2016).
3.2.1. Aceites de origen vegetal
En nuestro medio existe un sin número de semillas oleaginosas que se constituyen como
fuentes de obtención de aceites; el aceite está contenido en vacuolas intracelulares cuyas
paredes están formadas por polisacáridos del tipo celulósico: En el tejido celular se
encuentra también la pectina, la cual es responsable de la coherencia e integridad de la
estructura, además de otras proteínas, va a variar su presencia dependiendo del tipo de
planta que se esté tratando. El aceite de origen vegetal esta adherido a estas
macromoléculas y los procesos convencionales de extracción se basan en la extrusión de la
semilla o fruto oleaginoso que lo contiene. (Pons, 2015).
3.2.2. Grasas de origen animal.
En el grupo de las grasas de origen animal, hay grasas poliinsaturadas que son las obtenidas
de la vida marina, grasas insaturadas proveniente de aves, las moderadamente insaturadas
que proviene de la manteca de cerdo, las saturadas son las de sebo de vacuno y existe otro
grupo que son la mezcla de todas las anteriores; Para valorar una grasa de manera correcta
se tienen en cuenta algunos criterios, que se describen a continuación:
La calidad química intrínseca, que abarca el contenido en humedad, las impurezas
insaponificables, los peróxidos, la fracción no eluible, los polímeros de ácidos
grasos, las sustancias extrañas, los tóxicos, entre otros.
La composición, el perfil y valor nutricional que posee, dentro de estos grupos se
mide el contenido en energía bruta, el porcentaje de triglicéridos, la composición y
riqueza en ácidos grasos esenciales.
La especie destino
26
El precio ofertado (Fundación Española para el desarrollo de la Nutrición Animal,
2015).
3.3.LÍPIDOS Y METABOLISMO DE LÍPIDOS
Los lípidos son un acumulado de biomoléculas que se caracterizan principalmente por ser
insolubles en agua y soluble en solventes orgánicos (benceno, cloroformo, hexano, entre
otros). En su estado sólido se les cataloga como una grasa, y cuando se encuentran en
estado líquido a temperatura ambiente se les llama aceites; por lo general con frecuencia se
usa el término grasas para referirse en general a los lípidos. (Cabezas, Hernández & Vargas,
2016).
En el metabolismo de los lípidos después de ser absorbido el contenido lipídico por el
intestino delgado, se pueden originar procesos de reacción catabólicas como anabólicas,
como las descritas a continuación:
En células absorbentes intestinales: En el interior de estas células los ácidos grasos
se unen a una proteína de bajo peso molecular que es la FABP o proteína Z, la cual
transporta al retículo endoplasmático liso, donde por las vías del monoglicerol y el
glicerol 3-fosfato esterifican de nuevo, formando así triacilgliceroles, fosfolípidos y
ésteres de colesterol. (Hoyos & Calle, 2014).
Beta – Oxidación: Los ácidos grasos que no se metabolizan dentro de las células
intestinales pasan a la circulación porta y de ahí son dirigidos a la mitocondria del
hepatocito, donde posteriormente se degradan hasta formar ATP. Este proceso es
considerado como no muy eficiente en cuanto a velocidad porque requiere del
transporte a las mitocondrias mediante la carnitina, pero sin embargo en cuanto a
rendimiento energético la beta-oxidación es considerado un proceso de gran aporte
energético. (Hoyos & Calle, 2014).
Lipogénesis: Este proceso se da durante periodos de exceso calórico en el que la
ingesta calórica excede el consumo energético, y los ácidos grasos sintetizados por
el hígado (o los procedes de la dieta) son esterificados y acumulados como
27
triacilgliceroles en el tejido adiposo, como reserva para cuando carezca de ellos.
(Hoyos & Calle, 2014).
Lipólisis: Este proceso se da de manera contraria que la lipogénesis, ocurre cuando
el consumo energético sobrepasa la ingesta calórica y los adipocitos liberan su
contenido para compensar la insuficiencia y proporcionar el combustible
metabólico necesario. (Hoyos & Calle, 2014).
Formación de ecosanoides y decosanoides: Su proceso de formación se da en la
mayoría de las células del organismo, en él se incluye también a las prostaglandinas
y prostacilinas, entre otros; estos procesos se llevan a cabo partiendo de dos rutas
primordiales; la primera es la ciclicooxigenasa la cual consiste en la
transformación de los ácidos grasos de 20 carbonos en prostanoides y
lipooxigenasa; posteriormente son transformados en hidroperixotetraenoides, y
estos de manera rápida se convierten en leucotrienos, hidroxieicosatetraeenoides y
lipoxinas. (Hoyos & Calle, 2014).
3.3.1. Ácidos grasos
Los ácidos grasos están caracterizados por ser los componentes principales de los lípidos y
además los más sencillos; su estructura básica ilustra el modelo general de los lípidos ya
presentan en su cabeza afín por el agua (hidrófila) un grupo carboxilato (-COOH) polar y
una cola hidrófoba hidrocarbonada no polar. (Sosa, Montero & Juárez, 2009). Estos
pueden clasificarse según su largo de cadena, en corta con menos de 8 carbonos, media
entre 8 carbonos y 12 carbonos, larga de 12 carbonos a 18 carbono y muy larga con más de
18 carbonos; ahora según su grado de insaturación, se clasifican en saturados (AGS),
monoinsaturados (AGMI) y poli insaturados (AGPI); y según su isomerismo en ácidos
grasos cis y trans. (Morales et al, 2003).
3.3.1.1. Ácidos grasos insaturados
Estos ácidos se caracterizan por que poseen uno, dos o tres grupos alilo, con su doble
enlace aislado y los puentes de metileno poseen la configuración cis, considerada
28
biológicamente activa, además estos ácidos grasos se pueden clasificar según el terminal
metilo en tres familias diferentes que son: ω -3, ω -6 y ω -9. (Cabezas, Hernández &
Vargas, 2016).
3.3.1.2 Ácidos grasos saturados
Poseen esqueleto lineal, número par de carbonos y hacen parte de los triglicéridos; los de
bajo peso molecular (<14 carbonos) solo están presentes en la leche de coco y palma,
mientras que los de peso molecular mayor (<18 carbonos) se detectan en las leguminosas.
(Cabezas, Hernández & Vargas, 2016).
3.3.1.3. Análisis de ácidos grasos
La determinación de Ácidos Grasos se realiza por Cromatografía de Gases GC- FID, donde
primero se realiza la preparación de las muestras, este se hace teniendo en cuenta que la
validación de un análisis de grasas de un alimento va a depender de un correcto muestreo y
de la conservación de la muestra previa al análisis, ahora bien, se deben primero eliminar
las impurezas y el agua que pueda contener, para esto se debe dejar durante cierto tiempo
en la mufla a una temperatura de 50 °C hasta que se clarifique si la muestra es líquida (se
filtra con papel las veces necesarias) o para que se funda completamente si es sólida (los
granos deben ser molidos con anterioridad). La muestra debe mantenerse en un lugar fresco
con oscuridad y sin corriente de aire. (Ceron, Osorio & Hurtado, 2012).
Esta cromatografía es una técnica analítica de separación que proporciona una información
cualitativa y cuantitativa de los componentes presentes en una mezcla.
3.3.2. Lípidos simples, complejos y derivados
Los lípidos simples sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. En este grupo se
incluyen ácidos grasos, acilgliceroles, ceras. Los acilgliceroles, están constituidos por una
molécula de glicerol esterificada con ácidos grasos, en número de uno (monoglicéridos) a
tres (triglicéridos); las ceras son estructuras apolares compuestas por ésteres de ácidos
grasos de cadena larga que tienen entre 14 y 36 carbonos con alcoholes de peso molecular
elevado; El colesterol es una estructura molecular de ciclofentanoperhidrofenantreno
(esterano) con cabeza polar (grupo hidroxilo) y cola apolar. (Argüeso et al, 2011).
29
Los lípidos complejos, contienen carbono, hidrógeno, oxígeno, además fósforo y/o
nitrógeno y/o azufre; los lípidos precursores y derivados, comprenden ácidos grasos,
glicerol, esteroides, cuerpos cetónicos, hidrocarburos, vitaminas liposolubles y hormonas
liposolubles. (Carvajal, 2019).
Los lípidos derivados son un conjunto variado de compuestos que se forman por la
hidrólisis de los lípidos simples y compuestos, y que incluye los esteroides como el
colesterol; El 3-hidroxi-5,6 colesteno es una molécula indispensable para la vida,
desempeña funciones estructurales y metabólicas que son vitales para el ser humano.
(Maldonado et al, 2012).
3.3.3. Transporte a través de la membrana
La doble capa lipídica, debido a su interior hidrofóbico, actúa como una barrera altamente
impermeable de la mayoría de moléculas polares, impidiendo que salga de ella la mayor
parte del contenido hidrosoluble. Por ende las células han tenido que desplegar sistemas
especiales para transportar las moléculas polares a través de sus membranas: El
transporte de pequeñas moléculas a través de la doble capa lipídica se consigue
mediante proteínas transmembrana especializadas, cada una de las cuales es
responsable de la transferencia de una molécula específica o de un grupo de
moléculas afines; las células también han desarrollado sistemas para transportar a través de
sus membranas plasmáticas macromoléculas (tales como proteínas) e incluso grandes
partículas, pero los mecanismos que intervienen en estos casos son muy diferentes
de los utilizados para transferir pequeñas moléculas. (Herrera et al, 2012).
3.3.4. Catabolismo y anabolismo de ácidos grasos
El catabolismo de los ácidos grasos se lleva a cabo en las mitocondrias: Sin embargo, los
grupos acil coenzima A (acil-CoA) formados a partir de ellos no tienen acceso al interior
de estos organelos entonces es necesaria su transformación a acil-carnitina, los cuales sí
pueden permear la membrana interna para incorporarse a la matriz mitocondrial y una vez
ahí, los grupos acil-CoA vuelven a formarse, y se forman así en sustratos de la β-oxidación
(proceso catabólico a través del cual los grupos acil-CoA intramitocondriales se
30
transforman en acetil-CoA , sustancia vital en el metabolismo energético aeróbico, ya que
es la sustancia que alimenta el ciclo de Krebs, siendo así vía fundamental para quemar
combustibles biológicos y de esa forma centrar su energía hacia la producción de ATP).
(Mendoza, 2010).
A diferencia de las rutas catabólicas, las anabólicas en su mayoría se dan lugar en el citosol,
hialoplasma o matriz citoplasmatica, pero estas utilizan como precursores sustancias
procedentes del catabolismo generadas en diferentes orgánulos.
3.3.5. Biosíntesis de ácidos grasos
La biosíntesis de ácidos grasos se considera como el camino principal para la formación de
lípidos de membrana, y simboliza un aspecto fundamental del metabolismo en todos los
organismos. A pesar de haber una considerable variación en estructuras moleculares de las
distintas sintasas de ácidos grasos (FAS), el mecanismo de reacción de la síntesis de novo
de ácidos grasos es básicamente el mismo en todos los sistemas biológicos; esta consiste
esencialmente en una sucesiva condensación y reducción de átomos de carbono que son
añadidos a una cadena de ácido graso en elongación. (Nelson, D. L. & Cox, M. M, 2006)
3.3.6. Oxidación de ácidos grasos
La β-oxidación es un proceso del metabolismo aeróbico que trata de una ruta catabólica e y
a través del cual los grupos acil-CoA intramitocondriales se transforman en acetil-CoA
(grupo acilo del ácido acético), sustancia vital del metabolismo energético aeróbico, ya que
es la sustancia encargada de alimentar el ciclo de Krebs, vía fundamental para quemar
combustibles biológicos y así canalizar su energía hacia la formación de ATP. (Mendoza,
2010).
3.3.6.1. Ciclo de Krebs.
Es considerado fundamentalmente como la vía cíclica que opera acoplada a la fosforilación
oxidativa y que cuyo funcionamiento se encuentra limitado por la biodisponibilidad de 3
factores importantes como lo son el oxígeno, los equivalentes reductores en su forma
oxidada (NAD+ - FAD+) y el acetato. (Caicedo et al, 2020).
31
3.4.COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ACEITE DE LA SEMILLA DE GUANÁBANA
El aceite proveniente de las semillas de guanábana presenta un importante contenido de
ácidos grasos insaturados (ácidos oleico y linoleico), aproximadamente de un 64%.
(Dorado, Hurtado & Martínez, 2016).
3.4.1. Caracterización de aceites presentes en la semilla de guanábana
3.4.1.1. Ácidos grasos presentes en la semilla de guanábana
Ácido palmítico
Ácido esteárico
Ácido linoleico
Ácido oleico
Ácido linolénico
3.4.1.1.1. Ácido palmítico
Es un ácido graso saturado de cadena larga, que consta de 16 átomos de. Su nombre
químico es ácido hexadecanoico; se presenta de manera sólida, como especie de cristales
incoloros o blancos, en algunas ocasiones con leve coloración amarillenta. Es insoluble en
agua, prácticamente inodoro y se caracteriza por ser un ácido débil; además es el ácido
graso mayoritario en el aceite de palma (80%), ocupa principalmente las posiciones 1 y 3
de los triacilglicéridos. (Valenzuela, 2008).
3.4.1.1.2. Ácido esteárico
Es un ácido graso saturado proveniente de aceites, grasas animales y vegetales, es un ácido
graso saturado (AGS) de cadena larga (ácido octadecanoico,18:0). Posee una cadena
hidrofóbica de carbonos e hidrógeno; su preparación es a base de grasa con agua a una alta
presión y temperatura. También se lo puede obtener agregando hidrogeno a altas presiones
y temperatura a los aceites vegetales. Algunas de sus sales funcionan como tensoactivos
(principalmente de sodio y potasio); es muy usado en la fabricación de velas, jabones y
cosméticos. (Basulto et al, 2009).
32
3.4.1.1.3. Ácido linoleico
Este ácido graso el organismo no puede producirlo y por ende tiene que ser adquirido a
través de la dieta por eso se denomina de la serie omega 6 (ω-6); es un ácido graso
poliinsaturado, con dos dobles enlaces; su importancia radica fundamentalmente en ser
precursor de ácidos grasos de mayor longitud de cadena, este acido de esta manera da
origen al ácido araquidónico el cual es fundamental en la formación de la estructura y la
funcionalidad de nuestro sistema nervioso y visual. (Ceron, Osorio & Hurtado, 2012).
3.4.1.1.4. Ácido oleico
Es un ácido graso que posee una sola insaturación en su estructura y pertenece a la familia
de los omega 9, haciendo presencia en los aceites de origen vegetal o natural que
consumimos como lo es de oliva, cártamo, aguacate, de semilla de uvas, en otros. Su
fórmula química molecular es C18H3402; este puede ser utilizado como materia prima en la
formulación cosmética, puede constituirse como la base de la fase grasa, pero son difíciles
de emulsionar, por tal motivo se mezclan con aceites minerales. (Ceron, Osorio & Hurtado,
2012).
3.4.1.1.5. Ácido linolénico
Es un ácido graso que posee más de un doble enlace entre sus carbonos denominado así
poliinsaturado, haciendo presencia principalmente en los aceites vegetales llamados
secantes (principalmente aceite de linaza o lino) en estos aceites es el ácido graso
mayoritario. Este ácido es utilizado como materia prima para la elaboración de resinas
alquílicas de secaje al aire como lo son las pinturas y los emulsificante entre otros.
(Jiménez, Masson & Quitral, 2013).
3.5.MÉTODOS DE EXTRACCIÓN DE ACEITES
El proceso de extracción a partir de semillas oleaginosas va a depender del tipo de semillas
y de su estructura; las semillas con mayor porcentaje de aceite (>20 % base seca), para su
extracción lo que se hace es aplicar una fuerza mecánica, con el propósito de romper las
33
paredes celulares del material vegetal de partida; para las semillas con poco porcentaje de
aceite (< 20 % base seca) se emplea la extracción con disolventes orgánicos (hexano). Estos
procesos son ventajosos porque son operaciones simples con bajos costos, pero, sin
embargo, presentan algunas desventajas ya que estos tipos de procesos involucran
manipulación de grandes cantidades de solventes orgánicos, lo que provoca problemas de
seguridad y contaminación ambiental. (Pons, 2015).
3.5.1 Método de extracción soxhlet
Es una técnica de separación en matrices sólidas, que se basa en la extracción absoluta con
porciones frescas de disolvente orgánico recirculado hacia la muestra por medio de un
dedal de vidrio; esta técnica emplea mucho disolvente y tiempo, además requiere de un
paso extra de limpieza y concentración. Su fundamento radica en la colocación del solvente
en un balón, la ebullición del solvente que se evapora hasta un condensador a reflujo, el
condensado que cae sobre el recipiente que el posee un cartucho de contextura porosa con
la muestra en su interior, el ascenso del nivel del solvente cubriendo el cartucho hasta un
punto en que se produce el reflujo que regresa el solvente con el respectivo material
extraído al balón; esto ocurre la cantidad de veces que sean necesarias para que la muestra
quede agotada, y finalmente lo extraído se va concentrando en el balón del solvente.
(Romero et al, 2018).
Algunos disolventes utilizados son:
Hexano: hidrocarburo alifático alcano con seis átomos de carbono, se ha utilizado
en estudios de semilla oleaginosas como la del chontaduro. Este disolvente es usado
con mayor frecuencia por su baja polaridad. (Restrepo, Estupiñan & Colmenares,
2016).
Éter de petróleo: mezcla líquida de diversos compuestos volátiles, muy inflamables,
de la serie homóloga de los hidrocarburos saturados o alcanos: es usado como
disolvente no polar, es capaz de extraer solo lípidos neutros como los glicéridos,
sustancias insaponificables y ácidos grasos de cadena larga, durante la extracción se
puede ir perdiendo las fracciones más volátiles y alterando su composición
(Méndez, Córdoba & Sánchez, 2020).
34
Éter etílico: Es peligrosos por su alta inflamabilidad, se utiliza para la determinación
de lípidos totales polares como los fosfolípidos o ácidos grasos cortos y no polares.
Puede absorber alrededor de hasta un 10% de agua y a su vez extraer junto con las
grasas componentes que son solubles en agua como las azucares y sales de la matriz
alimentaria. Para eliminar peróxidos se debe secar y destilar antes de usar.
3.5.1.1 Ventajas y desventajas del método de extracción
Soxhlet.
Ventajas:
La muestra se encuentra en constante contacto con porciones continuas de
disolvente.
La extracción se lleva a cabo con el disolvente caliente, de esta manera se favorece
la solubilidad de los analitos.
No se hace necesario filtrar posteriormente a la extracción.
La metodología usada es básica.
Este método no depende de la matriz.
Buena recuperación, existiendo un sin número de métodos cuya etapa de
preparación de muestra se basa en la extracción con Soxhlet.
Se extrae aceite de semillas oleaginosas que poseen un < 20 % base seca
Desventajas
El tiempo requerido para la extracción oscila normalmente está entre 4-24 horas, va
a depender de la cantidad de materia prima terminada.
El volumen de disolvente orgánico comprendido entre 200 ml - 400 ml.
La termólisis de los analitos poco volátiles, puesto que la temperatura del disolvente
orgánico está cercana a su punto de ebullición.
No es posible la agitación del sistema, la cual podría acelerar el proceso de
extracción.
Se hace necesaria una etapa final de evaporación del disolvente para la
concentración de los analitos.
Esta técnica no es fácilmente automatizable.
(Romero et al, 2018)
35
3.5.1.2 Partes del aparato soxhlet
Cartucho de celulosa: Se caracteriza por ser un cilíndrico con una base semiesférica,
la cual le permite que apoye de manera perfecta en la base del equipo extractor y a
su vez sea más resistente. (Casteblanco et al, 2013).
Tubo refrigerante: su función es condensar los vapores que son desprendidos del
matraz de destilación, esto se hace por medio del líquido refrigerante que está
circulando por él. (Caballero, Silva & Montes, 2012).
Tubo soxhlet: su material es de vidrio y básicamente se utiliza para la extracción de
compuestos de naturaleza lipídica por lo general, estos están contenidos en un
sólido, todo el proceso se lleva a cabo con un solvente neta mente afín. (Azuola &
Vargas, 2007).
Matraz fondo plano: en su mayoría están compuestos de un solo cuello, son de
naturaleza redonda y se utilizan para calentar compuestos en la destilación o en
diversas reacciones reactivas. (Azuola & Vargas, 2007).
Calentador: se utilizan por lo general para calentar el material de vidrio o lo que en
el este contenido. (Azuola & Vargas, 2007).
Sifón: estos permiten trasvasar líquidos de un lugar a otro, está formado por un tubo
en forma de U invertida con uno de sus extremos sumergidos en un líquido que va
ascender por el tubo a mayor altura que la de su superficie y desagua en el otro
extremo. (Azuola & Vargas, 2007; Casteblanco et al, 2013).
Figura 6. Equipo de extracción Soxhlet. (Ordoñez et al, 2006).
36
3.5.2. Método de extracción por prensado
Este método puede ocurrir de dos maneras ya sea en frio o en caliente, los cuales se
describen a continuación:
Prensado en frio
Es el proceso que se realiza a muestras vegetales que son sometidos a altas presiones
ejercidas mecánicamente para separar aceite, recolectarlo y filtrarlo. La manera más
tradicional y a su vez más natural de elaborar aceite por el método de la extracción en frio
son las prensas, las semillas y las cascaras pasan por estas prensas de baja presión cuya
temperatura interior se mantiene por debajo de 40°C, ya que evita su precalentamiento y la
posterior pérdida de muchas de sus propiedades, mediante esta técnica se preserva la
proporción de ácidos grasos esenciales, vitamina E, antioxidantes naturales. (Hernández et
al, 2007).
Ejemplo de prensa:
Figura 7. Prensa hidráulica de compresión isostática automática (Direct
industry, 2020)
Figura 8. Prensa mecánica de forjado automática (Direct industry, 2020)
37
Figura 9. Prensa eléctrica de compresión totalmente automática (Direct
industry, 2020)
Prensado en caliente
El calentamiento de las semillas se realiza con el objeto de tornar las membranas celulares
más permeables al paso de las grasas; esta fase aumenta el rendimiento de la extracción si
se tiene un adecuado rango de humedad de las semillas. (Brossard et al, 2010).
Ejemplo de prensa:
Figura 10. Prensa hidráulica (marca CARVER). (Serpa et al, 2014); Direct industry, 2020
Figura 11. Prensa de tornillo helicoidal. (Rosh, 2013).
38
3.5.2.1 Ventajas y desventajas del método de extracción
Por Prensado.
Ventajas:
Operaciones simples
Costos muy bajos
Los aceites presentan mejor conservación de componentes antioxidantes.
Desventajas:
Manipulación de elevadas cantidades de solventes orgánicos
Bajos rendimiento
Se extrae aceite de semillas oleaginosas que poseen un >20 % base seca
(Hernández et al, 2007).
3.5.3. Método de extracción con fluidos supercríticos
La extracción con dióxido de carbono supercrítico (CO2-SC) es un método totalmente
alternativo para la extracción de aceites de origen vegetales porque esta nos permite una
extracción selectiva y el fraccionamiento de extractos; este posibilita la extracción de
compuestos termolábiles, la fácil eliminación del fluido usado y así mismo una cantidad
mínima o nula empleada de solvente orgánico, respetando así nuestro ambiente. (Dorado,
Hurtado & Martínez, 2016). Uno de los equipos de extracción de este método es el modelo
SFT-150 SFE/SFR System; el diseño modular del SFT-150 permite que sea fácil y a su vez
rentable para cambiar la configuración básica acomodándolo para satisfacer nuevas o
cambiantes necesidades e aplicabilidad, tiene varios mecanismos de control integrado que
permite al usuario realizar una amplia variedad de tareas, incluyendo la posibilidad de
ajustar parámetros como la temperatura y la presión; posee un recipiente de acero
inoxidable el cual es capaz de contener fluidos supercríticos a presiones de hasta 68,9 MPa;
posee también una bomba la cual está incorporada y posee un alto rendimiento accionada
por aire, esta puede llegar a producir de manera rápida altas presiones que son necesarias
para el con fluidos supercríticos, posee ciertos bloqueos para proporcionar las precauciones
de seguridad, evitando el exceso de temperatura o condiciones de presión excesiva, y una
39
válvula restrictiva que proporciona un control preciso sobre los flujos, el flujo puede variar
de 1 a 330 ml/min (1 a 310 gramos/min) de CO2 líquido en condiciones normales de
funcionamiento: Aunque que el dióxido de carbono es el más comúnmente utilizado, el
SFT-150 permite la flexibilidad para trabajar con una gran variedad de fluidos
supercríticos. (Hinojosa et al, 2017).
Figura 12. Equipo de extracción con fluidos supercríticos. (Ordoñez et al, 2006)
3.5.3.1. Etapas de extracción con fluidos supercríticos
3.5.3.1.1. Presurización
La presión es elevada por encima de la presión crítica de la sustancia que se va a utilizar
como solvente. (Esquivel & Vargas, 2007).
3.5.3.1.2. Ajuste de temperatura
La temperatura es elevada o disminuida por cualquier medio, ya sea mecánico o físico, para
así poder llevar el solvente a la temperatura adecuada de extracción, que debe estar por
encima de su temperatura crítica. (Esquivel & Vargas, 2007).
3.5.3.1.3. Extracción
El fluido supercrítico y la muestra que contiene el soluto de interés en el extractor entran en
contacto. (Esquivel & Vargas, 2007).
3.5.3.1.4. Separación
A una presión inferior a la crítica, el solvente se descomprime lo que va a provocar que
haya una liberación de soluto. (Esquivel & Vargas, 2007).
40
3.5.3.2. Ventajas y desventajas del método de extracción
Por Fluidos Supercríticos.
Ventajas:
Uso de temperaturas moderadas, lo que ayuda a evitar el deterioro de los
componentes térmicamente lábiles
No hay cambio de fase
Extracción de compuestos volátiles y no volátiles de forma diferencial, con
ajuste de la densidad del fluido.
Fácil eliminación, gracias a su alta volatilidad.
Niveles bajos de solvente residual.
Posibilidad de obtener extractos libres de disolventes
Tiempos de extracción reducidos
Rendimiento mayor
Se requiere menor energía
Desventajas:
Equilibrio de fase entre soluto y solvente complicado
Dificultad para adicionar soluto al extracto debido a las altas presiones
Costos muy elevados
Baja disponibilidad de quipos
Cuando es necesario utilizar cosolventes para alterar la polaridad del fluido,
éstos pueden quedar en el extracto, requiriendo así un trabajo de separación
posterior.
Compuestos de altos pesos moleculares pueden ser extraídos junto con el
aceite.
(Hinojosa et al, 2017)
3.6.PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DE LOS ACEITES
3.6.1. Índice de Saponificación
Se define como la cantidad de hidróxido de potasio expresada en gramos, necesaria para
saponificar un gramo de aceite o grasa; se fundamenta en la reacción química de los
41
triglicéridos con un álcali, para posteriormente formarse sales alcalinas de los acido grasos
y glicerina. Además da a conocer la manera como se clasifican los aceites y las grasas,
debido a que el índice de saponificación está estrechamente relacionado de manera inversa
con la longitud de los ácidos grasos que constituyen los glicéridos de la grasa. (Rivera et al,
2014). Para el cálculo del índice de saponificación se utiliza la siguiente expresión:
( )
Ecuación 1.
Dónde:
VB = ml de KOH gastados en la titulación Blanco
Vm = ml de KOH gastados en la titulación muestra problema
N = Normalidad del KOH
56.11: equivalentes de KOH
Figura 13. Reacción química para la síntesis o formación del jabón. (Rivera et al, 2014).
3.6.2. Índice de Yodo
Es la cantidad de yodo en gramos por cada 100 gramos absorbido por la muestra en las
condiciones de trabajo que se especifican. Su importancia radica en que es una propiedad
química estrechamente ligada con la insaturación, el índice de refracción y la densidad, ya
que a mayor índice de yodo, se tendrá mayor índice de refracción y mayor densidad. Los
aceites que consumimos contienen alto contenido de ácidos grasos insaturados, lo que
arroja altos contenido de índice de yodo, este método se basa en la adición de un exceso de
halógeno a la muestra, ocurriendo una reducción en la mezcla de halógenos sobrante con
yoduro de potasio y finalmente una valoración del yodo liberado con solución de tiosulfato
42
de sodio de concentración conocida usando almidón como indicador. (Blázquez, Díaz &
Orzáez, 1999). Para su cálculo se utiliza la siguiente ecuación:
Ecuación 2.
Diagrama de flujo para la determinación-Método de wijs
Pesar muestra según su probable índice de yodo
Introducir muestra en frasco de yodo
Adicionar solución de CHCL3- CH3COOH
Calentar un poco si la Muestra es sólida
Adicionar 20.0 ml de reactivo Wijs
Adicionar unas gotas de solución de KI sobre tapón de frasco de yodo
Correr un blanco
Llevar muestra y blanco a oscuridad por 1 hora
Agitar periódicamente
Adicionar 20 ml de KI al 15% y 100 ml de agua
Titular el Iodo en muestra y blanco con Na2S2O3
3.6.3. Índice de Peróxidos
Se define como la cantidad de peróxidos en la muestra, que son capaz de oxidar el yoduro
de potasio en las condiciones de trabajo que se establezcan; y se expresa en miliequivalente
43
de oxígeno activo por kilogramo de grasa; este análisis se fundamenta en la reacción del
grupo peróxido con yoduro de potasio, produciéndose alcohol y yodo elemental; además
este método es representativo en las primeras etapas de oxidación de la grasa. (Rivera et al,
2014).
( )
Ecuación 3.
Dónde:
V = volumen de disolución de tiosulfato de sodio, en ml, consumido en el ensayo de la
muestra.
V' = volumen de disolución de tiosulfato de sodio, en ml, consumido en el blanco.
N = normalidad de la disolución de tiosulfato de sodio
3.6.4. Índice de Acidez
Se define como la cantidad en miligramos de hidróxido de potasio, que son necesarios para
neutralizar los ácidos grasos libres que se encuentran en un gramo de aceite o grasa.
(Nielsen, 2003) y que a su vez constituyen una medida del grado de hidrolisis de una grasa.
(Rodriguez et al, 2016).
( ) ( ) ( )
Ecuación 4.
Dónde:
N: Normalidad de la solución de KOH utilizada en la titulación de la muestra
V: mililitros de la solución de KOH, gastados en la titulación de la muestra
56.11: equivalentes de KOH
3.6.5. Índice de Refracción
Se define como la relación existente entre la velocidad de la luz en el aire y medio material
(aceite o grasa); un aumento en el grado de insaturación, provoca un aumento en el índice
de refracción, además cuando hay aumento en la longitud de la cadena también aumentara
el índice de refracción, por ende es utilizado para el control de la hidrogenación. (Martínez
& Amado, 2011).
44
( )
Ecuación 5.
Dónde:
c: velocidad de la luz en el vacío
v: velocidad de la luz en el medio
n: valor adimensional.
3.6.6. Peso Específico
Se define como la relación existente entre el peso de una sustancia y su volumen. (Martínez
& Amado, 2011).
( )
Ecuación 6.
Dónde:
(Gamma): peso específico.
: Peso de la sustancia.
V: volumen de la sustancia.
( ) Densidad de la sustancia.
m: la masa de la sustancia.
g: aceleración de la gravedad.
3.6.7. Calor Específico
Se define como la cantidad de calor requerido para que una unidad de alguna sustancia
aumente su temperatura hasta una unidad de grados Celsius, va a variar dependiendo del
estado físico de la materia. (Rubiano, Cárdenas & Ciro, 2015).
( ) Ecuación 7.
Dónde:
Q: representa la transferencia de energía calórica entre el sistema y su entorno.
m: la masa del sistema.
Δt: la variación de temperatura al cual se somete.
45
3.6.8. Capacidad Emulsificante
En la capacidad en la interfaz agua/ aceite que permite la emulsificacion; esta capacidad se
ve afectada por diferentes factores como lo son la concentración y solubilidad de la
proteína, el pH del medio, la fuerza iónica y la naturaleza de las sales que estén presentes,
la velocidad de mezclado, el método de emulsificacion utilizado, el diseño del equipo, la
forma del recipiente, el tipo de aceite, la velocidad de adición y de las interacciones
proteína-proteína, proteína-agua y proteína-lípido. De tal forma que, la Capacidad
emulsificante no es únicamente una propiedad de la proteína bajo estudio, sino más bien es
una propiedad de todo el sistema de emulsión. (Muñoz, Alfaro & Zapata, 2007).
3.6.9. Viscosidad
Se entiende como una propiedad física caracteristica de los fluidos, la cual mide la
resistencia de las deformaciones graduales generadas por las tensiones cortantes o tracción;
esta propiedad es medida de manera experimental con reómetros y/o viscosímetros.
(Valderrama, 2006).
3.6.10. Punto de Fusión
Cuando ocurre un equilibrio termodinámico entre la fase sólida y la fase liquida se da el
punto de fusión, va a depender de la presión y por lo general se utiliza 1 atm o 100 kPa. Los
ácidos grasos tienen un punto de fusión más bajo cuanto menor es su longitud de cadena:
Para el caso del ácido butírico que posee 4 carbonos y ninguna instauración, su punto de
fusión: es -4,5 ºC y el ácido esteárico que tiene 18 carbonos y sin instauración su punto de
fusión es 71,3 ºC. Ahora para el caso de los que posee grado de insaturación tendrán un
punto de fusión bajo como lo es el ácido oleico con 18 carbonos y una insaturación su
punto de fusión es 16,3 ºC, el ácido linoleico que tiene 18 carbonos y dos insaturaciones su
punto de fusión es de -5 ºC y el ácido linolénico con 18 carbonos y tres insaturaciones
posee un punto de fusión de -11,3 ºC. (Haynes, 2011).
46
4. CAPITULO II: OBTENCIÓN DE AISLADOS PROTEICOS DE LA SEMILLA
DE GUANÁBANA (Annona muricata)
4.1. IMPORTANCIA DE LAS PROTEINAS
La importancia de estas macromoléculas radica en el gran porcentaje en que se encuentran
en las células vivas y en los seres humanos, las proteínas están estructuralmente compuestas
por aminoácidos y su presencia es tan notable que son llamados constructores de vida, ya
que las células de nuestro cuerpo están constituidas por proteínas, por ello son tan
fundamentales para la vida. Además en nuestra dieta son muy importantes porque nos
ayudan a reparar y producir nuevas células; además, son esenciales para la “construcción”
de la sangre, músculos, huesos, piel, cartílagos, hormonas y enzimas. Si se habla del ámbito
funcional, los aminoácidos juegan un papel muy importante ya que cumple diferentes
funciones, como lo es su intervención en el metabolismo energético, y su acción anti estrés
minimizando los efectos nocivos que provocan ciertas enfermedades. (Zea et al, 2017).
4.1.1. Aminoácidos. Definición y estructura
Son moléculas de naturaleza orgánica, constituidas por carbono, hidrógeno, un grupo
carboxilo, y un residuo que va a ser un grupo variante según el aminoácido del que se trate;
donde el átomo de carbono es el átomo central y los demás átomos y grupos están unidos a
él, como se ilustra en la Figura 13. Cabe resaltar que son los componentes esenciales de las
proteínas ya que son los causantes de la formación de tejidos, enzimas y demás compuestos
importantes para el organismo. (Zea et al, 2017).
Figura 14. Estructura química de un aminoácido. (Zea et al, 2017).
47
4.1.2. Aminoácidos esenciales y su importancia
Los aminoácidos esenciales son componentes de naturaleza proteica fundamentales para el
buen funcionamiento del organismo que se deben tomar necesariamente con la dieta; ya
que el organismo no es capaz de sintetizarlo por sí mismo; estos son: leucina, isoleucina,
valina, metionina, lisina, fenilalanina, triptófano, treonina, histidina, arginina. Los
mamíferos principalmente obtienen proteínas de la dieta, básicamente lo que hacen ellos es
que en el intestino se digieren para que sean liberados y luego absorbidos y puedan así
servir como precursores de proteínas y de otros materiales de naturaleza biológica. Los
grupos amino que son ingeridos en exceso con respecto a los requeridos, son expulsados
por transaminación, y lo que queda como los esqueletos son catabolizados a intermediarios
que se pueden oxidar para liberar energía o convertirse en combustibles metabólicos como
la glucosa o aminoácidos glucogénicos o cetogénicos. (Zea et al, 2017).
4.1.3. Propiedades anfóteras de los aminoácidos
Los aminoácidos tienen la capacidad de ionizarse en disolución acuosa, pero va a depender
del pH, entonces si su pH es básico los aminoácidos se comportaran como un ácido, por el
contrario si pH es ácido su comportamiento será como una base, y si su pH llega a ser
neutro ellos actuaran como ácido- Base en este caso adoptan un estado dipolar iónico
conocido como zwitterión.
4.1.4. Proteína. Definición y función
Las proteínas son las macromoléculas orgánicas más abundantes en las células vivas, y en
el ser humano; estas se desempeñan como componentes estructurales, enzimas, hormonas,
mensajeros, transportadores y componentes del sistema inmune, entre otras: se constituyen
en total por 20 aminoácidos, donde 9 de ellos el organismo no los puede sintetizar, y por
ende son llamados esenciales. (Bohrer, 2017).
4.1.5. Niveles de estructuración de proteínas
La estructura de las proteínas puede jerarquizarse en una serie de niveles,
interdependientes, que se definirán a continuación:
48
Estructura primaria: consiste en una hebra unidimensional conformada
por N aminoácidos, donde la secuencia real en que ellos están presentes en la
cadena lineal se determinara de manera exclusiva por el ácido desoxirribonucleico y
el ácido ribonucleico, y además es única para cada proteína. (Olivares & García,
2004).
Estructura secundaria: se entiende como cualquier segmento de una cadena
polipeptídica, que está definida por un arreglo de forma espacial local de los átomos
la cadena principal, y no toda en cuenta la conformación de la cadena lateral o la
interrelación con los otros segmentos; además permite tomar diferentes
conformaciones de manera repetitiva como lo son las hélices alfas y las hebras beta,
o pueden ser no repetitivas como vueltas y los giros de conformación. (Romero,
Fernández & Costas, 2018).
Estructura terciaria: es la estructura tridimensional de los átomos que componen la
proteína, esta trata de un nivel superior de complejidad determinado por la
disposición espacial de las distintas estructuras secundarias de una cadena
polipeptídica. (Romero, Fernández & Costas, 2018).
Estructura cuaternaria: lo presentan las proteínas que requiere de más de una cadena
polipeptídica, porque se da por la unión mediante enlaces débiles y de forma
ocasional por puentes disulfuros. (Romero, Fernández & Costas, 2018).
4.1.6. Desnaturalización de proteínas
Cuando hay pérdida de estructuración en las estructuras secundarias, terciarias y
cuaternarias, implicando así que la proteína no pueda cumplir con su función biológica en
el organismo se habla de desnaturalización de proteínas. Entonces en cualquier proteína su
estructura nativa y la desnaturalización solo tendrán en común la secuencia de aminoácidos
que lo conforman, en otras palabras su estructura primaria. (Olivares & García, 2004).
4.1.7. Calidad nutritiva de las proteínas
Cuando una fuente proteica es capaz de satisfacer los requerimientos de aminoácidos y
nitrógeno se habla de calidad de una fuente proteica, en otras palabras seria la medida en
que los aminoácidos de la dieta pueden utilizarse para la biosíntesis proteica. (Mughan,
49
2005; Martínez & Martínez de Victoria, 2006). En este concepto encaja lo que es la
biodisponibilidad que estructura de 3 componentes como lo es la digestibilidad, la
integridad química y ausencia de interferencias metabólicas. (Malcolm, Fuller & Tomé,
2005; Bos, Gaudichon & Tomé, 2000).
En la práctica el punto más relevante de la biodisponibilidad de los aminoácidos y las
proteínas es la digestibilidad, aunque la integridad química de los aminoácidos, por ejemplo
tras tratamiento térmico, afecta a su disponibilidad (Meade, Reid & Gerrard, 2005;
Martínez & Martínez de Victoria, 2006). Y la ausencia de interferencias metabólicas
también tiene gran importancia para determinado grupo de alimento y método de procesado
de los mismos. Además como las proteínas de forma verdadera o aparente, esta última
afectando el desarrollo de los ensayos. (Gilani, Cockell & Sepehr, 2005).
4.2. MÉTODOS DE SEPARACÍON DE PROTEÍNAS
4.2.1. Electroforesis
Técnica para la separación de moléculas según la movilidad de las mismas en un campo
eléctrico utilizando una matriz porosa, que va a separar por tamaño molecular y carga
eléctrica. De forma clásica esta técnica utiliza una tira que es recubierta con una sustancia
porosa impregnada por un electrolito, los dos extremos son sumergidos en depósitos
independientes que van a contener ambos el electrolito y a su vez están unidos al electrodo
que generara la corriente. En cuanta a la muestra se impregna en la tira en forma de trazos
transversales, los rangos de distancia de migración se miden con relación a un patrón
interno, las placas por lo general son reveladas con sales de plata o azul de coomassie.
(Ruiz et al, 2017).
4.2.1.1. Electroforesis capilar
Permite separar muy bien las diferentes biomoléculas presentes en una disolución de
acuerdo con la relación masa/carga de ellas, esta técnica es basada en la migración
diferencial de moléculas como el ADN, proteínas, iones orgánicos, etc, que están sujetos a
un campo eléctrico a través de un capilar. (Ruiz et al, 2017).
50
4.2.1.2. Técnicas Electroforéticas
Electroforesis capilar de zona o en disolución libre (CZE): el capilar es recorrido
por el electrolito a través de un medio buffer acido, básico o anfótero y el flujo
electro osmótico aumenta con el pH del medio electroforético. (García et al, 2014).
Electroforesis capilar en gel: emplea principios que están basados en el tamaño, el
capilar este relleno con el electrolito que contiene al gel, produciéndose un efecto de
filtración que ralentiza a las moléculas grandes y minimiza los fenómenos de
difusión o convección. (Cardozo et al, 2013).
Electroforesis capilar electrocinética micelar (MEKC): se dice que es un hibrido
entre la electroforesis y la cromatografía, además es la única técnica que permite la
separación de partículas cargadas o neutras; esto se logra usando tensoactivos en el
buffer de corrida. (Vera et al, 2005; Castagnino 2000).
Isoelectroenfoque capilar (CIEF) o electroforesis en soporte: el contorno de la
muestra y el capilar contienen una sustancia anfótera que al pasar la corriente
generara un contorno de pH en forma de gradiente escalonado y estable, por donde
la proteína se desplazara hasta que su punto isoeléctrico sea igual al pH del medio y
produzca su inmovilización. (Vera et al, 2005; Castagnino 2000).
4.2.2. Cromatografía
4.2.2.1. Cromatografía de líquidos
Permite separar de manera física los componentes de una solución por la adsorción
selectiva de los componentes de una mezcla. Los métodos de cromatografía liquida son: La
líquido, solido o de adsorción (LSC) donde predomina la adsorción sobre la superficie; la
liquido (LLC) en la cual el mecanismo predominante es el reparto de las fases liquidas, una
móvil y la otra estacionaria; la gas (BPC) prevalece el reparto y/o adsorción entre las fases
móvil y enlazada; por último la afinidad, donde se da el uso de la estructura de ligantes
inmovilizados para unir bioselectivamente la proteína. (Trujillo et al, 2009).
4.2.2.2. Cromatografía en capa fina
Esta cromatografía se caracteriza por utilizar una placa inmersa de manera vertical a una
fase móvil. (Lorenzo et al, 2006).
51
4.2.2.3. Cromatografía liquida de alta eficiencia (HPLC)
Técnica que se fundamenta en la separación de los componentes de una mezcla teniendo en
cuenta las interacciones químicas entre la sustancia que se está estudiando y la columna
cromatografíca. (Ramos et al, 2018)
Cromatografía de fase normal: esta técnica se caracteriza por separar compuestos en
base a su polaridad, usando una fase estacionaria polar y una fase móvil apolar y se
usa básicamente cuando el compuesto de estudio es bastante polar. (Ramos et al,
2018)
Cromatografía de fase reversa: se trabaja con una fase estacionaria apolar y una fase
móvil de moderada polaridad, en este tipo de cromatografía el tiempo de retención
aumenta cundo se le adiciona disolvente polar a la fase móvil y además disminuye
cuando se introduce disolventes más hidrófobos. (Bonnin et al, 2017).
4.2.2.4. Cromatografía de exclusión molecular
Esta técnica cromatográfica se realiza en columnas de forma cilíndrica rellena de gel, el
tipo de gel utilizado puede ser dextranos con enlaces cruzados, agarosa, poliacrilamida,
etc., estos geles serán la fase estacionaria y están formados por partículas de un material
esponjoso hidratado, que contiene unos poros de diámetro determinado. (Camacho et al,
2012).
4.2.2.5. Cromatografía de intercambio iónico
Esta técnica permite la separación de iones y moléculas polares basándose en las
propiedades de carga de la molécula, la separación se lleva a cabo por la competencia que
existe entre las proteínas con diferente carga superficial por grupos cargados de forma
opuesta sobre el absorbente o la matriz de intercambio iónico. (Mayolo, Martínez & Rito,
2012).
4.2.2.6. Cromatografía basada en bioafinidad
El fundamento de esta técnica cromatográfica se basa en la capacidad que poseen las
sustancias activas biológicamente en crear complejos que sean estables, reversibles y
específicos. (Mayolo, Martínez & Rito, 2012).
52
4.2.2.7. Cromatografía liquida de alta eficiencia en condiciones desnaturalizantes
(DHPLC)
El análisis es basado en una columna de elución de fase reversa, que se encarga de separar
ácidos nucleicos en un amplio rango de temperatura acoplado a un detector ultravioleta, que
es el encargado de hacer posible la detección cualitativa y en algunos casos también
cuantitativos de las moléculas de ADN. (Frueh & Noyer, 2003).
4.2.3. Dicroísmo circular
Es una técnica nos provee información acerca de estructuras de moléculas de gran tamaño
biológicas. Se usa como fuente luz polarizada (UV-VIS) y las muestras a analizar, además
de absorber, deben ser ópticamente activas, y además no deben disponer de un plano de
simetría y no ser superponibles con su imagen especular. (Tello & Arroyo, 2002).
4.2.4. PCR
La reacción en cadena de la polimerasa es una técnica de la biología molecular que consiste
en obtener un amplio número de réplicas de un fragmento de ADN particular, partiendo de
lo más mínimo. (Costa, 2004).
4.3. MÉTODOS DE CUANTIFICACIÓN DE PROTEÍNAS
4.3.1. Métodos de absorción
La propiedad de absorber la luz en el espectro UV, para la mayoría de las proteínas se
muestra esa absorbancia en los 280 nm, la cual es atribuida al grupo fenólico de la tirosina
y al grupo indólico del triptófano, en este método no es necesaria la utilización de reactivos,
esto nos ayuda a que nuestra muestra no se deteriore o destruya durante el proceso de
determinación. (Flores & Ruiz, 2017).
4.3.2. Métodos derivados colorimétricos
4.3.2.1. Biuret
Este método se basa en la formación de un complejo coloreado entre el catión Cu2+
y los
grupos NH4 de los enlaces peptídicos en medio básico, este medio puede ser hidróxido de
53
sodio o hidróxido de potasio. Se origina un color violeta donde la intensidad del mismo
será proporcional a la cantidad de proteína. (Barazarte et al, 2010).
4.3.2.2. Lowry
Este método lo que hace es una combinación del Biuret con la reducción del reactivo de
Folin-Denis por los grupos aromáticos de residuos de triptófano, tirosina, cisteína, cistina e
histidina. Se logra un color azul intenso. (Barazarte et al, 2010).
4.3.2.3. Bradford
Sucede una unión de reactivo Comassie-blue G250 a las proteínas en medio ácido, es capaz
de reconocer los aminoácidos arginina, fenilalanina, triptófano y prolina. Se genera un
color azul intenso. (Barazarte et al, 2010).
4.3.2.4. BCA
En este método combina la reducción del Cu2+
a Cu1+
en un medio alcalino con la
reducción selectiva de Cu1+
usando; en este proceso surge un cambio de color de verde del
BCA a morado. (Barazarte et al, 2010).
4.3.3. Métodos derivados fluorimétricos
4.3.3.1. O-ftalaldehido (OPA).
Este método de caracteriza por ser altamente sensible, pero tiene como inconveniente las
interferencias de las aminas contaminantes en las muestras, además no todas las muestras
reaccionan de igual forma. Este método en la determinación de grado hidrolisis, hace
reaccionar los - aminoácidos de las cadenas péptidas con el reactivo OPA en presencia
de agente reductor a condiciones alcalinas. (Vielma et al, 2003).
4.4. METABOLISMO DE PROTEÍNAS
El metabolismo proteico hace referencia a todos aquellos procesos de origen bioquímico
causantes de la síntesis de proteínas y de aminoácidos, estos procesos se llevan a cabo por
medio del anabolismo proteico y la degradación de proteínas, en tripeptidos, di-péptidos y
aminoácidos libres, y otras moléculas por medio del catabolismo proteico. (Torres & Alí,
2014).
54
Este metabolismo además se caracteriza por presentar un proceso de digestión, que es el
proceso de degradación de proteína contenidas en alimentos de nuestra dieta, un proceso de
absorción de aminoácidos en el cual se da el transporte de aminoácidos al interior del
entereocito; el metabolismo de aminoácidos en el entereocito y el metabolismo de
aminoácidos en el hígado. (Torres & Alí, 2014).
4.4.1. Metabolismo de aminoácidos
Los aminoácidos se caracterizan por tener diversas estructuras, por tal razón su
metabolismo resulta muy variado, cada aminoácido tiene su vía metabólica propia. El
metabolismo general de los aminoácidos compre reacciones en las cuales participan todos
los aminoácidos. (Otero, Peña & Riesgo, 2016). Como lo es la Desaminación oxidativa,
Desaminación no oxidativa, transaminación, las cuales se describirán a continuación:
Desaminación oxidativa: se caracteriza por transferir glutamato a la matriz
mitocondrial, donde se hace la eliminación del grupo amonio por activación de la
enzima glutamato deshidrogenasa. (Torres & Alí, 2014).
Desaminación no oxidativa: se produce un intermediario de imina que por hidrolisis
espontanea se genera alfa cetoácido y azano. (Torres & Alí, 2014).
Transaminación: es un proceso que se da de manera reversible en el citosol del
hepatocito, y consiste en la trasferencia del grupo - amino de un aminoácido a un
- cetoglutarato por medio de un cofactor en este caso el piridoxal fosfato, teniendo
como resultado -cetoácido. (Torres & Alí, 2014).
4.4.2. Ciclo de la urea
Este es un proceso metabólico donde se procesan los derivados proteicos y como producto
final se obtiene urea. Este ciclo tiene su inicio en el interior de las mitocondrias del hígado,
teniendo en cuenta que tres de los pasos se dan en el citosol, por ello este ciclo posee dos
divisiones celulares, donde primeramente el grupo amino provienen del amoniaco del
mitosol, se da como resultado de varias rutas descritas, otra parte de amoniaco se arroja en
el hígado llegando a él por vía vena porta a partir del intestino, donde se da por oxidación
bacteriana de los aminoácidos; de manera independiente del origen que posea el amonio
que es generado en las mitocondrias del hígado se usa de manera inmediata en conjunto
55
con el dióxido de carbono en forma en forma de HCO3- que es producido por la respiración
aeróbica, produciendo así carbamoil fosfato en la matriz. Esta reacción dependiente del
adenosín trifosfato es catalizada por la enzima mitocondrial carbamoil fosfato sintetasa I,
la enzima reguladora. Luego entra en el ciclo de la urea, que se realiza cuatro pasos
enzimáticos. Primero ocurre una donación del grupo carbamilo a la L-Ornithine para
formar ácido 2-Amino-5-(carbamoylamino)pentanoico y libera Pi y se da lugar mediante
un intermediario citrulil-AMP. Seguidamente su segundo grupo amino entre a partir del
aspartato mediante una reacción de condensación entre los dos grupos funcionales el grupo
amino del aspartato y el grupo ureido (carbonilo) de la citrulina, que forma
argininosuccinato. Y por último la enzima citosólica arginasa corta la arginina dando urea y
ornitina. (Carretero, 2004).
Figura 15. Ciclo de la Urea (Carretero, 2004).
4.5. PROPIEDADES FUNCIONALES DE LAS PROTEÍNAS
Las propiedades fisicoquímicas que afectan las características bioquímicas, nutricionales o
sensoriales y el comportamiento de los alimentos donde se encuentran o son adicionadas y
que atribuyen en la calidad del producto. (Cañez et al, 2016; Chel, Corzo & Betancur,
2003).
De manera empírica se pueden clasificar las propiedades funcionales de las proteínas como
Hidrodinámicas, que van a depender del tamaño, forma y flexibilidad de las moléculas, en
56
ellas entraría la viscosidad (espesamiento), gelificación y texturización y las características
que están relacionadas a la superficie de las proteínas. (Cañez et al, 2016; Chel, Corzo &
Betancur, 2003).
4.5.1.1. Capacidad de absorción de agua
Indica la capacidad de impregnar agua en su estructura de forma espontánea, cuando se
coloca en contacto con agua mediante una superficie que se conserva húmeda o por
inmersión. (Cañez et al, 2016; Chel, Corzo & Betancur, 2003).
4.5.1.2. Propiedades emulsificante:
Se considera la suspensión o dispersión de dos líquidos inmiscibles, en los cuales
intervienen fuerzas de atracción, de repulsión, estéricas y de agotamiento. (Cañez et al,
2016; Chel, Corzo & Betancur, 2003).
4.5.1.3. Propiedades espumantes:
Se definen como un sistema coloidal de dos fases donde las burbujas de gas de aire o CO2
constituirán la fase gaseosa dispersa que está rodeada de una fase continúa de líquido.
(Cañez et al, 2016; Chel, Corzo & Betancur, 2003).
4.5.1.4. Solubilidad de la proteína:
Termodinámicamente se define como la concentración de proteína en el disolvente en
estado de equilibrio en un sistema de una o de dos fases, a temperatura y presión dada.
(Cañez et al, 2016; Chel, Corzo & Betancur, 2003).
4.5.1.5. Retención de agua:
Es la capacidad de las proteínas en la matriz cárnica de retener agua frente a la acción de
una fuerza externa como hacer una emulsión y comprende la suma del agua enlazada, agua
hidrodinámica y agua físicamente atrapada. (Cañez et al, 2016; Chel, Corzo & Betancur,
2003).
57
4.5.1.6. Viscosidad:
Es la resistencia al flujo que una capa de un material presenta al deslizarse sobre otra, su
comportamiento puede ser descrito según la ley de newton. (Cañez et al, 2016; Chel, Corzo
& Betancur, 2003).
4.5.1.7. Gelificación:
Es la formación de una red tridimensional que impregna al disolvente y lo inmoviliza,
exhibiendo propiedades microestructurales y mecánicas muy diversas y esta red se forma a
través de enlaces covalentes y no covalentes. (Cañez et al, 2016; Chel, Corzo & Betancur,
2003).
4.6. AISLADO PROTEICO. DEFINICIÓN
Un aislado proteico es un material que se caracteriza por tener un aproximado del 90% de
proteínas. Además se dice que las materias primas, por medio la cuales se obtienen los
aislados proteicos poseen una proporción mucho menos al 90% de proteínas, el proceso de
obtención de un aislado proteico se fundamenta en la concentración y/ purificación de la
proteína de dicha fuente hasta conseguir el 90% en el proceso. (Chaparro et al, 2014;
Martinez, Medina & Zambrano, 2011).
4.6.1. Etapas del proceso de producción de un aislado proteico
4.6.1.1. Etapa de extracción de proteínas
La etapa de extracción resulta vital para definir la eficiencia del proceso de recuperación de
la proteína y consiste en general las condiciones para maximizar la solubilidad de esos
polímeros. En la etapa de extracción los factores que intervienen son por lo general: la
proporción entre el solvente y la fuente proteica, el tiempo y la temperatura de extracción y
el pH del medio, cuando ya se realiza la extracción de la proteína la mezcla resultante se
centrifuga para separar y obtener el extracto, luego se desecha el residuo que es de
contextura pastosa la cual contiene una mínima cantidad de proteína. (Ulloa et al, 2012).
58
4.6.1.2. Etapa de concentración y/o purificación
En esta etapa se pueden realizar 3 procesos, de los cuales dos son de tipo fisicoquímicos
(precipitación isoeléctrica o precipitación por salado) y el otro tipo físico, todos ellos
derivados del manejo de las propiedades de las proteínas; hablando del primer tipo
fisicoquímico como lo es la precipitación isoeléctrica el extracto proteico se ajusta a un
valor de pH ya definido para que se beneficie la precipitación de proteínas con lo que se
generan dos fases: un suero y un coágulo; el suero contiene sustancias indeseables solubles
a ese valor de pH junto con una pequeña fracción de proteínas, el cual es desechado por
centrifugación, mientras el coágulo se compone de proteína y es re-solubilizado en una
pequeña porción de agua ajustando el valor de pH a 7 y el extracto de proteínas
concentrado y purificado queda listo para incorporarse a la tercera etapa del proceso; para
la precipitación por salado, lo que ocurre es que el extracto proteico se expone a una sal
neutra con una concentración y/o fuerza iónica determinadas, haciendo control de la
temperatura y el pH, lo que genera la formación de dos fases: un suero y un coagulo. Al
igual que en la precipitación isoeléctrica el suero se desecha y el coagulo se re-solubiliza en
una pequeña cantidad de agua ajustando el valor de pH a 7 y el extracto de proteína que
está concentrado y purificado se puede incorporar a la tercera etapa del proceso. La
concentración y/o purificación física de las proteínas se lleva a cabo exponiendo los
extractos proteicos sobre una membrana selectiva cuyos poros son capaces de retener las
proteínas y permitir el paso de solutos de bajo peso molecular (sodio, potasio y urea) y
agua, a través de la ultrafiltración, produciéndose dos; el retenido que es el extracto
concentrado y/o purificado de proteínas y el permeado; el tratamiento de extracto proteico
por ultrafiltración conlleva a la definición de las condiciones de concentración y/o
purificación por lo que debe determinarse el tipo de membrana a utilizar, la temperatura de
alimentación de los extractos la presión ejercida sobre la membrana principalmente para
realizar la separación de las corrientes. (Ulloa et al, 2012).
4.6.1.3. Etapa de secado
En esta etapa se obtiene el aislado proteico como un polvo, en este proceso se elimina la
mayor cantidad de agua que sea posible a los extractos de la etapa de concentración y/0
purificación, para lograrlo por lo general se hace por deshidratación, la cual se hace de dos
59
formas, por liofilización o por secado por aspiración; la primera consiste en congelar el
producto y luego pasarlo a una cámara de vacío donde se hace la separación del agua por
sublimación; en el caso del secado por aspersión, los extractos proteicos son expuestos a
una cámara de secado, se introducen en forma de nube que son particular muy pequeñas de
extracto, esta cámara posee una corriente de aire seco y caliente, lo que permitirá la
evaporación del agua y a su vez la formación de las partículas de polvo del aislado proteico,
los cuales son separados de la corriente del aire secado ya húmedo y parcialmente frio a
través de separadores de partículas llamados ciclónicos. (Ulloa et al, 2012).
4.7. IMPORTANCIA DE LOS AISLADOS PROTEICOS
La importancia varía con el tipo de producto alimenticio en el cual se pretende utilizar la
proteína.
Ejemplo:
• La retención o unión de agua/aceite: son deseables y se usan en productos cárnicos
y de panificación o pastelería
• Emulsificacion: son adecuadas en aderezos para ensaladas, salchichas mortadelas,
confitería y pasteles. (Ulloa et al, 2012).
4.8. USOS DE LOS AISLADOS PROTEICOS
El uso de los aislados proteicos como ingrediente de los alimentos va a depender de la
calidad del mismo; por ende cada vez que es producido un aislado proteico es necesario
evaluarlo de dos formas: primero desde lo nutritivo y segundo desde su funcionalidad.
(Vioque et al, 2001).
Calidad nutritiva de una proteína:
La calidad nutritiva se vincula con el tipo y la proporción de aminoácidos que posee, es
decir, con la capacidad que tienen de aportar los aminoácidos esenciales en una proporción
adecuada; otro aspecto es la digestibilidad, que se refiere a su capacidad de asimilación;
para valorar la calidad de las proteínas, desde un punto de vista nutricional existen diversos
métodos dentro de los que destacan, los de tipo químico o biológicos; en los dos métodos
lo que se hace es comparar las propiedades de una proteína de prueba con respecto a la de
60
control que por lo general es una proteína de animal, se expresa la calidad de la proteína de
ensayo como el índice relativo de la proteína de referencia. Además en la calidad de las
proteínas también influyen las condiciones del proceso para la obtención del aislado
proteico, luego las proteínas con buena calidad nutritiva se usan como fuente de proteína
en los alimentos. (Vioque et al, 2001).
Las Propiedades funcionales de las proteínas:
Son todas aquellas propiedades de carácter fisicoquímico que determinaran su
comportamiento en los alimentos durante la etapa de procesamiento, almacenamiento y/o
consumo; esas propiedades y la forma mediante la cual las proteínas actúan con otros
componentes de manera directa o indirectamente llegando afectar su aplicabilidad, su
calidad y aceptación de los alimentos. Las propiedades funcionales de las proteínas son, la
retención o unión de agua/aceite, emulsificación, formación de espuma, viscosidad y
gelación (formación de gel) entre otras. Las cuales llegan a ser influenciadas por factores
intrínsecos de las mismas los cuales pueden ser el tamaño de la molécula y su estructura así
como muchos factores ambientales, como lo son la incluyendo la técnica de separación o
producción, el pH, la fuerza iónica y además la presencia de otros componentes en el
sistema alimenticio. (Vioque et al, 2001).
61
5. CAPITULO III. ANÁLISIS PROXIMAL DE LA SEMILLA Y LA TORTA
RESIDUAL DE LA EXTRACCIÓN DE ACEITE DE GUANÁBANA (Annona
muricata)
5.1. ANÁLISIS PROXIMAL. DEFINICIÓN
Es el conjunto de métodos capaces de determinar la composición en términos nutricionales
de un alimento; además hace referencia al contenido de sustancias nutritivas que el posee;
estos métodos son aplicables a los materiales que se usan para dictaminar una dieta como
fuente proteica o de energía, también en alimentos determinados como control para
corroborar que satisfagan las especificaciones o requerimientos plasmados durante la
formulación. (Coral, 2014).
Tabla 1. Normas que rigen los parámetros proximales.
Parámetros Normas
Humedad Determinación gravimétrica
Proteína cruda Standard AOAC, Método No. 978.04
Grasa bruta o extracto etéreo Standard AOAC, Método No. 930.09
Cenizas Standard AOAC, Método No. 930.05
Fibra cruda o bruta Standard AOAC, Método No. 985.29
Carbohidratos Método de la diferencia, FAO/OMS
Figura 16. Fracciones separadas por el método de Weende (Análisis proximal).
(Blanco, 2012)
62
5.1.1. Análisis de humedad
Teniendo en cuenta que la cantidad de materia seca de un alimento, está relacionada de
forma inversa con la cantidad de humedad del mismo; por el ello el porcentaje de humedad
tiene gran importancia económica tanto para el procesador como para el consumidor.
Además posee un gran significado en la estabilidad y calidad de los alimentos; las semillas
que contienen mucha agua están sujetas al deterioro, crecimiento de hongos, podredumbre.
(López et al, 1992).
El agua que se halla en los alimentos, se puede encontrar de tres formas diferentes; un
porcentaje puede encontrarse como agua libre en el espacio intergranular y entre los poros
del material, esta agua conserva sus propiedades físicas y sirve como agente dispersantes de
las sustancias coloides y como solvente para compuestos cristalinos. Otro porcentaje se
encuentra como agua absorbida sobre la superficie de los coloides macromoleculares como
lo son los almidones, pectinas, proteínas y celulosas; esta agua se asocia con las
macromoléculas que son retenidas por las fuerzas de absorción que se atribuyen a Van der
Walls o a la formación de puentes de hidrogeno. El último porcentaje es el agua que se
encuentra en forma enlazada, la cual está en combinación con varias sustancias como agua
de hidratación. (López et al, 1992).
El análisis de humedad es considerada una de las técnicas de mayor uso e importancia en el
procesamiento, control y conservación de los alimentos, puesto que la mayoría de
los productos alimenticios poseen un contenido mayoritario de agua. (Coral, 2014). Ahora
los métodos para la determinación de humedad se pueden dividir en: métodos de secado,
procedimientos de destilación, procedimientos físicos y ensayos químicos. Para seleccionar
el método se debe tener en cuenta algunos factores relacionados con la muestra, como lo
son; valores altos de humedad, descomposición de compuestos orgánicos, volatilización de
sustancias diferentes al agua, compensación de pérdidas de sustancias volátiles, bajo las
condiciones experimentales que se fijen por incompleta remoción del agua absorbida.
(López et al, 1992).
Método de secado: El material es calentado de forma cuidadosa bajo condiciones
específicas, y la pérdida de peso es valorada, como una medida de la humedad
contenida por la muestra; la ventaja de este método es que es muy rápido, simple y
63
se pueden analizar muchas muestras de forma simultánea. Pero existen factores que
afectan la exactitud del método tales como: la temperatura de secado, la temperatura
y humedad relativa de la cámara de secado, el movimiento del aire y la humedad
relativa dentro de la estufa, el vacío dentro de la cámara de secado, el espesor y
tamaño de las partículas entre otras. (López et al, 1992).
Método de la estufa de aire: este método es el más antiguo y es utilizado de manera
amplia, consta de una determinación gravimétrica de las perdidas que sufre la
muestra al ser sometida a temperaturas muy cercana al punto de ebullición del agua.
El principio del método es basado en que la humedad libre es expulsada por medio
del aire caliente que se encuentra en circulación. (López et al, 1992).
Para realizar el cálculo se utiliza la siguiente ecuación:
( ) ( )
*100 Ecuación 8.
Método de la estufa de vacío: las determinaciones en este método se consideran los
procedimientos más exactos para determinar la humedad, porque arroja resultados
más reproducibles; esta metodología es específica y debe ser utilizada cuando hay
presencia de sustancias volátiles en la muestra. (López et al, 1992). Para realizar el
cálculo se utiliza la siguiente ecuación:
( )
*100 Ecuación 9.
Método de la lámpara infrarroja: el principio de este método es la eliminación de la
humedad a través de la radiación infrarroja que penetra de manera profunda dentro
de la muestra. Esta lámpara posee unos 250 a 500 W y su filamento desarrolla
temperaturas de 2000 a 2500 °K. (López et al, 1992).
Métodos de destilación: estos métodos causan menor descomposición en algunos
alimentos, sin embargo las reacciones químicas que se producen por el calor son
minimizadas; estos métodos son de dos tipos, primero es la destilación del agua
contenida en un líquido inmiscible de alto punto de ebullición y el segundo es la
mezcla de la muestra con un solvente inmiscible. (López et al, 1992).
Métodos químicos: el utilizado es el método de Karl Fisher, el cual es aplicable
alimentos sensibles al calor o al vacío, se basa en la reacción Bunsen. (López et al,
1992)
64
5.1.2. Análisis de proteína cruda
En el sistema proximal las proteínas se le miden la cantidad de nitrógeno que contiene un
alimento multiplicado por un factor específico correspondiente a cada producto. (Coral,
2014). Los métodos empleados son:
Método de Kjeldahl: las proteínas y diversos componentes orgánicos que contienen
los alimentos se digieren en una mezcla de ácido sulfúrico en presencia de
catalizadores; mediante este proceso en nitrógeno orgánico total se convierte en
sulfato de amonio, la mezcla que fue digerida se neutraliza utilizando una base y
posterior a esto se destila. El amoniaco liberado es arrastrado por destilación y
recogido en solución de ácido bórico; los aniones del borato formado se titulan con
ácido clorhídrico para así determinar el nitrógeno que contiene la muestra. (Lanza et
al, 2016). En este método se realizan las siguientes etapas:
1. Digestión: se lleva a cabo con H2SO4 en presencia de un catalizador y calor.
(Lanza et al, 2016).
2. Neutralización y Destilación: neutralización del (NH4)2SO4 digerido con una
base fuerte (disolución de NaOH, 35%) seguida de una destilación sobre un
volumen conocido de un ácido fuerte (disolución de ácido bórico al 4%).
(Lanza et al, 2016).
3. Valoración: El anión borato (proporcional a la cantidad de nitrógeno) es
titulado con HCl estandarizado. (Lanza et al, 2016).
Método de Biuret: es utilizado para determinar las proteínas existentes en los
cereales, la carne, las proteínas de las semillas de soja y también es utilizado como
un tipo de ensayo cualitativo para el pienso: este método se fundamenta en que al
momento de que los iones cúpricos se acomplejan, bajo ciertas condiciones
alcalinas con los enlaces peptídicos, se produce un color violeta, y la intensidad de
este color es proporcional al contenido de proteínas. (Coral, 2014). El análisis se
realiza a través de seis pasos los cuales son:
1. Preparar las soluciones estándares
2. Preparar soluciones de las muestras
3. Realizar la Incubación de las soluciones estándar o de la muestra
65
4. Leer la absorbancia
5. Realizar el cálculo de la recta de calibrado
6. Determinar la concentración de proteína en la muestra
5.1.3. Análisis de grasa bruta o extracto etéreo.
Este análisis se fundamenta en el proceso de extracción de manera continua mediante el uso
de calor de todas aquellas sustancias solubles en éter de petróleo, que provienen de una
muestra seca; este extracto está compuesto principalmente por aceites y grasas, aunque
también incluye otro tipo de substancias liposolubles como vitaminas, esteroles, pigmentos,
ácidos orgánicos entre otros. Para los cálculos se expresa el resultado en porcentaje de peso
de grasa bruta en base seca y en base húmeda (Coral, 2014).
( ) ( )
Ecuación 10.
( )
Ecuación 11.
5.1.4. Análisis de cenizas
Las cenizas de un alimento es un término analítico que se refiere al residuo inorgánico que
queda después de la calcinación de la materia orgánica y determinación gravimétrica del
residuo; constituido principalmente por óxidos, carbonatos, fosfatos y sustancias minerales;
se expresa en porcentaje (g/100 g de muestra). El principio de este análisis se basa en
calcinar la muestra a cierta temperatura la cual permita la incineración de la materia
orgánica, sin que haya pérdida de los elementos minerales volátiles, hasta obtener cenizas
libres de carbón. El cálculo se puede expresar en porcentaje de cenizas, tanto en base
húmeda como seca. (Coral, 2014).
( ) ( )
*100 Ecuación 12.
( ) ( )
*100 Ecuación 13.
66
5.1.5. Análisis de fibra cruda o Bruta
Este análisis se fundamente en la obtención del contenido de fibra que se encuentra en la
muestra, luego de ser digerida con las soluciones de H2SO4 Y NaOH y ser calcinado el
residuo; la diferencia en peso después de calcinar es la cantidad de fibra presente en la
muestra, que se caracteriza por ser la parte no digerible de los alimentos. (Coral, 2014).sus
ecuaciones de cálculo son:
( ) ( )
Ecuación 14.
( ) ( )
Ecuación 15.
5.1.6. Extracto libre de Nitrógeno
Aquí se abarcan todos los nutrientes que no fueron evaluados con los métodos
anteriormente descritos del análisis proximal, se constituye principalmente por
carbohidratos dirigibles, vitaminas y demás compuestos de naturaleza orgánica solubles no
nitrogenados. (Coral, 2014); se calcula de la siguiente forma:
Extracto Libre de Nitrógeno (%) = 100-(A+B+C+D+E) Ecuación 16.
Dónde:
A = Contenido de humedad (%)
B = Contenido de proteína cruda (%)
C = Contenido de Grasa (%)
D = Contenido de fibra cruda (%)
E = Contenido de ceniza (%)
5.2. LIMITACIONES DEL ANÁLISIS PROXIMAL
Las determinaciones de este sistema que poseen errores fundamentales son el análisis de
fibra bruta y por consecuente el análisis del extracto etéreo, la falencia del método está
basada en que parte de los compuestos que constituyen la fibra bruta son disueltos en el
67
tratamiento con ácido y otra parte en el tratamiento alcalino; por lo tanto, este método no
puede medir el contenido real de fibra que posee un alimento. La fibra bruta anteriormente
era considerada la porción indigestible del alimento, hasta el momento que se descubrió la
digestibilidad y se encontró que en los rumiantes la fibra si posee un valor de digestibilidad.
Tampoco es posible considerar a la fibra bruta como una entidad química que está presente
en el alimento, ya que el método no permite medir su totalidad, debido a los errores en el
fundamento metodológico.
Además el análisis proximal no informa cuales y cuantos compuestos de cada uno de ellos
contiene dicha determinación, esta es otra de las limitaciones, que se puede mejorar
utilizando otros métodos de análisis. Excepto en la cantidad de agua, ya que es posible
conocer el contenido exacto del extracto etéreo, donde el resultado que se obtiene puede ser
de un compuesto o una mezcla de los diferentes compuestos que lo constituyen. (Coral,
2014).
5.3. SUSTANCIAS NUTRITIVAS DE UN ALIMENTO
Son aquellas sustancias o nutrientes que se encuentran presentes en los alimentos y se
consideran imprescindibles para su desarrollo; de acuerdo a la función que desempeñan las
sustancias nutritivas se pudieron clasificar los alimentos, como alimentos energéticos,
constructores y reguladores. Donde los reguladores son los más ricos en proteínas y son los
que hacen posible el crecimiento y formación de los tejidos; los reguladores son los
alimentos ricos en vitaminas y minerales, se encargan de regular el buen funcionamiento
del organismo y evitan las enfermedades; por último tenemos los energéticos son los que
contienen carbohidratos y grasas, encargados de suministrar la energía necesaria para
desarrollar sus funciones. (Calanas, 2005).
5.4. FUENTE DE PROTEÍNAS
Las proteínas provienen de fuentes animales o vegetales, las de origen animal se consideran
superiores a las de origen vegetal, por su alto contenido de aminoácidos esenciales, algunas
proteínas vegetales necesitan procesarse adecuadamente para mejorar su valor nutritivo;
pero si se suplementan de manera adecuada pueden ser similares a las de origen animal.
A continuación, se presentan algunas fuentes de proteínas:
68
Harina de pescado: se obtiene del procesamiento de pescado, eliminado su
contenido de agua y aceite
Harina de plumas: es un concentrado proteico, que cuenta con un bajo precio en el
mercado con relación a otras fuentes de nitrógeno.
Pasta de soya: se considera una de las mejores fuentes de proteína, por su alto
contenido de lisina.
Pasta de algodón: Los principales factores antinutritivos de la harina de algodón son
el gosipol y los ácidos grasos ciclopropenoicos
Pasta de ajonjolí: la caracteristica principal que posee, es su alto contenido de
metionina en comparación con otras fuentes proteicas. (Martínez, Muñoz &
Martínez, 2006).
5.5. FUENTE DE ENERGÍA EN LOS ALIMENTOS
Los alimentos son los causantes del aporte principal de energía al cuerpo; debido a que
nuestro cuerpo es capaz de transformarla en sustancias nutritivas y mediante este proceso
adquiere energía. Las fuentes principales de obtención de energía mediante los alimentos
son:
Hidratos de carbono: es considerada la fuente principal de energía del organismo,
son los azucares, almidones y fibra que se encuentran en gran variedad de
alimentos.
Grasas: para la dieta son fundamentales, permiten realizar muchas de las funciones
del organismo y a su vez proteger las membranas celulares.
Proteínas: el cuerpo solo las utiliza en etapas de ayuno o esfuerzos prolongados.
(Martínez, Muñoz & Martínez, 2006).
5.6. COMPOSICIÓN Y VALOR NUTRICIONAL DE LA Annona muricata
La guanábana cruda posee una composición nutricional de 81% en agua, 17% de glúcidos,
1% de proteína y una proporción intrascendente de grasa (Tabla 1.); es capaz de aportar 66
calorías y en vitaminas solo contiene ácido ascórbico. (Tabla 1) (León, Granados & Osorio,
2016).
69
Tabla 2. Valor nutricional por cada 100 gramos de la Annona muricata.
Valor nutricional por 100 g (3,5 oz)
Energía 276 kJ (66 kcal)
Carbohidratos 16,84 g
Azúcares 13,54 g
Fibra dietética 3,3 g
gordo 0,3 g
Proteína 1 g
Vitaminas Cantidad% DV †
Tiamina (B1 ) 6% - 0,07 magnesio
Riboflavina (B2 ) 4% - 0,05 mg
Niacina (B3 ) 6% - 0,9 mg
Ácido pantoténico
(B5 )
5% - 0,253 magnesio
Vitamina B6 5% - 0,059 magnesio
Folato (B9 ) 4% - 14 μg
Colina 2% - 7,6 magnesio
Vitamina C 25% - 20,6 magnesio
Minerales Cantidad% DV †
Calcio 1% - 14 magnesio
Planchar 5% - 0,6 magnesio
Magnesio 6% - 21 magnesio
Fósforo 4% - 27 magnesio
Potasio 6% - 278 magnesio
70
Sodio 1% - 14 magnesio
Zinc 1% - 0,1 mg
Otros componentes Cantidad
Agua 81 g
5.6.1. Carbohidratos y metabolismo de carbohidratos
5.6.1. 1. Definición y estructura
Los carbohidratos son biomoléculas formadas por tres elementos fundamentales como lo
son el carbono, hidrógeno y oxígeno (proporciones bajas), la función principal en el
organismo de los seres vivos es contribuir en el almacenamiento y en la obtención de
energía de manera inmediata, principalmente al cerebro y al sistema nervioso. (Fenovich et
al, 2000).
Figura 17. Estructura química de los carbohidratos, grupos funcionales. (Mekee, 2014).
El metabolismo de carbohidratos es un proceso de formación, de ruptura y a la vez
conversión de los carbohidratos en los seres vivos. (Fenovich et al, 2000).
Figura 18. Glucolisis y vía de las pentosas fosfato. (Mekee, 2014).
71
5.6.1.2. Clasificación de carbohidratos
Monosacáridos: están formados por una sola molécula, se consideran azucares
simples, no son capaces de hidrolizarse y además son fuente principal de
combustibles para el organismo.
Disacáridos: están formados por dos moléculas de monosacáridos, entre los
disacáridos más comunes se encuentra la sacarosa.
Polisacáridos: son biomoléculas formadas por la unión de cadenas de más de 10
monosacáridos cuya función en el organismo está relacionada con las labores e
estructura o de almacenamiento.
Oligosacáridos: están conformados entre 3 o nueve moléculas de monosacáridos,
unidos por enlaces que se liberan cuando se lleva a cabo un proceso de hidrolisis.
(Luna et al, 2014).
5.6.1.3. Rutas metabólicas de carbohidratos
Las rutas metabólicas que poseen los carbohidratos son:
Glucólisis o glicolisis: es la ruta metabólica donde se oxida la glucosa para obtener
energía para las células del organismo; durante este proceso no solo se forma ATP,
también se generan 2 moléculas de piruvato.
Gluconeogénesis: a través de esta ruta metabólica se produce glucosa a partir de
otras fuentes que no son carbohidratos, se da lugar casi exclusivamente en el hígado
y un aproximado de 10% en los riñones.
Glucogenólisis: es un proceso catabólico donde ocurre la degradación del glucógeno
a glucosa o glucosa-6-fosfato, esta ruta se activa cuando se requiere en el
organismo un aumento de la glucosa en sangre, manteniendo sus niveles.
Glucogénesis o glucogenogénesis : es el proceso metabólico donde se da lugar a la
síntesis del glucógeno a partir de un precursor más simple, es decir, por la
incorporación de forma repetida de unidades de glucosa, para ser almacenado el
hígado y en menor cantidad en los músculos, este proceso ocurre después del
consumo de alimentos con carbohidratos.
72
Estas rutas metabólicas se activan dependiendo de lo que requiera el organismo y del
tipo de situación que presente. (Granito et al, 2013).
5.6.1.4. Glucólisis y reacciones
Es la ruta metabólica que se genera en todos los organismos y células mediante la cual se
degrada la glucosa hasta dos moléculas de piruvato, y a su vez se genera energía en forma
de NADH y ATP; esta ruta se compone de 10 reacciones enzimáticas, de las cuales 3 son
de manera irreversible y 7 reversibles. Esta ruta se genera en dos etapas una preparatoria y
otra de beneficios, donde en la primera ocurren 4 reacciones de las cuales dos son de
fosforilación y se consumen 2 ATP por molécula de glucosa; la ruptura de la hexosa-PB
termina en 2gliceraldehido-3-P. Además en esta etapa de beneficios se da la oxidación del
gliceraldehido-3-fosfato (*2) hasta piruvato (*2) y la formación acoplada de ATP en 2 de
las reacciones, en total se forman 4 ATP y 2 NADH. (Espinosa et al, 2012).
Figura 19. Reacciones de la glucolisis. (Tejedor, 2014)
73
5.6.1.5. Glucogénesis
La gluconeogénesis en la ruta metabólica que da lugar a la síntesis de la glucosa mediante
sustratos no glúcidos, esto ocurre principalmente en el hígado. Este proceso consta de una
serie de reacciones enzimáticas y se caracteriza por la presencia de 4 enzimas que no
participan en la glucolisis como lo es el piruvato carboxilasa, fosfoenolpiruvato
carboxicinasa, fructosa 1,6-bifosfatasa y glucosa 6-fosfatasa. Estas enzimas se encuentran
reguladas en diferentes niveles. (Pérez, De Ita & Díaz, 2012).
Figura 20. Elementos constituyentes y moduladores de la vía gluconeogénica del hígado.
(Alarcón, 2000).
5.6.1.6. Regulación de la glucólisis y la glucogénesis
Son rutas coordinas, de manera que una de las vías está relativamente inactiva y la otra a
una velocidad elevada; esto ocurre porque ambas rutas son altamente exergónicas y puede
suceder que estarían funcionando de forma unánime, con un resultado de 2 ATP y 2 GTP
por cada ciclo de reacción. Además, las enzimas características de cada ruta están
controlados de tal manera que no pueden ser ambas rutas simultáneamente activas: ya que
la velocidad de la glucolisis es controlada por la concentración existente de glucosa y la
74
glucogénesis se controla por la concentración de lactato y otros precursores. (Espinosa et al,
2012).
Figura 21. Regulación de la Glucogénesis y glucolisis. (Tejedor, 2014).
5.6.2. Vitaminas
Las vitaminas son esenciales para el buen funcionamiento del cuerpo humano, estas son
absorbidas a través de los alimentos y participan en numerosas funciones vitales de nuestro
organismo; como lo es nuestro metabolismo, el desarrollo y normal crecimiento y la
regulación del funcionamiento celular. Todas las vitaminas son obtenidas de los alimentos,
y nuestro organismo es capaz de sintetizar la vitamina D y K en pequeña cantidad, que
llega a ser insuficiente para sus necesidades. (Giménez, 2002). Las vitaminas que
conocemos hasta ahora son:
Vitamina A o Retinol: esta vitamina se asocia a la salud de nuestros ojos, ya que es
la encargada de proteger la superficie de la córnea; es además esencial para el
desarrollo de nuestros huesos y ayuda al organismo como resistencia para
infecciones.
Vitamina B1 o Tiamina: ayuda a la función de los nervios, los músculos, el corazón
y al metabolismo de los hidratos de carbono.
Vitamina B2 o Riboflavina: ayuda al metabolismo de los hidratos de carbono, las
proteínas, las grasas y en la producción de hormonas de las glándulas suprarrenales.
75
Vitamina B3 o Niacina: está implicada en la función del sistema digestivo, hidratos
de carbonos, en la producción de hormonas sexuales y en el mantenimiento de la
piel sana.
Vitamina B5, W o Ácido pantoténico: ayuda al mantenimiento de sistema
inmunitario, se encuentra en las vísceras de animales, las levaduras, los vegetales
crudos, la leche y sus derivados y en los huevos.
Vitamina B6 o Piridoxina: ayuda al metabolismo de las proteínas, a la síntesis de
hemoglobina y a la función de los sistemas nerviosos y digestivos.
Vitamina B12 o Cianocobalamina: esta vitamina actúa en conjunto con la vitamina
B9 en la síntesis de material genético celular y en la producción de glóbulos rojos
en la médula ósea.
Vitamina C o Ácido ascórbico: esta vitamina se encuentra en las frutas y vegetales,
Mejora la cicatrización de las heridas, la absorción de hierro y está implicada en
el crecimiento y mantenimiento delos huesos, los dientes, las encías, los
ligamentos y los vasos sanguíneos.
Vitamina D o Colecalciferol: esta vitamina actúa en conjunto con el calcio en la
construcción de los huesos, dientes fuertes y en el mantenimiento del sistema
nervioso.
Vitamina E o Tocoferol: es fundamental en el sistema de defensas de nuestro
organismo, actúa como antioxidante protegiendo los pulmones, el sistema nervioso.
Vitamina H, Biotina, B7 O B8: esta vitamina es el factor esencial de crecimiento que
se encuentra en todas las células del organismo.
Vitamina K: hace parte de la coagulación de la sangre; es producida por las
bacterias del organismo y está ampliamente distribuida en muchos alimentos.
Vitamina M, B9 o Ácido fólico: es esencial para mucha de las actividades
enzimáticas del organismo, además hace parte de la síntesis de proteínas y del
material genético.
Todas estas vitaminas se pueden clasificar de dos formas liposolubles y/o hidrosolubles, las
liposolubles (A, D, E, K) se almacenen en los depósitos de grasas del organismo. Las
76
hidrosolubles (B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12, C), se eliminan del organismo a través de la
orina, en pequeñas cantidades por las heces fecales y el sudor. (Giménez, 2002).
5.6.2.1. Absorción de las vitaminas
Vitamina A o Retinol: en las paredes del intestino, en el proceso de conversión del
beta-caroteno.
Vitamina B1 o Tiamina: es absorbida a nivel del intestino delgado, mediante un
proceso de transporte activo cuando existe una mínima ingesta, cuando existe un
mayor consumo de esta vitamina el transporte es pasivo.
Vitamina B2 o Riboflavina: es absorbida de manera general por el intestino delgado
proximal mediante transporte activo.
Vitamina B3 o Niacina: es absorbida por el tracto intestinal.
Vitamina B5, W o Ácido pantoténico: se absorbe en el yeyuno, mediante un proceso
de transporte activo.
Vitamina B6 o Piridoxina: es absorbida de forma rápida en la mucosa intestinal del
yeyuno, a través de trasporte activo.
Vitamina B12 o Cianocobalamina: se absorbe en forma de factor intrínseco, pero
además se fusiona con el factor intrínseco sintetizado por microorganismo que están
en la mucosa de animales superiores.
Vitamina C o Ácido ascórbico: se absorbe en el yeyuno, se halla en el plasma,
corteza y el cuerpo lúteo.
Vitamina D o Colecalciferol: se absorbe en el intestino o se sintetiza mediante la
conversión inducida de los rayos ultravioleta
Vitamina E o Tocoferol: se absorbe en la parte superior del intestino delgado,
mediante difusión micelar.
Vitamina H, Biotina, B7 O B8: se absorbe por vía intestinal y otra parte es
sintetizada por bacterias de la vía intestinal.
Vitamina K: es absorbida en el intestino delgado.
Vitamina M, B9 o Ácido fólico: se absorbe en el yeyuno proximal y en proporciones
menores en el yeyuno distal.
(Mollinedo & Carillo, 2014).
77
5.6.3. Minerales
Son nutrientes que nuestro organismo necesita en pequeñas cantidades con respecto a los
macronutrientes, por ende junto con las vitaminas son considerados macronutrientes;
poseen una valiosa función reguladora, el organismo no logra sintetizarlos y deben ser
introducidos a él por medio de la dieta, además no aportan energía. (Medlineplus, 2019)
Podemos clasificarlos en cuatro grupos que son:
Macroelementos esenciales: nuestro organismo los necesita en cantidades
superiores a 100 miligramos/día, entre ellos se tiene el calcio, potasio, fósforo,
sodio, azufre, magnesio y cloro. (Medlineplus, 2019)
Microelementos esenciales: nuestro cuerpo los requiere en cantidades inferiores a
100 miligramos/día, estos son el hierro, flúor, cobre y zinc. (Medlineplus, 2019)
Elementos traza esenciales: el organismo requiere porciones inferiores a 1 mg/día,
dentro de estos encontramos al molibdeno, yodo, selenio y cromo. (Medlineplus,
2019)
Elementos contaminantes: en este grupo encontramos al plomo, mercurio, cadmio,
boro, arsénico, litio, bario y aluminio, etc. (Medlineplus, 2019)
El consumo excesivo o reducido de cualquiera de los minerales mencionados, puede causar
un trastorno alimenticio. (Medlineplus, 2019).
5.6.3.1. Macroelementos Esenciales
Calcio: entre sus funciones esta ayudar a formar y mantener los dientes y huesos,
además ayuda a la coagulación de la sangre y la secreción de hormonas. (Sánchez et
al, 2002).
Potasio: este mineral posee funciones importantes a nivel de los músculos el sistema
nervioso, además se encarga de regular el agua dentro y fuera de las células de
nuestro cuerpo en conjunto con el sodio. (Zehnder, 2010).
Fósforo: es considerado el segundo mineral con más abundancia en el cuerpo
humano, su principal función es la formación de los huesos y dientes, además
trabaja en conjunto con las vitaminas del complejo B para el funcionamiento de los
78
riñones, contracción de los músculos y señales nerviosas etc. (Martínez & Saracho,
2009).
Sodio: nuestro cuerpo requiere cierta cantidad de el para su adecuado
funcionamiento, este nos ayuda a funcionar nervios y músculos. (Zehnder, 2010).
Azufre: es encontrado en la naturaleza en forma de sulfuros, puede causar efectos
neurológicos y de comportamiento en los seres humano. (Alfaro, Bernier & Iraira,
2006).
Magnesio: es un mineral indispensable para la nutrición de los seres humanos, ya
que se necesita para más de 350 reacciones bioquímicas de nuestro cuerpo, además
ayuda al funcionamiento de los músculos y nervios. (Miyahira, 2018).
Cloro: participa en el equilibrio osmótico e interviene en la digestión de las grasas.
(Doménech, 2004).
5.6.3.2. Microelementos Esenciales
Hierro: este mineral se encuentra en proporciones bajas en el cuerpo humano,
como función primordial es intervenir en el trasporte de oxígeno y dióxido de
carbono a la sangre. (Gutiérrez, 2015).
Flúor: este mineral se encarga de la formación de los huesos y del
funcionamiento correcto del esmalte dental. (Valdez et al, 2011).
Cobre: en el cuerpo se encarga de ayudar a trasportar el hierro e interviene en la
formación de la hemoglobina, los glóbulos rojos y algunas enzimas. (Ros,
2010).
Zinc: este mineral llega a participar en numerosas reacciones químicas a nivel
celular, y se encuentra involucrado en la mayoría de los sistemas de
mantenimiento y regulación corporal. (López, Castillo & Díaz, 2010).
5.6.3.3. Elementos traza Esenciales
Molibdeno: en los seres humanos se conoce como un cofactor de cuatro
enzimas. (Pérez et al, 2012).
Yodo: se considera esencial para la síntesis de hormonas tiroides, además
ayuda a quedar la grasa en exceso del cuerpo. (Carretero, 2008).
79
Selenio: tiene una capacidad antioxidante, además puede potenciar la acción
de fármacos anticoagulante. (Lozano et al, 2019).
Cromo: este mineral esencial no lo produce el cuerpo humano, se obtiene
por medio de la alimentación; es importante en la descomposición de las
grasas y carbohidratos. (Alvarado, Blanco & Mora, 2002).
5.6.3.4. Elementos contaminantes
Plomo: la exposición puede causar anemia e hipertensión, además no hay
un nivel de concentración que se considere no peligroso en la sangre.
(Granger et al, 2012).
Mercurio: los seres humanos estamos expuesto en su mayoría a este mineral,
el cual puede causar graves problemas de salud y es peligrosa para el
desarrollo intrauterino y en las primeras etapas de vida. (Ramírez, 2008).
Cadmio: la acumulación en lo riñones, causa daño en el mecanismo de
filtración. (Pérez & Azcona, 2012).
Boro: es un elemento esencial para el metabolismo de ciertos minerales
como lo son cloro, cobre, magnesio y fosforo. (Crespo, 2001).
Arsénico: es uno de los elementos más tóxicos, la exposición muy alta puede
causar infertilidad. (Medina et al, 2018).
Litio: se utiliza en forma de sal para tratar enfermedades siquiátricas, como
la bipolaridad. (Retamal & Fullerton, 1999)
80
6. CAPITULO IV. APLICABILIDAD DE LAS SEMILLAS DE GUANÁBANA
(Annona muricata)
6.1. USOS A NIVEL INDUSTRIAL
6.1.1. Industria alimenticia
6.1.1.1. Extracción de aceites
Las semillas de guanaba, se caracterizan por poseer alcaloides los cuales son materia prima
para la extracción de aceites, siendo además muy rica en ácido oleico y linoleico
nutricionalmente importantes en la dieta alimentaria de humanos. A continuación se
enumeran distintos estudios realizados para extraer aceites de la semilla de la Annona
muricata.
1. (Dorado, Hurtado & Martínez, 2016), realizaron un estudio para la extracción de
aceites de semillas de guanábana (Annona muricata): cinética, perfil de ácidos
grasos y esteroles, en el cual encontraron un bajo rendimiento de aceite por el alto
contenido de humedad, y concluyeron que la humedad de las semillas es un valor
que influye en el porcentaje rendimiento.
2. En la universidad nacional de Colombia, los estudiantes ( Bayardo & Zúñiga, 2018),
realizaron la extracción de aceite de semillas de guanábana a nivel de laboratorio,
aplicando los métodos de extracción soxhlet y arrastre con vapor de agua,
obteniendo resultados significativos en el primer método, que fueron del 40% para
las semillas trituradas y 23% para las semillas sin triturar, y el segundo método se
registró un rendimiento relativamente bajo en semillas trituradas y sin triturar los
cuales fueron ambos del 20%. Concluyendo así que el mejor rendimiento para la
extracción de aceite de semillas de guanábana es el soxhlet, debido al uso de hexano
como disolvente; las cantidades extraídas del método arrastre de vapor, fueron
significativamente pequeñas debido a las limitaciones del equipo, porque no se
logró el flujo continuo de vapor saturado y un área mayor de contacto con la
muestra.
3. (Cerón, Osorio & Hurtado, 2012), realizaron un estudio para determinar el
rendimiento de aceite y los ácidos grasos presentes en la semilla de guanábana, la
81
extracción la llevaron a cabo mediante el método Soxhlet, usando como solvente
éter etílico, los ácidos grasos los analizaron mediante cromatografía de gases, en
este estudio obtuvieron un porcentaje del 30,59% de aceite y los ácidos grasos
presentados fueron el palmítico, oleico, esteárico, linoleico y linolénico los cuales
son bastante utilizados en farmacéutica , cosmética y alimentos.
4. En la universidad de Veracruz México, se realizó una investigación para estudiar las
propiedades fisicoquímicas y el comportamiento térmico, mediante colorimetría
diferencial de barrido y termo-gravimetría, del aceite extraído de las semillas de
guanábana, donde obtuvieron como resultados un contenido de 2.6% de cenizas,
17.8% de fibra cruda, 15.8% de proteínas, 26.1% de carbohidratos y 37.8% de
aceite en base seca; además se evidencio un contenido alto de ácidos grasos
insaturados de 68.4%, con mayor porcentaje el ácido oleico y linoleico, y en
menores proporción el palmítico y linolénico, el 31.5% restante fueron ácidos
grasos saturados (palmítico y esteárico), el índice de refracción fue de 1.468, el
valor de saponificación 168.2 y de yodo 87.0; el análisis térmico arrojo como
resultado que el aceite empieza a cristalizarse a los -4.5 °C y termina en los -79.1 °C
con entalpía de cristalización de 48.2 J/g y además llega a fundir en un intervalo de
-42.3 a 16.8 °C con un valor máximo de fusión a los -15.4 °C y con una entalpía de
fusión de 80.4 J/g. El contenido de grasa sólida fue mínimo a temperaturas de
refrigeración, manteniéndose líquido y libre de cristales a temperaturas superiores a
los 10 °C y finalmente en el análisis termo-gravimétrico arrojo que la
descomposición térmica del aceite en una atmósfera inerte comienza a los 380 °C y
finaliza a los 442 °C con un valor máximo en la velocidad de descomposición a los
412 °C. (Solís et al, 2010).
En el proceso de extracción del aceite también se visualiza un alto contenido de fibra en la
harina lo que permite su utilidad en la fabricación de alimento para animales.
A continuación, se enumerarán distintos estudios encontrados a cerca de la guanábana:
1. (Ramírez & Pacheco, 2009), compararon las propiedades funcionales de las harinas
de altos contenidos de fibra obtenida de guanábana, guayaba y piña deshidratadas
con una fibra comercial. Encontrando que los altos contenidos de fibra de las frutas
82
estudiadas, les confiere algunas propiedades funcionales importante en la industria
de alimentos, tales como elevados valores de absorción de agua (457-525%),
además las harinas de guayaba y guanábana presentaron propiedades emulsificante
siendo mayores en agua que NaCl 1M; destacándose la harina de la guayaba, con
las mejores propiedades funcionales, confiriéndole así el mayor potencial en la
industria de alimentos. Mientras que la harina de guanábana, gracias a sus
propiedades emulsificante y su agradable sabor y aroma la hace útil en la
elaboración de helados. Sin embargo las tres frutas gracias a sus propiedades
funcionales y su alto contenido de fibra son útiles para la fabricación de postres.
2. (Ávila et al, 2012), se encaminaron a estudiar una metodología que permitiera
determinar el perfil fisicoquímico de una muestra de guanábana comercial,
disponible en un supermercado del estado Lara, con la finalidad de proponer la fruta
como materia prima para la elaboración de un concentrado potencialmente
funcional, esto mediante tecnología con membranas; encontrando que la
caracterización fisicoquímica de la pulpa permite hacer la puesta a punto de las
metodologías analíticas, el pH y el porcentaje de ácido málico indicaron que la
pulpa es de carácter ácido; sin embargo su alto contenido de sólidos solubles totales
le otorgan un balance entre dulce y ácido propio de esta; concluyendo así que la
guanábana es un alimento potencialmente funcional gracias a su contenido de
vitamina C, característica que es muy atractiva desde los puntos de vista nutricional
e industrial, sin embargo para que los productos derivados de la fruta conserven esta
característica o propiedad funcional se debe realizar el proceso en tecnologías
selectivas que no alteren los contenidos nutricionales que posee la fruta por
naturaleza.
3. En la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia UPTC, realizaron el
estudio de las propiedades funcionales de la harina y de los aislados proteicos de la
semilla de guanábana, todos estos obtenidos como desechos agroindustriales, en el
cual obtuvieron los siguientes resultados, el porcentaje de proteína cruda en la
semilla fue favorable lo que hizo factible la extracción de aislados proteicos y el pH
isoeléctrico de los aislados obtenidos con ausencia de NaCl fue 4 y en presencia de
NaCl fue 4. El rendimiento para los aislados obtenido con ausencia de NaCl fue de
83
46% y para los aislados obtenidos con presencia de NaCl es de 46,3%, el contenido
de proteína para los obtenidos con presencia de NaCl fue de 39,9% y para los
obtenidos con ausencia de NaCl de 63,3%, en este último favoreciendo la capacidad
de absorción de agua, la absorción de lípidos y la capacidad espumante. Gracias a
estos resultados observaron que la harina desengrasada poseía las mejores
propiedades emulsificante, haciéndola importante para el uso de este producto como
aderezos para ensaladas y productos cárnicos. Además los aislados proteicos de la
semilla de guanábana se pueden utilizar en la industria de alimentos como
ingredientes funcionales. (Chaparro et al, 2014).
6.1.2. Industria de biodiésel
6.1.2.1. Biodiesel. Definición.
Es un biocarburante o biocombustible líquido que se obtiene de grasas animales y
vegetales; además es un producto similar al diesel del petróleo que se deriva de biomasa,
por lo que constituye un biocombustible renovable. Para obtenerlo de grasas animales se
hacen pasar por el proceso de transesterificacion proporcionando ésteres alquílicos de los
ácidos grasos correspondientes; todo esto con el objetivo de que puedan ser utilizados
combustibles para el transporte y que sea posible alcanzar los estándares de calidad.
(Sarmiento, 2018).
Reacción de transesterificacion: este tipo de reacción se da entre un triglicérido con
un alcohol para formar ésteres y glicerol. (García et al, 2018).
Figura 22. Reacción de transesterificación. (García et al, 2018).
84
Tabla 3. Propiedades del biodiesel. (Sarmiento, 2018).
N° Propiedades Unidad
es
Método
estándar
Precisión Norma ASTM
6751[23]
1 Contenido de Metil éster % peso D975 95.5 - 98
2 Contenido de Carbono % peso D975 77
3 Contenido de Azufre % peso D975 0 – 0.0024
4 Contenido de Agua Ppm
peso
D975 máx. 0.05
5 Contenido de Oxigeno % peso D975 11
6 Contenido de Hidrógeno D975 12
7 Número de Cetano Cetanos D975 &
D6890
±0.1
45 – 55
mín. 47
8 Viscosidad cinemática.
(40° C)
Mm2/s D445 &
D975
±0.01 1.9 – 6.0
9 Punto de inflamación °C D93 ±0.1 mín. 130
10 Punto nube °C D2500 ±0.1 (-3)-(12)
11 PCI KJ/Kg D975 37700
12 Gravedad especifica (60
°F)
Kg/l D975 0.88
13 Relación del
aire/combustible
D975 13.3
14 Contenido de metanol % masa EN 14110 ±0.008 máx.0.2
15 Glicerina libre % masa D6584 máx. 0.02
16 Densidad (15°C) Kg/m3 D127 ±0.1 870 – 890
17 Índice de acidez mg
KOH/g
D664 &
EN14111
±0.001 máx. 0.8
85
Definición de algunas propiedades del biodiesel:
1. Contenido de metil éster: los metil esteres de ácidos grasos que son
derivados de aceites y/o grasas se consideran biodiesel. (Sarmiento, 2018)
2. Numero de cetano: es el encargado de guardar la relación existente entre en
tiempo transcurrido desde la inyección del carburante hasta el comienzo de
su combustión. (Sarmiento, 2018)
3. Viscosidad cinemática: es la medida de la resistencia interna de un fluido a
fluir bajo fuerzas gravitatorias. (Chinh et al, 2018)
4. Punto de inflamación: conjunto de factores físicos como la temperatura y
presión necesarias para que la sustancia comience arder. (Chinh et al, 2018)
5. Punto nube: es la temperatura a la cual se solidifica el biodiesel. (Chinh et al,
2018)
6. PCI: el poder calorífico inferior del biodiesel, es el resultante de la
combustión incompleta de una unidad del mismo.
7. Gravedad específica: es la relación existente entre el peso del biodiesel y con
relación al peso del agua a la temperatura de referencia 60 °F. (Chinh et al,
2018)
8. Relación aire/combustible: es el valor que expresa la porción de aire (masa o
volumen) aspirado por un motor de combustión para un valor unitario de
combustible. (Sarmiento, 2018)
9. Glicerina libre: cantidad de glicerina como un producto remanente de la
reacción de transesterificación que debe ser separada del B100, ya que su
presencia puede ser causante de depósitos en el fondo de los tanques de
almacenamiento. (Fentes & Wong, 2015).
10. Índice de acidez: son los miligramos de necesarios KOH, para neutralizar los
ácidos grasos que están contenidos en un gramo del material graso. (Chinh
et al, 2018)
Se han encontrado reportados numerosos artículos a nivel industrial de la producción de
biodiesel a partir de la semilla de guanábana, ya que esta posee un alto contenido de
86
viscosidad que la hace útil para la producción de biodiesel. (Gaviria, Posada & Mira, 2018).
A continuación se hablara en detalle de cada uno:
Un estudio que lo hace evidente es el realizado por (Juárez, 2012), donde encontró que el
uso del aceite obtenido de las semillas de guanábana, para la producción de biodiésel, tiene
viabilidad ya que este aceite tiene las características óptimas para que se dé la reacción de
transesterificación, además el biocombustible que se obtuvo conto con un porcentaje de
rendimiento aceptable el cual fue de 34%.
(Chinh et al, 2018), sintetizaron biodiésel usando como materia prima las semillas de la
guanábana, en el cual se centraron en estudiar las condiciones ópticas de la reacción para
que se dé la producción de biodiesel, el aceite que obtuvieron el cual arrojo un rendimiento
del 29,6% fue convertido a biodiesel a través de dos procesos de transesterificación, en el
cual obtuvieron un rendimiento máximo de biodiesel del 92,02% en condiciones catalizadas
por ácidos (temperatura: 65 ◦C, 1% H2SO4, tiempo de reacción: 90 min, y una relación
molar de metanol: aceite: 10: 1) y condiciones óptimas de transesterificacion catalizada por
álcali (temperatura: 65 ◦C, tiempo de reacción: 30 min, NaOH al 0,6% y relación molar
metanol: aceite: 8: 1). Además al determinar las propiedades del biodiesel estas daban
cumplimiento a las normas europeas. Las propiedades mediadas al biodiesel de guanábana
fueron los reflejados en la tabla 3:
Tabla 4. Propiedades del biodiésel de guanábana y los estándares ASTM D6751 y EN
14214. (Chinh et al, 2018)
Propiedades Método
ASTM
ASTM D6751 EN 14214 Guanábana
Índice de acidez
(mg KOH/g)
D664 <0.5 <0.5 <0.8
Contenido de
Azufre (wt
D5453 <0.05 <0.05 0.004
87
Contenido de
Éster (%)
D7371 no reporta >96.5 98.6
Viscosidad a
40°C(mm2/s)
D445 1.9-6.0 3.5-5.0 5.5
Contenido de
agua (mg/kg)
D95 No reporta <500 300
Número de
Cetano
D613 >47 >51 53
Densidad (kg/m3) D1480 No reporta 860-900 868
Punto
inflamación (°C)
D93 100-170 >120 123
Estos resultados indican que el biodiesel sintetizado puede servir como una alternativa al
petrodiesel, además el alto contenido de ésteres en el biodiésel indica que las condiciones
identificadas en este estudio son óptimas para las reacciones de esterificación y
transesterificación; sin embargo, el índice de acidez del biodiésel sintetizado fue de 0,8,
superior al normas europeas (EN 14.214 y ASTM D6751), esto podría deberse a la
presencia de ácidos grasos libres en el producto biodiesel, por ello se requiere un paso de
purificación adicional para reducir el índice de acidez.
(Wai et al, 2019), produjeron biodiesel a partir de las semillas de Annona muricata, en cual
primero extrajeron el aceite con n-hexano a 70 ° C durante 6 h. luego el aceite se
transesterificó con metanol e hidróxido de potasio para producir el biodiesel. La
importancia de los parámetros de transesterificación, la realizaron mediante un diseño
factorial de dos niveles, mostraron que todos los parámetros son significativos. Además, el
alto contenido de ácido graso monoinsaturado (ácido oleico) en el biodiésel resultante
sugiere que el biodiésel podría presentar una buena calidad de combustible, esto debido al
excelente poder calorífico (39,21 MJ kg ⁻¹). Estos autores además compararon el perfil de
ácidos grasos del biodiesel de la Annona muricata con el biodiesel de Jatropha curcas L.,
88
donde dicen que biodiesel producido a partir de ambas fuentes consta de altos porcentajes
de ácido graso monoinsaturado (ácido oleico); y que el obtenido de Annona muricata está
compuesto por un 47,02% de ácido oleico, mientras que el de Jatropha curcas L. tiene un
45,79% de ácido oleico; además, el de las semillas de guanábana consta de un 23,55% de
ácidos grasos saturados y un 76,96% de grasas insaturadas y el de Jatropha curcas L. posee
18,82% de ácidos grasos saturados y 78,06% ácidos grasos insaturados. Concluyeron que el
biodiésel de Annona muricata tiene similitud al diesel de petróleo, lo cual lo hace potencial
para el desarrollo de combustibles. Además en otro estudio realizado solo a la Jatropha
curcas L se evidencia también que su aceite tiene características fisicoquímicas buenas para
la obtención de biodiesel. (Alcides et al, 2017).
(Avendaño et al, 2020) realizaron la producción y caracterización de biodiésel de la Annona
muricata, esto mediante esterificación con ácido clorhídrico y transesterificación con
hidróxido de potasio, en el cual obtuvieron un rendimiento de aceite igual al 18,92% y de
biodiesel de 94,76%, la caracterización del biodiesel la establecieron bajo las normas
nacionales de filipinas, pero encontraron que el porcentaje de agua no se encontraba dentro
del rango estándar y también que la viscosidad cinemática se encontraba en el límite
máximo de la norma , pero adicional a esto los autores sugieren que el biodiesel puro si
tiene potencial para ser utilizado en motores diesel.
6.1.3. Industria cosmética y farmacéutica.
Gracias al contenido de alcaloides, acetogeninas y ciclopéptidos, las semillas de guanábana
despiertan interés farmacológico. Dicho interés se evidencia en diversos estudios
reportados como lo es el de (Fuentes, Hernández & Durán, 2011), en el que estudiaron el
potencial terapéutico de dichas semillas y su posible uso como alimento; donde se
evidencio que las semillas poseen una alta actividad citotóxica con posibles aplicaciones
terapéuticas, además tienen un contenido significativo de aceite, que posee una
composición y propiedades similares a los de los aceites de fuentes convencionales, sin
embargo cualquier componente derivado de semillas de Annona muricata para consumo
alimenticio debe ser estudiado respecto a los posibles riesgos toxicológicos.
(Cedraz et al, 2018), estudiaron si el aceite de las semillas de guanábana mejora los
parámetros de la diabetes tipo 1 in vitro e in vitro; para ello identificaron el potencial
89
inmunomodulador del aceite (AmSO) en un modelo experimental in vivo e in vitro
inducido por estreptozotocina de T1D y el cultivo de células sanguíneas completas de
pacientes diabéticos; la citotoxicidad de AmSO la evaluaron mediante MTT-tetrazolio y
resazurina; y AmSO lo administraron por vía oral a ratas BALB / c durante 48 días y se
dividieron en grupos: control, STZ (diabéticos), STZ-AmSO (diabéticos, tratados con 1.0
mg / kg AmSO) y grupos AmSO (no diabéticos, tratados con 1,0 mg / kg AmSO). La
diabetes tipo 1 se indujo con la administración intraperitoneal de STZ (3 x 100 mg / kg). Se
evaluó el análisis bioquímico e histopatológico y el área de los islotes pancreáticos. La
producción de IL-10, IL-4, IL-17 en cultivo de células de bazo de ratones diabéticos
expuestos a AmSO y niveles de IFN-γ e IL-10 en cultivos de células de sangre completa de
pacientes diabéticos expuestos a AmSO se determinó mediante ELISA. AmSO mostró
efecto antihiperglucémico, conservó el área de los islotes pancreáticos, conservó el tejido
hepático, aumentó los niveles de IL-4 e IL-10 en el cultivo de células del bazo y disminuyó
el nivel de IFN-γ en el cultivo de células sanguíneas completas y además AmSO demostró
un efecto inmunomodulador y potencial terapéutico para el tratamiento y/o prevención de la
diabetes tipo 1 clínica.
En otros estudios acerca de las semillas de guanábana (Dorcas et al, 2019), plantearon la
hipótesis de que la fracción de hexano proveniente de las semillas, mejorará la hiperplasia
prostática benigna (BPh) inducida por propionato de testosterona, este estudio lo llevaron a
cabo por medio de ratas castradas las cuales fueron asignadas en seis grupos; control no
castrado, control castrado, ratas castradas que recibieron Tp (grupo BPh), [BPh + HFAM],
[BPh + HFAM + finasterida], [BPh + finasterida]. Donde consiguieron como resultados
que las ratas BPh tuvieron aumentos de 3,8 y 3,9 pliegues en el peso prostático y
organosomático, mientras que el tratamiento con la fracción de hexano de las semillas de
guanábana solo y la fracción de hexano + finasterida disminuyó el peso prostático en un
22% y 34% respectivamente, además BPh aumentó las actividades de la fosfatasa ácida
total sérica y prostática en un 95% y un 121%; y actividades de la fosfatasa alcalina sérica y
prostática en un 54% y un 281%, respectivamente. La peroxidación de lípidos séricos y
prostáticos aumentó en un 44% y un 82%, respectivamente, en ratas BPh con una
disminución concomitante de la superóxido dismutasa prostática en un 73%; en ratas BPh,
la mieloperoxidasa sérica y prostática aumentó en 4,0 y 2,0 veces, mientras que el óxido
90
nítrico en suero aumentó en 2,4 veces, respectivamente. Con respecto a todos esos
resultados obtenidos concluyeron que la fracción de hexano proveniente de las semillas de
guanábana puede servir como un nuevo agente terapéutico contra la hiperplasia prostática
benigna.
6.1.3.1. Cremas humectantes
El aceite de semillas de guanábana, es la base para la producción de las cremas, el cual es
mezclado con otros aditivos para así obtenerla, la cual es muy emoliente y humectante, con
aroma agradable y evita la resequedad de las manos y ayuda a la preservación del cutis.
(Agencia de noticias, 2011).
Emoliente: se encargan de suavizar la piel y crear una capa protectora lipídica,
evitando la perdida de agua por evaporación; así la piel se encuentra más hidratada
y recupera su flexibilidad (Esbeltia, 2020). Se clasifican en dos:
1. Emolientes hidrófilos: los cuales se caracterizan por su acción hidratante,
entre ellos se encuentran alcoholes polihídricos como la glicerina,
propilenglicol, polietilenglicoles y productos etoxilados. (Esbeltia, 2020).
2. Emolientes lipofílicos: son los encargados de mantener el agua unida al
estrato corneo a través de la formación de una emulsión oleosa, la cual es la
encargada de impedir la evaporación del agua al estar constituida en la fase
interna de la emulsión nueva que se desarrolla en la parte interna del estrato
corneo, a este grupo pertenecen los aceites, como los parafinicos, de coco,
semilla oleaginosas como la guanábana etc. (Esbeltia, 2020).
Los emolientes para cubrir la demanda de los mercados, tienen que cumplir ciertas
propiedades fisicoquímicas como lo son: Estructura química, polaridad, emoliencia, poder
de esparcirse, peso molecular, estabilidad hidrolítica, propiedades reológicas,
liposolubilidad, capacidad de mejorar la permeabilidad. (Esbeltia, 2020).
Humectante: son sustancias surfactantes, las cuales se disuelven en agua
ocasionando un ángulo inferior entre la sustancia y la superficie de carácter
hidrófoba; los tensoactivos son capaces de adsorber a la grasa y superficies sólidas,
ayudando la migración de partículas de agua. (Sovrán, 2009).
91
6.1.4. Industria agropecuaria
Mediante la mezcla con hexano se extrae un aceite que contiene acetogeninas, las cuales
son sustancias conocidas químicamente como inhibidores del crecimiento de las larvas
de insectos y microorganismos, las cuales pueden ser tóxicas para los humanos.
(AUCPEC, 2003).
6.1.4.1. Potencial insecticida
La anonacina, es una sustancia que se encuentra en las semillas de la guanábana, y que
según estudios es el inicio de una insecticida biológico que consiguió fulminar al mosquito
transmisor del dengue (Aedes aegypti ) en sus etapas acuáticas de metamorfosis las cuales
son 4, lo que ningún otro insecticida había conseguido; Sus efectos son base de estudio en
la Facultad de Biología de la Universidad Veracruzana por la doctora Verónica Domínguez
Martínez, cuya investigación refleja la efectividad por encima de los plaguicidas comunes,
sino que, a diferencia de ellos, este posee resistencia a la luz y a su vez resulta mucho
menos agresivo contra el ambiente, ya que es de origen natural y no necesita químicos
como soporte para su dispersión, solo utiliza agua. (Escalón, 2005).
Además (Hincapié, Lopera & Ceballos, 2008), estudiaron la actividad insecticida de la
semilla de guanábana, donde evaluaron el efecto insecticida de los extractos, estos los
obtuvieron con hexano, acetato de etilo y etanol; fueron aplicados sobre adultos de S.
zeamais, por medio de ingestión y aplicación tópica, los resultados que obtuvieron fueron
para la concentración letal media obtenida en los bioensayos de ingestión para el extracto
de hexano fue de 4.009 a las 24 horas, 3.854 a las 48 horas y 3.760 ppm a las 72 horas. Para
el extracto obtenido con acetato de etilo fue de 3.280, 2.667 y 2.542 ppm en los mismos
tiempos y la concentración letal media del extracto de hexano en aplicación tópica fue de
9.368 ppm a las 72 horas y los demás extractos en ambos bioensayos presentaron muy poca
actividad. La incidencia se inhibió en un 100 por ciento a partir de las concentraciones de
2.500 partes por millón para los extractos obtenidos con acetato de etilo y hexano, y de
5.000 partes por millón para los obtenidos con alcohol etílico. A partir de estos resultados
los autores concluyeron que el efecto insecticida de los extractos etanólicos es discutido
dada su baja efectividad y que los extractos son más efectivos ingeridos que por aplicación
92
tópica, además el efecto insecticida se puede llegar a causar por la presencia de
acetogeninas en las fracciones menos polares de la semilla de guanábana.
6.2. LA GUANÁBANA Y OTRAS ANONÁCEAS
La familia anonácea se caracteriza principalmente por crecer en los trópicos,
comprendiendo aproximadamente 30 géneros y 2300 especies. El género Annona, es uno de
los más importantes ya que posee calidad frutícola, valor económico y farmacéutico; en
este género se encuentra la guanábana y alrededor de 100 especies más encontradas en
clima subtropical y tropical. (Vidal et al, 2014). Algunas especies del género Annona
similares a la guanábana son:
1. Annona glabra: este árbol se encuentra distribuido por lo general en países de
Suramérica, con una fruta la cual posee una pulpa de color blanco, jugosa, y con un
sabor agridulce, características muy similares a la de la Annona muricata; además
es utilizada por la medicina popular como insecticida y parasiticida. (Arrazola,
Barrera & Villalba, 2013). La composición nutricional de Annona glabra (g/100g) de
muestra es:
Humedad = 80,57
Materia seca = 19,43
Proteína = 0,88
Lípidos = 0,15
Cenizas = 0,71
pH= 3,53
acidez = 1,27
Se pueden evidenciar además numerosos estudios que se le han realizados como lo son:
La determinación física y bromatológica que realizaron los ingenieros (Arrazola, Barrera &
Villalba, 2013) estudio que se llevó a cabo en el departamento de córdoba - Colombia; en el
cual hicieron la caracterización de la Annona glabra o también llamada guanábana
cimarrona, en tres estados de madures, que fueron verde, pintona y madura; en el cual los
resultados que obtuvieron arrojaron valores significativos en los diferentes estados de
93
madurez de la fruta, donde obtuvieron valores promedios de acidez titulable, pH, índice de
madurez, cenizas, humedad, etc.
Otro estudio realizado fue el de los efectos de los extractos de Annona glabra contra el
cáncer en líneas celulares de leucemia humana, llevado a cabo por (Bruce et al, 2008), en el
cual descubrieron que los extractos de las semillas suelen ser más efectivos que los
generados por las hojas y pulpa, con valores de citotoxicidad relativamente bajos, los
extractos de la semilla alcohólica son una fuente viable de compuestos anticancerígenos
que podrían usarse en la industria farmacéutica.
Además se le ha determinado la actividad biológica en un estudio realizado por (Padmaja et
al, 1995), en el instituto de tecnología de Tokio, en el cual observaron múltiples actividades
antimicrobianas, antifúngicas y/o insecticidas, moderadas para el extracto de hexano en la
corteza del tallo.
2. Annona reticulata: es un árbol que por lo general se cultiva de manera casera, y el
fruto que se obtiene de este es muy similar a la Annona chirimoya, por ende muchos
las confunden; este era llega a tener una altura de 10 a 20 metros con copa irregular,
sus hojas son de color verde, alargadas y muy delgadas, las flores crecen en los
extremos de las ramas más jóvenes, en grupos de 3,4 o 5., este fruto tiene forma de
corazón con una superficie lisa en comparación con las otras anonáceas, cuando
están maduros obtienen una coloración rojiza, con una pulpa blanca, aromática y
dulce. Además esta fruta la usan para la preparación de postres y algunas bebidas
en países de Centroamérica; sus semillas se utilizan para tratar enfermedades como
la diarrea y disentería, aunque se dice que estas semillas poseen un nivel de
toxicidad. Hay un estudio que la compara con la Annona lutescens, realizado por
(Ocampo & Castro, 2016) en México, en el cual encontraron que la formas de las
hojas de ambas Annonas es muy variable y que no se evidencian diferencias entre
ambas, pero el color de los frutos y el hipocótilo es específico para cada una; por
ende estos autores sugieren que por el momento se trate a la Annona lutescens
como sinónimo de la Annona reticulata, esto a la espera de más datos.
94
Figura 23. A. fruto maduro Annona reticulata L.; B. frutos maduros de Annona.
lutescens Saf. (Ocampo & Castro, 2016).
3. Annona squamosa: este árbol posee una altura de 3 a 7 metros con una copa abierta
constituida por ramas irregulares, los frutos que se obtienen de él se consumen por
lo general frescos y poseen un agradable sabor que va de cremoso a dulce, poseen
un alto valor nutricional, contiene fosforo y proteínas; las flores la usan para
combatir diferentes tipos de enfermedades como el reumatismo, y sus semillas son
utilizadas como insecticidas. A este árbol le realizaron un estudio en Colombia, para
dar a conocer el manejo integrado del cultivo, donde se evidencio que hay un
aumento en la productividad del cultivo, cuando hay uso de polinización artificial.
(Guerrero & Fischer, 2007).
Figura 24. Fruto de Annona squamosa L. (Guerrero & Fischer, 2007).
4. Annona cherimola: este árbol tiene una altura aproximada de 7 a 8 metros de copa
redonda, su fruto es un sincárpico que nace de una sola flor; además posee un alto
contenido nutricional, gracias a su combinación de ácidos y azucares, también tiene
fuertes concentraciones de vitaminas, como la vitamina C y E; y diferentes
propiedades que aportan beneficios a la salud, ayudando al buen funcionamiento de
los intestinos, sirve de complemento para el crecimiento de adolescentes y regula la
95
presión arterial. En el Perú, realizaron estudios para la extracción y caracterización
fisicoquímica del aceite de semilla de chirimoya (Annona cherimola) y guanábana
(Annona muricata), donde obtuvieron excelente rendimiento. (Nonalaya &
Marcañaupa, 2017). Además de esto se ha realizado la evaluación fisicoquímica de
la fracción lipídica de las semillas de guanábana (Annona muricata) y la chirimoya
(Annona cherimolia), donde se evidencio la semejanza que existe entre ambas
frutas, en cuanto los análisis proximales. (Restrepo & Vinasco, 2010).
5. Annona diversifolia: es considerada la Annona con el fruto más rico de toda la
familia, con un sabor muy parecido al del mango. Sus árboles llegan alcanzar una
altura promedio de 4 metros, con hojas muy delgadas de forma elíptica. En México,
(Reyes et al, 2014) realizaron un estudio para evaluar la semilla como materia prima
potencial para la producción de biodiésel, en el cual encontraron que debido a su
índice de acidez 0,666 mg KOH/g, es adecuada para la transesterificación catalizada
por álcalis, luego de hacer la comparación de sus propiedades con los valores
limites prescritos en las normas ASTM D6751, evidenciaron que el biodiesel que
obtuvieron puede utilizarse como combustible alternativo de motores diesel
convencionales.
96
7. CONCLUSIÓN
De acuerdo con el análisis realizado a las diferentes fuentes bibliográficas sobre el estudio
químico del aceite de la semilla de guanábana (Anonnea muricata), análisis proximal de la
torta residual y funcionalidad de sus aislados proteicos se puede concluir lo siguiente:
De los métodos consultados en la obtención de aceite a partir de la semilla de guanábana, se
pudo evidenciar que el mejor método para la extracción de este tipo de aceites es la
extracción con fluidos supercríticos, ya que este proporciona altos rendimientos y no
requiere eliminar solventes del aceite; a diferencia del método Soxhlet que aunque tiene
buen rendimiento, usa cantidades excesivas de solventes orgánicos y en la extracción por
prensado los rendimiento son muy bajos.
De acuerdo a los estudios publicados sobre los aislados proteicos y sus propiedades
funcionales, se determinó que esta fruta posee calidad nutritiva y funcional, haciéndola útil
para la preparación de helados, postres entre otros alimentos.
Acerca de la composición nutricional de las semillas de guanábana, se encontró alto
contenido de grasa y proteína direccionándola hacia la alimentación de animales en
crecimiento, reproductores y lactantes, en menor proporción se encontraron las cenizas,
carbohidratos y humedad, para el caso de la humedad es muy positivo encontrarla en bajas
proporciones para evitar la proliferación de hongos y bacterias que causan el deterioro de
la semilla.
En cuanto a la fibra, en la mayoría de los estudios reportados no se presentaron valores, no
obstante para uno de los estudios se encontró un alto contenido de esta, lo cual sugiere una
mejora en la digestión y facilita el tránsito intestinal; además de estimular en los bovinos la
rumia y la salivación.
La semilla de guanábana, a pesar de ser tratada como un desecho en algunos procesos
industriales, se encontró que es una materia prima viable para la producción de
biocombustibles favoreciendo estos a la disminución del impacto ambiental, de igual forma
se evidenció que el aceite extraído de las semillas de guanábana tiene un alto potencial
insecticida que podría ser atribuido a la presencia de acetogeninas.
97
El género Annona, como tal tiene infinidad de aplicabilidades, dentro de las que podemos
resaltar su uso en la industria farmacéutica, alimenticia y de biocombustibles.
98
8. APORTES
Luego de haber hecho una búsqueda exhaustiva en diferentes fuentes bibliográficas acerca
de la extracción de aceite de semillas de guanábana (Annona muricata): análisis proximal y
propiedades funcionales de los aislados proteicos, considero que:
Se deben ampliar los estudios sobre las utilidades de esta materia prima, no solo enfocarse a
la extracción de su aceite para consumo, sino también estudiar su potencial uso como
biocombustible, teniendo en cuenta que estas semillas son tratadas como desecho y el
biodiesel resulta ser amigable con el medio ambiente.
Realizar nuevos análisis proximales de la semilla de guanábana teniendo en cuenta los
tipos de terreno, la posición geográfica entre otros aspectos que puedan influir en estos
resultados, debido a que son muy pocos los valores reportados de fibra y para otros
componentes como los carbohidratos y las cenizas hay diferencias bastante considerables
en las referencias encontradas.
Colombia no está explotando de la mejor forma este recurso, que puede llegar a ser una
fuente económica muy rentable, pudiendo ser aprovechado todo el fruto, desde la
elaboración de un puré y jugo de su pulpa, hasta obtener insecticidas y biocombustibles de
sus semillas, por lo que me atrevo a sugerir la potenciación del cultivo de guanábana.
99
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