UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE CIENCIAS QUMICAS Y FARMACIA EVALUACIN DE LA HOJA DEL RBOL DE CAULOTE (Guazuma ulmifolia), COMO ALIMENTO PARA HUMANOS Mdico Veterinario Hugo Ren Prez Noriega Maestra en Alimentacin y Nutricin MANA- Guatemala, noviembre de 2010 UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE CIENCIAS QUMICAS Y FARMACIA EVALUACIN DE LA HOJA DEL RBOL DE CAULOTE (Guazuma ulmifolia) COMO ALIMENTO PARA HUMANOS Trabajo de Graduacin Presentado por Mdico Veterinario Hugo Ren Prez Noriega Previo a optar al ttulo de Maestra en Nutricin y Alimentacin Guatemala, noviembre de 2010 JUNTA DIRECTIVA FACULTAD DE CIENCIAS QUMICAS Y FARMACIA SCAR MANUEL CBAR PINTO Ph.D DECANO Lic. PABLO ERNESTO OLIVA SOTO, M.A.SECRETARIO Licda. LILIAN RAQUEL IRVING ANTILLNVOCAL I Licda. LILIANA VIDES DE URIZARVOCAL II Lic. LUIS ANTONIO GLVEZSANCHINELLIVOCAL III Br. MARA ESTUARDO GUERRA VALLEVOCAL IV Br. BERTA ALEJANDRA MORALES MRIDAVOCAL V CONSEJO ACADMICO ESCUELA DE ESTUDIOS DE POSTGRADO SCAR MANUEL CBAR PINTO Ph.D Licda. ANNE MARIE LIERE DE GODOY, MSc. Dr. JORGE LUIS DE LEN ARANA Dr. JORGE ERWIN LPEZ GUTIERREZ Lic. FLIX RICARDO VLIZ FUENTES, MSc. DEDICATORIA A DIOS: Pues reconozco que toda buena ddiva y todo don perfecto desciende de l. A MIS PADRES: Jos Alejandro Prez(+) y Silvestra Noriega. (+) a quienes amar toda la vida. AL AMOR DE MI VIDA: JennyContreras,porlucharamiladodaada,apoyndomeyanimndomeen todo momento. A MIS HIJAS: VernicayRenataporelcarioypacienciaentodoslosfinesdesemanaqueno pude compartir con ellas. Las amo. A MIS HIJOS: Anna y Johannes, con amor. A MIS HERMANOS: Otto Juan, Thelma y Mara del Carmen, con todo mi amor. A MIS SUEGROS: Edgar y Betty Contreras.Gracias por su amor e inters por m. A MIS CUADOS: LilyyEdgarportodaslasopinionesylosmomentosquecompartimosjuntos. Gracias por su apoyo. A MIS COMAPEROS DE PROMOCIN: Porbrindarmedosaos de buenas experiencias, aprendizaje y formacin personal. Adelante! A MI FAMILIA: Por haberme dado a cada momento su amor, apoyo y nimo en los momentos que lo necesit. Que Dios los bendiga. A MIS AMIGOS Por el apoyo recibido en todo este tiempo. A MIS CATEDRTICOS: Por haber transmitido sus valiosos conocimientos para mi desarrollo profesional. A MIS ASESORES Por el tiempo, el esfuerzo y la dedicacin que me brindaron para alcanzar esta meta. AGRADECIMIENTOS A DIOS, Ser Supremo,fuente infinita de sabidura y amor. A la Universidad de San Carlos de Guatemala. A la Facultad de Ciencias Qumicas y Farmacia. Al Instituto de Nutricin de Centroamrica y Panam. Al Laboratorio de Bromatologa de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Al Laboratorio de Alimentos de la Facultad de Ciencias Qumicas y Farmacia. AlLaboratoriodeSuelo-Planta-AguaSalvadorCastilloOrellanadelaFacultadde Agronoma. Instituciones que apoyaron este proyecto. Al Doctor Ricardo Bressani. Al Licenciado Zootecnista Miguel ngel Rodenas Argueta. A las licenciadas: Clara Aurora Garca, Ernestina Ardn, y Julieta Salazar de Ariza. Al MSc M.V.Federico A. Villatoro Paz. Al seor Vctor Manuel Chajn Patzn. A mi amiga Dmaris Veliz. Porquegraciasalesfuerzoycolaboracindecadaunodeellosyellasfueposiblela realizacin de este trabajo para alcanzar esta meta. NDICE I.RESUMEN EJECUTIVO .................................................................................................. 1 II.INTRODUCCIN .............................................................................................................. 2 III.DEFINICIN DEL PROBLEMA ...................................................................................... 3 IV.JUSTIFICACIN ............................................................................................................... 4 V.MARCO TERICO ........................................................................................................... 5 A.CAULOTE (G. ulmifolia) ............................................................................................ 5 1.Taxonoma ........................................................................................................ 5 2.Descripcin ....................................................................................................... 5 3.Sistemas de finca .............................................................................................. 6 4.Semilla .............................................................................................................. 7 5.Utilizacin en alimentacin animal .................................................................. 7 6.Utilizacin de los frutos de caulote (G. ulmifolia) en alimentacin animal ... 11 7.Otros usos ....................................................................................................... 12 8.Composicin ................................................................................................... 14 9.Factores antinutricionales de las leguminosas forrajeras ................................ 14 B.PRUEBAS DE TOXICIDAD .................................................................................... 14 C.DIGESTIBILIDAD DE LA PROTENA................................................................... 15 D.CALIDAD DE LA PROTENA................................................................................. 16 E.ANLISIS SENSORIAL ........................................................................................... 18 VI.OBJETIVOS ..................................................................................................................... 20 A.OBJETIVO GENERAL ............................................................................................. 20 B.OBJETIVOS ESPECFICOS ..................................................................................... 20 VII.HIPTESIS ...................................................................................................................... 20 VIII. REAS INVESTIGADAS ............................................................................................... 20 IX.MTODOS, MATERIALES Y TCNICAS EMPLEADAS .......................................... 21 A.MTODOS ................................................................................................................. 21 B.ESTUDIO DE TOXICIDAD ..................................................................................... 21 C.EVALUACIN SENSORIAL ................................................................................... 22 1.Descriptores sensoriales de la hoja de caulote (G. ulmifolia) ......................... 22 2.Seleccin del grupo de evaluadores ................................................................ 22 3.Prueba hednica dirigida a consumidores ...................................................... 23 X.RESULTADOS ................................................................................................................ 24 A.COMPOSICIN QUMICA DE LA HOJA DE CAULOTE (G. ULMIFOLIA) ..... 24 B.RESULTADOS DEL BIOENSAYO EN RATAS ..................................................... 25 C.DESCRIPTORES SENSORIALES DE LA HOJA DE CAULOTE (G. ulmifolia) .. 28 D.PRUEBA DE ACEPTABILIDAD Y PREFERENCIA DE PRODUCTOS ELABORADOS A BASE DELA HOJA DE CAULOTE (G. ulmifolia) ................ 28 XI.DISCUSIN DE RESULTADOS.................................................................................... 30 A.COMPOSICIN DE LA HOJA DE CAULOTE (G. ulmifolia) ............................... 30 B.BIOENSAYO EN RATAS WISTAR ........................................................................ 31 C.DESCRIPTORES SENSORIALES DE LA HOJA DE CAULOTE (G. ulmifolia) .. 32 D.PRUEBA DE ACEPTABILIDAD Y PREFERENCIA DE PRODUCTOS ELABORADOS A BASE DE LA HOJA DE CAULOTE (G. ulmifolia) ................. 32 XII.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................... 34 A.CONCLUSIONES...................................................................................................... 34 B.RECOMENDACIONES ............................................................................................ 34 XIII. BIBLIOGRAFA .............................................................................................................. 36 XIV.ANEXOS .......................................................................................................................... 39 A.RECETAS DE PRODUCTOS ELABORADOS CON HOJAS DE CAULOTE ...... 39 B.REGISTRO DEL CRECIMIENTO DE RATAS BIOTERIO DEL INCAP- ......... 41 C.DESCRIPTORES SENSORIALES DE CAULOTE (G. ulmifolia Lam) .................. 41 D.FOTOGRAFAS DE LA HOJA DEL RBOL DE CAULOTE (G. ulmifolia) ........ 42 E.FOTOGRAFAS DE LA PRUEBA DE ACEPTABILIDAD Y PREFERENCIA .... 43 F.FOTOGRAFAS DEL BIOENSAYO EN RATAS ................................................... 43 G.AUMENTO DE PESO, EN GRAMOS, EN LAS RATAS, SEGN LA DIETA ADMINISTRADA ..................................................................................................... 44 H.CONSUMO DE ALIMENTO EN GRAMOS, EN LAS RATAS, SEGN LA DIETA ADMINISTRADA ........................................................................................ 44 1 I.RESUMEN EJECUTIVOConelobjetivodedeterminarlacomposicinnutricionaldelahojadecaulote Guazuma ulmifolia Lam),la toxicidad en humanos y la aceptabilidad y preferencia de dos preparaciones elaboradascon dicha hoja,se colectaron hojas de caulote (G. ulmifolia) en el municipio de Atescatempa, Jutiapa; se deshidrataron y molieron.Se aplic el sistema de Weende del anlisis qumico proximal, para determinar que lahojadecaulote(G.ulmifolia)tieneunaltocontenidodehumedad,fibray protena,aunquemenorcantidaddeprotenaqueotrashojasutilizadasenla alimentacin humana.El perfil de minerales indica que dicha hoja presenta un alto contenidodecalcio,hierroymagnesio.Elcontenidodecalcioymagnesioduplica lo reportado en otras hojas como el macuy (Solanum sp), el bledo (Amaranthus sp) y el chipiln (Crotalaria longirostrata). ElestudiodetoxicidadrealizadoenratasalbinasdelacepaWistar,indicaquela hoja de caulote (G. ulmifolia) no es txica para el consumo humano. Ladescripcinsensorialdelashojasdecaulote(G.ulmifolia)realizadaportres jueces sensoriales entrenadas, indica que la textura de la hoja es speray ligosa, lo que produce una sensacin de raspado alconsumirla; lo ligoso, recuerda la pectina ctrica utilizada en la elaboracin de jaleas y mermeladas. Lapruebadeaceptabilidadrealizadacon89consumidores,quienesdegustaron tamalitosdelahojadecaulote(G.ulmifolia)ysopadehojasdecaulote(G. ulmifolia), y los evaluaron con una escala de 1 a 5, siendo cinco la aceptacin total delproductoyunoelrechazototaldelmismo,indicaqueelpromediode aceptabilidadfuede4.31paraeltamalitoy2.96paralasopadehierbas;esta diferencia en aceptabilidad, es significativa. En el mismo grupo de jueces se evalu la preferencia hacia estos dos productos,el resultadodemuestraque88%prefirilahojadecaulote(G.ulmifolia)enla presentacin de tamalito de maz.El contenido de hoja de caulote (G. ulmifolia) en el tamalito y en la sopa fue similar. Losresultadosobtenidosdemuestranquelahojadecaulote(G.ulmifolia)esapta paraelconsumohumanodebidoaquenoestxicaylaaceptacindeltamalito elaborado con hoja de caulote (G. ulmifolia), es alta. 2 II.INTRODUCCIN EnGuatemalalasdeficienciasnutricionalessonunproblemaqueafectaaun porcentajeconsiderabledelapoblacin;porlotanto,esnecesariobuscarnuevas alternativasalimentario-nutricionalesconalimentosnotradicionalesqueayudena alcanzar las metas del milenio relacionadas con la alimentacin. Los vegetales son fuente de micronutrimentos, fibra diettica y protena vegetal; por lotanto,lahojadelcaulote(GuazumaulmifoliaLam)podraserunaalternativa potencial para el consumo humano y as, incrementar la disponibilidad de alimentos de bajo coste que son fuente de algunos de los nutrimentos deficitarios en la dieta de la poblacin guatemalteca.Considerandoqueelfollajedelcaulote(G.ulmifolia)nosehautilizadopara consumohumano,enelpresentetrabajoseesperadeterminarsiesaptoparael mismo, no slo en cuanto a toxicidad, sino tambin en cuanto a cantidad de macro y micronutrimentos ylas caractersticas sensoriales del follaje. Esteestudiosedividiendosfases.Enlaprimerafaseserealizunanlisis qumicoproximaldelahojadecaulote(G.ulmifolia)incluyendoladeterminacin de fibra neutro detergente, y fibra cido detergente, as como de minerales, seguido deunbioensayoconratasencondicionescontroladasparadeterminarlatoxicidad dedosnivelesdeinclusin,25%y50%.Enlasegundafasesedeterminaronlos descriptoressensorialesyseevalulaaceptabilidadypreferenciadetamalitosy sopa elaborados a base de la hoja de caulote (G. ulmifolia). 3 III. DEFINICIN DEL PROBLEMA Segn los resultados del tercer censo poblacional realizado en Guatemala en el ao 2008, el porcentaje de desnutricin crnica es de 45.6 %. Hay deficiencia proteico-calrica en la poblacinguatemalteca, sobre todo enel rea rural, siendolos nios menoresdecincoaoslosmsafectados.Adems,losalimentoscomplementarios de protena tienen un costo elevado lo que limita el acceso a los mismos.La utilizacin de sistemas silvopastoriles en la alimentacin animal, ha impulsado el estudiodeespeciesarbreascuyofollajetieneunaltocontenidoproteico,que estimulalaevaluacindesupotencialcomoalternativadealimentosno convencionales que pueden aportar protena a bajo precio. Al observar las cualidades nutricionales del caulote (Guazuma ulmifolia Lam) en la alimentacin animal, se hace obligatoria la siguiente pregunta: Se puede utilizar el cauloteenlaalimentacinhumanasinningnriesgoparalasaluddelas/los consumidores? 4 IV.JUSTIFICACIN Porunlado,enlapoblacinguatemaltecaseobservandeficienciasenlas condicionessociales,alimentario-nutricionales,ambientalesydesalud,quecausan unabajautilizacinbiolgicadelosalimentos,locualconllevaaltoriesgode sufrirenfermedadesydesnutricin,afectandosucondicindevida.Aunadoa estosfactores,eldesempleo,elbajopoderadquisitivo,elaltocostedevida, predisponenalapoblacinguatemalteca,especialmenteenelrearuralyreas marginales,auninadecuadoestadonutricionalyunaltondicededeficiencia proteica y de micronutrimentos. Por otro lado, Guatemala cuenta con un alto potencial para la produccin de cultivos tropicales y subtropicales propios de la regin o introducidos en su territorio; sobre todo, por la presencia de gran diversidad de gramneas y leguminosas. La reduccin de las zonas ganaderas ha llevado a la bsqueda de nuevas alternativas enlanutricinanimal,introduciendoloscultivossilvopastorilescomofuentede protena.Dentro de estos rboles se encuentra el caulote (Guazuma ulmifolia Lam), que puede ser una buena opcin como fuente de protena no convencional y de bajo costo. Conesteestudioseesperaaportarinformacinfundamentalsobrelatoxicidad,la composicin de macronutrientes y los descriptores sensoriales del follaje del caulote (G.ulmifolia),ascomolaaceptabilidadylapreferenciadeproductoselaborados con esta hoja. 5 V.MARCO TERICO A.CAULOTE (G. ulmifolia) 1.Taxonoma a)Nombre cientfico: Guazuma ulmifolia Lam. b)Sinnimos:Guazumaguazuma(L.)Cockerell;Guazumainvira (Willdenow)G.Don;Guazumapolybotryacav.;Guazumatomentosa Kunth;Guazumaulmifoliavar.tomentellaK.Schum;Guazuma ulmifoliaLam.Bubromaguazuma(L.)Willd.;Diuroglossumrufescens Turcz.;GuazumacoriaceaRusby;GuazumautilisPoepp.;Theobroma guazuma L. (6, 23) c)Nombrescomunes:Gucima,gucimo,cuaulote,cuauolotl(lengua nhualt);cablote;cacademico;contamal;chicharrn;guacimillo; gucimo;gucimoblanco;gucimocaulote;gucimodeternero;pixoy; tapaculo.(6, 15, 23) d)Informacin Taxonmica: (23) ReinoPlantae PhylumMagnoliophyta ClaseMagnoliopsida OrdenMalvales FamiliaSterculiaceae GneroGuazuma Epiteto especfico:Ulmifolia Nombre Cientfico:Guazuma ulmifolia (Lam., 1789) 2.Descripcin El gucimo es un rbolde porte pequeo a medianoy puede alcanzar hasta 15mdealtura.Lacopaesredondayextendida.Sutroncoestorcidoy ramificado,conhojassimples,alternas,ovaladasalanceoladas.Susflores pequeasyamarillasseagrupanenpanculasenlabasedelashojas.Sus frutos son cpsulas verrugosas y elpticas, negras cuando estn maduras, con numerosassemillaspequeasyduras.Crecebienenzonasclidascon temperaturas promediosde 24C, de 700 a 1500mm de precipitacin/aoy desde el nivel del mar a los 1200 msnm. Se da en suelos de texturas livianas y pesadas, con buen drenaje, no pedregosos y pH superior a 5.5. (10, 15) 6 El Caulote es un rbol que tiene una gran variedad de usos. Produce lea de altacalidad,carbnyforraje,ascomomaderaparacarpinterageneraly construccin rural. Es un rbol importante en sistemas silvopastoriles ya que el forraje y los frutos son altamente nutritivos y apetecidos por el ganado. La maderatieneunampliorangodeusos:esligera(0.45-0.60),fcilde trabajarysepuedeusarparaconstruccinrural,muebles,duelasdebarril, cajasyembalaje,mangosdeherramientas,hormasparazapato,ycarbn paralafabricacindeplvora.Tambinseusaparapostesdecercay construcciones rurales, pero no es duradera y necesita tratamiento qumico si se usa para cercas. Es particularmente susceptible a termitas. (10, 15)SuusomsextendidoenAmricaCentralesparalea,lacualesde excelentecalidad,fcilderajarysecar;quemabien,conbuenasbrasas, bastante calor y poco humo. Se comercializa en muchos lugares. (15) La hoja es lanceolada, 2 - 16 cm de largo, con borde serrado. El haz es liso y verdeoscuro,elenvsverdeplidoyvelloso,convenasabultadas.Los gruposdepequeasfloresamarillasseagrupanenpanculasdehasta3cm delargo.Losfrutossoncpsulasredondas,de1.6-2.4cmdelargo,muy verrugosas. Oscurecen y endurecen al madurar,y se abren regularmente por muchosporospequeos,aunquesinliberarlasemilla.Dentrohaycinco celdasconnumerosassemillasblancasde3mmenvueltasenunapulpa dulce. (6, 11, 15) Sereportanataquesdelarvasdeinsectosenlosfrutos.Lasplantasjvenes son atacadas por un escarabajo cerambcido (Cerambix sp) que anilla y corta lamaderadetallosyramasdehasta3cmdedimetro.Lashojasson atacadas por fidos. (6) 3.Sistemas de finca Esunaespecietpicadepastos,orillasdecarreterasybarbechosdebidoa queregenerafcilmenteenreasabiertas.Enbarbechospuededominarla vegetacin. En pastos proporciona forraje y sombra. (6) Aunquenormalmenteseleencuentracomoindividuosaisladosogrupos enpastos,tambinesplantadahabitualmenteencercasvivas.Avecesse 7 planta en plantaciones puras para lea o forraje.Tambin en linderosya lo largo de las carreteras y pendientes para estabilizacin de los suelos. (6) 4.Semilla Los frutos maduros pueden recolectarse del rbol y ponerse a secar al sol, o tambin del suelo siestn sanos. Se maceran para extraer la semilla, la cual una vez lavada y seca puede ser almacenada en envases hermticos a 5C por hastamsdeunao.Noseconservabienatemperaturaambiente.Cada frutocontienede40a80semillasyhayalrededorde150000semillaspor kg. La viabilidad de las semillas frescas es de 25 %. (6) Las semillas estn cubiertas por una capa mucilaginosa que se cree impide la germinacin,ydebeeliminarsecomopartedelpretratamiento.Un tratamientoconsisteensumergirlasenaguaa80Cpor1o2minutos, despusenaguafracorrientepor24horasyluegolavarlasamanopara eliminarelmuclago.Conestetratamientosealcanzahasta80%de germinacin.Otrotratamientoposibleconsemillassecasessumergirlasen agua hirviendo por 30 segundos para romper la cubierta. (6) 5.Utilizacin en alimentacin animal Lasprimerasinvestigacionesdocumentadassobrelautilizacinderboles ensistemasganaderosenGuatemalasonrelativamenterecientes.Estasse inicianafinalesdeladcadadelos70yprincipiosdelos80.Lostrabajos realizadosdurantedichoproyectobsicamentepersiguieronseleccionarun rbolquetuvieracomocaractersticaselproducirforrajedealtonivel proteicoyleaparalacocina.Elsistemaagroforestalpropuestofueeldel bancoforrajero,yaqueloprioritarioeraobteneralimentodebuenacalidad paralapocaseca.Seinvestigaronalgunasespeciestantoanivel agronmicocomoaniveldelarespuestaanimal,entreellas;Leucaena(L. leucocephala),caulote(Guazumaulmifolia)yMadreCacao(Gliricidia sepium). (10) En el cuadro nmero uno se presenta la densidad de rboles por hectrea y la produccindeforrajedecaulote,endiferentesfincasdePintoMagdalena. (10) 8 Cuadro 1 Densidadderbolesyproduccindeforrajedegucimo,envariasfincasde Pinto, Magdalena, Colombia* ___________________________________________________________________ ParmetroFinca 1 Finca 2Finca 3 Finca 4 ___________________________________________________________________ No. derboles/Ha 2012 1010 ___________________________________________________________________ Prod. Forraje (kg MS/Ha)** 1224734 612 536 ___________________________________________________________________ *Muestreos 20, cada uno de 1 Ha.**Promedio de tres rboles. Fuente: http://www.fao.org (10) En esos estudios tambin se determin la produccin de biomasa del caulote (G. ulmifolia), segn el tamao del rbol; los resultados que se presentan en el cuadro siguiente. (10) Cuadro 2 ProduccindebiomasaderbolesdeGucimo,dedistintostamaos, Pinto, Magdalena, Colombia. ___________________________________________________________________ Tamao rbol* Kg follaje/rbol M.S. (%)Kg MS/rbol __________________________________________________________________ Grande (Fuste mayor 2.35 m.) 16944 74 ___________________________________________________________________ Mediano (Fuste entre 1.2-2.35 m.)10646 49 ___________________________________________________________________ Pequeo (Fuste menor 1.2 m.)4.5 381.7 ___________________________________________________________________ *Nmero rboles muestreados tres. Fuente: http://www.fao.org (10) En estudios realizados en Costa Rica, se determin el contenido de fibra, en las fracciones FDN (Fibra Neutro Detergente, que comprende carbohidratos estructurales:celulosa,hemicelulosaylignina),FDA(FibraAcido Detergente,quecomprendeloscarbohidratospresentesenelinteriordela clula, como almidones, azcares y pectina), protena cruda y el consumo de materia seca, resultados que se observan en el cuadro 3. (10) 9 Cuadro 3 Composicinqumica,fraccionamientodelafibrayconsumodeforrajesde tres rboles en sistemas silvopastoriles, Costa Rica. ___________________________________________________________________ Variable Leucaena MatarratnGucimo ___________________________________________________________________ Protena Cruda (%)25.025.8 14.7 ___________________________________________________________________ FDN (%)47.843.549.5 ___________________________________________________________________ FDA (%)28.526.231.4 ___________________________________________________________________ Consumo MS (% peso vivo)0.512b 0.868a 0.709 ___________________________________________________________________ Medias con letra distinta son diferentes (P