Lab 5 Analisis Fibra.docx

Universidad Nacional Agraria La Molina Facultad de Industrias Alimentarias

PRÁCTICA N°5: DETERMINACIÓN DE FIBRA

PROFESORA: Elizabeth Villanueva INTEGRANTES:

 Alberco Laymito, Caroly Isabel 20150424  Estrada Santos, Any Aracely

20141254

 Jorge Ancco, Ingrid

20141356

 Rafael Rivas, Raquel

20141279

FECHA DEL INFORME: 05/10/17 GRUPO: C*

2017- II

Análisis de Alimentos

I. INTRODUCCIÓN

En la actualidad existe una creciente preocupación en la población que radica en la prevención o tratamiento de enfermedades cardiovasculares como la obesidad y la diabetes causada, en su mayoría, por el aspecto socioeconómico, pues la comida “chatarra” es de más fácil acceso por su precio. A pesar de que la fibra no tiene valor nutritivo, pues no se puede digerir ni absorber, contribuye a la asimilación de alimentos, el mantenimiento del aparato digestivo y eliminación de productos de desecho debido a sus carbohidratos complejos (excepto la lignina) que son degradados por las enzimas de la microflora intestinal. Además previene la aparición del cáncer de colon, mejora los niveles de glucosa en sangre en los diabéticos y disminuye el nivel de colesterol en sangre y los riesgos de padecer la obesidad. La determinación de fibra cruda se realiza por el método de Wendee, el cual ha dejado de ser usado debido a la pérdida de un 40% carbohidratos no digeribles por el tratamiento severo que conlleva, en el cual se dan a cabo considerables degradaciones hidrolíticas de la celulosa nativa presente y degradaciones parciales y variables de la lignina. El objetivo de la práctica fue determinar el contenido de fibra de las diferentes muestras alimentarias: papa, crisinos SOY DIET y pasas.

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II. REVISIÓN DE LITERATURA 2.1.FIBRA BRUTA Según Peña (2010) El termino fibra bruta o fibra cruda prevaleció desde fines del siglo XIX hasta 1970 y es definida como “la parte indigestible” y nutricionalmente inservible determinada por tratamiento de las muestras con álcali (hidróxido de sodio) y acido (ácido clorhídrico). Con este método gravimétrico se remueven no solo el almidón, azúcar, proteínas y minerales del alimento, sino además se solubilizan cantidades importantes de celulosa, hemicelulosa y lignina. Entre las principales desventajas de este método están que el valor obtenido es método dependiente, no es percibido a bajos niveles de fibra cruda encontrados en muchos alimentos, se subestima los constituyentes de la pared celular (recupera solo del 50 al 80% de la celulosa, 10 a 50% de lignina y 20% de la hemicelulosa) y la recuperación de estos componentes es una porción variable e impredecible del total de constituyentes de la pared celular de vegetales. El término de fibra bruta se aplica al residuo libre de cenizas que queda tras un determinado tratamiento de un prod ucto vegetal. En dicho tratamiento se utilizan lejías y ácidos o también mezclas de estos últimos. La composición de la fibra bruta depende sobre todo de la capacidad del compuesto utilizado en el tratamiento para disolver cada componente de la pared celular (celulosa, pentosanos, pectinas, lignina). En el procedimiento de Scharrer y Kurschner que describimos aquí, la lignina se solubiliza por oxidación o nitración, de manera que se obtiene por lo general una fibra bruta sin lignina y con pentosanos. Si se utilizara un tratamiento diferente, la composición del residuo sería distinto. Por lo general, el contenido en fibra bruta no constituye un índice absoluto; sirve más bien como indicación de la cantidad de compuestos no aprovechables por el organismo que existe en un alimento, por ejemplo, para comprobar el porcentaje de cascaras en derivados cereales y en el cacao. En la práctica el contenido de fibra bruta se utiliza por tanto fundamentalmente para evaluaciones de la calidad. Según Kirk (1996). La fibra cruda es el residuo orgánico insoluble y comestible que queda después de tratar la muestra en las condiciones descritas a continuación. Las condiciones más comunes son tratamientos consecutivos con petróleo ligero, ebullición con ácido sulfúrico diluido, ebullición con hidróxido de sodio diluido, con ácido

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clorhídrico diluido, con alcohol y con éter. Este tratamiento empírico proporciona una fibra cruda que consiste principalmente en célula y cierta proporción de lignina y hemicelulosa contenidas en la muestra original. Las cantidades de estas sustancias en la fibra cruda varían según las condiciones empleadas, de modo que para obtener resultados congruentes es preciso seguir en forma estricta un procedimiento estandarizado. El método más común es el procedimiento descrito en el reglamento de productos alimenticios de origen animal (muestreo y análisis) 1982 SI No. 1144. Según Badui (2013). Con este nombre se designa a un grupo muy amplio de polisacáridos estructurales que no son aprovechados metabólicamente por los animales mono gástricos, incluido el hombre, pero si por los rumiantes y cumplen una función muy importante en el bienestar del individuo. Se incluye a los componentes de las paredes celulares de los vegetales, entre los que destacan la celulosa, la hemicelulosa y las pectinas, pero también las gomas y la lignina, cabe indicar que esta última no es un hidrato de carbono, sino una cadena de compuestos fenólicos como la vainilla, el aldehído siringico y los alcoholes coniferilico, sinapilico y cumarilico. De acuerdo con su solubilidad en agua, las fibras se dividen en solubles e insolubles. Las primeras comprenden las pectinas, hemicelulosa y gomas que por puentes de hidrogeno retienen 15-20 veces su pero en agua y forman un sol que produce la sensación de saciedad y también heces blandas; estimulan la secreción gástrica, aceleran el movimiento del intestino delgado y acortan el tiempo de tránsito intestinal, con lo que se reduce la posibilidad de la absorción de colesterol, glucosa y grasas. Las bacterias nativas del colon las fermentan y generan bióxido de carbono, hidrogeno, metano y ácidos grasos volátiles. Por su parte las insolubles, celulosa y lignina, que se encuentran principalmente en las capas externas de cereales como trigo, arroz, maíz, centeno y cebada, también se hidratan, forman el bolo, incrementan el volumen fecal, dan la sensación de saciedad, disminuyen el tránsito intestinal y favorecen la evacuación, pero no son atacadas por la micro flora colonica y así se eliminan en las heces. Ambas limpian el sistema digestivo, evitan la absorción de glucosa y de colesterol y por ello previenen la diabetes y los problemas cardiovasculares al depurar el organismo y

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evitar el estreñimiento; también aumentan la masticación que, a su vez, genera la saliva que limpia los dientes y reduce la caries. Algunas funcionan como prebiótico. Según Gerardo (2001). Las condiciones más comunes para fibra bruta son tratamientos sucesivos con petróleo ligero, ácido sulfúrico diluido hirviente, hidróxido de sodio diluido hirviente, ácido clorhídrico diluido, alcohol y éter. Este tratamiento empírico proporciona la fibra cruda que consiste principalmente del contenido en celulosa además de la lignina y hemicelulosa contenidas en las muestra. Las cantidades de estas sustancias en la fibra cruda pueden varían con las condiciones que se emplean, por lo que para obtener resultados consistentes deben seguirse procedimientos estandarizados con rigidez. Es difícil definir la fibra con precisión. Al terminar debe asociarse estrictamente con indigestabilidad. La fibra debería considerarse como una unidad biológica y no como una unidad química. La pared celular de las plantas tiene una estructura compleja compuesta de celulosa y hemicelulosa, pectina, algo de proteína, sustancias nitrogenadas lignificadas, ceras, cutina y componentes minerales. Este material se divide a su vez en sustancias insolubles de la matriz, que incluyen la lignina, celulosa y hemicelulosa, y las más solubles como la pectina, ceras y proteínas, que se puede extraer. La pared celular de las células vegetales, contiene la mayor parte del material resistente a las enzimas del tracto gastrointestinal de los mamíferos. Aunque este material pueda digerirse parcialmente por la micro flora intestinal, raramente la digestión es total. La fibra también le da las propiedades físicas a los alimentos, y generalmente baja la densidad calórica de los alimentos. El papel de la fibra indigerible o alimento o forraje indigesto en la dieta en el mantenimiento de salud, es ahora considerado tan importante nutricionalmente como los niveles de nutrimentos absorbibles en los alimentos. Los métodos empíricos para determinar el contenido en fibra cruda son de uso limitado porque los resultados pueden representar tan poco como 1/7 de la fibra dietética total de ciertos alimentos. La fibra dietética puede ser definida como constituida por todos los componentes de los alimentos que no son rotos porque las enzimas del conducto alimentario humano para

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formar compuestos de masa molecular menor, capaces de ser absorbidos al torrente sanguíneo. Estos incluyen hemicelulosa, sustancias pépticas, gomas, mucilagos, celulosa, lignina y polisacáridos tecnológicamente modificados tales como la carboximetilcelulosa. Debe hacerse notar que algunas de estas sustancias no tienen estructura fibrosa y son solubles. 2.2.FIBRA DIETETICA Según Hernandez (1999) .La fibra dietética es un componente de la dieta normal, ampliamente aceptado como una parte de la nutrición sana. Durante años se definió como fibra dietética aquel material de las plantas de la dieta resistente a la digestión por las enzimas humanas en el intestino delgado y que, por tanto, alcanza intacto el colon. Sin embargo, esta definición incluía el almidón, ya que un 5 – 20 por 100 del mismo puede ser fisiológicamente mal absorbido por los individuos normales. Por ello, se propuso el término polisacáridos no almidón para diferenciar la fibra dietética del almidón, y se pasó a definir la fibra dietética según su composición química como polisacáridos no almidón y lignina. Según la definición fisiológica/nutricional de la fibra, esta se puede dividirse en polisacáridos no almidón, oligosacáridos no digeribles, almidón resistente y lignina. Polisacáridos no almidón: los polisacáridos son todos los polímeros de carbohidratos que contienen al menos 20 residuos de monosacáridos. El almidón digerido y absorbido en el intestino delgado es un polisacárido. Por ello, se utiliza el término polisacáridos no almidón para identificar aquellos polisacáridos que alcanzan el colon y poseen los efectos fisiológicos de la fibra. Fructo-oligosacaridos: cumplen la definición fisiológica/nutricional de la fibra, ya que resisten la hidrolisis por las enzimas digestivas humanas y alcanzan el colon intacto. A este nivel son fermentados completamente por la flora bacteriana colonica no detectándose en las heces después de su consumo. Por ello se han propuesto incluirlos dentro del concepto de carbohidratos complejos y clasificarlos como fibra dietética. Almidón resistente: se define como la suma del almidón y de sus productos de degradación que no son absorbidos en el intestino delgado de los individuos sanos. Todos estos productos, almidón y derivados, son fermentados por las bacterias

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colonicas, aunque existen diferencias interindividuales en la capacidad para fermentar los diferentes tipos. Se ha estimado que hasta el 20 por 100 del almidón de la dieta escapa de la digestión en el intestino delgado, ya sea por factores intrínsecos o extrínsecos al propio almidón. Lignina: la lignina que contribuye a la rigidez estructural de la pared celular de la planta, no es un polisacárido sino un polímero aromático complejo que contiene ácidos y alcoholes fenilpropilicos de peso molecular variable. Es muy resistente a la digestión en el intestino delgado y no es atacada por la micro flora bacteriana del colon. Se han desarrollado diferentes métodos para la estimación de la fibra dietética. Dado que no es posible determinar los muchos componentes complejos individualmente de la fibra dietética, los métodos de uso práctico representan un compromiso entre la separación completa y su determinación y la aproximación empírica de fibra cruda. Gerardo (2001) 2.3. METODOS DE DETERMINACION DE FIBRA Según Heredia (2002). A la vista de la situación actual, se podría incidir en el hecho de que los puntos de controversia estriban en la inclusión o no de almidón resistente, proteína resistente, e incluso de lignina y exclusión de otros polifenoles. Desde estas perspectivas, se pueden agrupar los métodos de fibra de mayor empleo actual en los siguientes grupos: 2.3.1. Métodos enzimáticos-gravimétrico Los primeros intentos de utilizar enzimas para eliminar proteínas y almidón fueron llevados a cabo en 1935 (Williams y olmsted. 1935) y años mas tarde, hellerdoon et al. (1975) emplearon pepsina y pancreatina con el mismo fin. Un indudable avance se dio al desarrollar metodfos capces de aislar por separado fibra insoluble y soluble, obteniéndose esta ultima mediante precipitación con etanol. Este sistema permite tener una valoración de fibra total, suma de ambas, asi como poder conocer la composición química y las propiedades fisiológicas de cada una.

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Figura 1: Principales pasos del método de aislamiento de fibra de Hellerdoon Fuente: Heredia , 2002 2.3.2.

Método de Schweizer y Wursch

Se basa en el método de Hellerdoon, pero incluye algunas modificaciones importantes. Hay una separación inicial de azucares libres, mediante extracción con etanol caliente. El residuo se somete a digestión secuencial con pepsina, pancreatina y glucoamilasa y de esta forma se obtiene una fracción de fibra insoluble y una solución en la que se determina almidón como glucosa y se precipita la fibra soluble por adición de etanol. Ambas fracciones de hidrolizan con ácido sulfúrico y se determinan sus componentes por cromatografía gaseosa. La fibra insoluble contiene pequeñas cantidades de nitrógeno residual que puede tener su origen en restos de proteína no digerida, o bien de estar fuertemente asociado con la propia pared celular. A veces el nitrógeno contenido en la fibra soluble es más elevado, lo que es indicativo de que proteína no digerida ha precipitado con el etanol.

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Figura 2. Principales pasos del método de aislamiento de fibra de Schweizer y Wursch Fuente: Heredia (2002)

III. MATERIALES Y MÉTODOS

1.1. MATERIALES: 

Beaker de 600 mL



Balanza analítica



Crisol



Embudo Büchner



Equipo de digestión



Material de vidrio; Kitasato, probeta



Mufla



Papel filtro Whatman libre de ceniza

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

Solución de ácido sulfúrico 0.255 ±0.005 N: 1.25g H2SO4 / 100 mL



Solución de hidróxido de sodio 0.313 ±0.005 N: 1.25g NaOH / 100 Ml



Alcohol 95 % o alcohol reactivo, metanol o isopropanol

1.2. MÉTODO: a.) Tratamiento de la muestra 

Se pesó 2 gramos de muestra (0.033 -0.040) si el contenido de grasa hubiese sido mayor a 1 %, se hubiera procedido primero a extraer la grasa.



Se transfirió a un beaker de 600 mL y se agregó 200 mL de H2SO4 1.25% medidos a temperatura ambiente.



Llevar a punto de ebullición .De ser necesario se agrega antiespumante apropiado.



Hervir durante 30 minutos; girar el matraz a intervalos de pocos minutos para mezclar el contenido e incorporar las partículas de las paredes.



Remover el beaker y filtrar; se debe asegurar que el papel filtro sea de buena calidad, de modo que no desprenda fibras durante el lavado .Se ajusta la succión de modo que no desprenda fibras durante el lavado. Se ajusta la succión de modo que la filtración de los 200 mL se complete en 10 minutos; se repite la determinación si excede este tiempo.



Lavar con 50-75 mL de agua destilada caliente .Remover el filtrado y repetir tres veces.



Romper el vacío, remover el filtrado y retornarlo al beaker; agregar 200 mL de NaOH al 1.25%, hervir por 30 minutos exactamente.



Remover el beaker y filtrar como se indicó anteriormente en papel Whatman.



Sin romper el vacío lavar con 25 mL de H2SO4 1.25% caliente y tres porciones de 50 Ml de agua caliente, eliminar el exceso de agua



Lavar con 25 mL de alcohol, romper el vacío.

b.) Tratamiento del residuo 

El residuo contenido en el papel filtro se coloca en un crisol para secarlo en estufa a 130 ±2|°C por dos horas.



Enfriar en un desecador y pesar (Pr).

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

Incinerar a 600± 15 °C durante 30 minutos.



Enfriar en un desecador y pesar (PA).

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El cálculo para la determinación de fibra bruta es el siguiente: % FIBRA BRUTA = 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 − 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑖𝑔𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑏𝑙𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑥 100 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 Dónde: Pérdida de peso en la ignición = Pr- PA Figura 3. Determinación de fibra bruta

Alimento

Alimento +

Proteínas, CHO´S, ceniza y fibra

CHO´S, y fibra H2SOceniza 4

X 30 minutos

Alimento

Alimento CHO´S, ceniza y fibra

NaOH ceniza, OH- , H2O y fibra

+ X 30 minutos

Alimento ceniza, OH- , H2O y fibra

Alimento ceniza y fibra 130 °C X 2 horas (estufa)

Alimento

Alimento

ceniza y fibra

ceniza

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550|°C X 30 ´ (mufla)

IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES 4.1.RESULTADOS Este trabajo se realizó en el laboratorio de FQA3 de la Facultad de Industrias Alimentarias de la Universidad Nacional Agraria La molina. Tanto el muestreo como la caracterización de la muestra se hicieron por duplicado. Cuadro 1. Porcentaje de fibra bruta %

vacío(g) W papel

Fibra Wcrisol Wcrisol bruta estufa mufla

Wcrisol Muestra n° beaker

Wmuestra (g) n°crisol

6(corrector) 2.0627

15

39.2845 2.2285

41.4054 39.2957 5.76%

12

2.0430

19

54.5365 2.2637

56.7082 54.551

3

2.0636

28

39.9829 2.2463

42.1557 39.9958 30.86%

6

2.0532

37

39.4071 2.2832

41.6052 39.4202 *

Crisinos 1

2.0018

4

51.3273 2.2518

53.5634 51.3343 2.63%

4

2.0013

24

49.1846 2.2816

51.3897 49.1912 2.62%

Pasas

Papa

(*)El resultado es fallido y resulta negativo pues hay pérdida de muestra. Cuadro 2. Medidas de variabilidad del porcentaje de fibra bruta x

cv

dv

pasas

5.49

6.95

0.3818

papas

30.86

**

**

crisinos

2.625

0.266

0.0070

5.22%

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(**) El resultado no se halló por duplicado debido a la perdida 4.2..DISCUSIONES La muestra de crisinos SOY DIET, fue evaluada en dos oportunidades, la primera en el mismo día del laboratorio para evaluar el peso que se obtuvo luego de pasar por estufa y luego el día posterior a este obteniendo el peso luego de pasar por mufla, resultando un contenido de ceniza encontrada en el crisol en menor cantidad. Sin embargo tras los resultados obtenidos para estas dos repeticiones se obtuvo un 2.625% de fibra bruta que se logró observar en el cuadro 1. Se notó que se asemejan estos resultados al que se menciona en teoría por Bejarano et al. (2002), quien indica que la cantidad de fibra bruta encontrada para un producto muy similar, denominado como palitos de maíz con ajonjolí y sal, contiene 2.0 g de ceniza en 100 g de muestra. Por lo tanto en el cuadro 1 se muestra un porcentaje en ceniza de Crisinos obtenido de 2.625%, siendo el resultado significativamente menos por las razones anteriormente descritas y mostrando un coeficiente de variabilidad muy pequeño en comparación y es de 0.266 de variabilidad entre los resultados. En la composición de la papa cabe destacar el contenido en hidratos de carbono, mayoritariamente en forma de almidón y una pequeña proporción como glucosa, fructosa y sacarosa; el ser uno de los vegetales con mayor contenido en almidón explica su aporte calórico (88 kcal/100 g de patatas). La fibra está presente en cantidades discretas. Es una buena fuente de vitamina C. La cantidad vitamina C contenida en una papa cruda de tamaño medio equivale al 46% de las ingestas recomendadas para hombres y mujeres de 20 a 39 años con una actividad moderada. Otros aportes como los de tiamina, niacina y vitamina B6, cubren en torno al 12-24% de las ingestas recomendadas para este grupo de población. La papa aporta minerales como fósforo, hierro y magnesio, si bien, los aportes más significativos son los de potasio (25%). La papa también aporta carotenoides, siendo la violaxantina, anteraxantina, luteína, los más abundantes, mientras que la neoxantina, beta-criptoxantina, zeaxantina y b-carotenos se encuentran en cantidades menores. (Verduras y hortalizas) La composición química del tubérculo de papa es, 72-75% de agua, 16-20% de almidón, 2-2.5% de proteínas, 1-1.8% de fibra y 0.15% de ácidos grasos. (Año

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internacional de la papa), pero en los resultados de la práctica se obtuvo un valor muy alto, 30.86%, debido a la perdida de muestra, y por ello existe ese error. También según Collazos, C. et al. (1996), la papa amarilla contiene 0.7g de fibra por 100 gramos de porción comestible (0.7%), al igual que lo citado anteriormente, estos valores difieren en gran medida al resultado obtenido en el laboratorio, que es de 30.86%. Según Gil (2010) la formación de la pasa se da a través de la desecación de las uvas al aire libre (se llamará deshidrata cuando se realice por métodos mecánicos), método por el cual probablemente se consiguieron las pasas utilizadas en el laboratorio. Carranza (2009) menciona en su tesis que las uvas más apropiadas para producir pasas son las variedades de Uva Thompson Seedless, Uva Imperial Seedlees y las uvas Moscatel, de las cuales sale las uvas pasas Málaga, muy conocidas y consumidas en España. Estas diversas variedades poseen composiciones diferentes que al momento de procesar para transformar en uva pasa y analizar causan resultados diferentes en las cantidades de diversos compuestos. Entre ellos está el resultado de fibra que según Reyes et al. (2009) es de 0.9 g por 100 g de alimento para las pasas sin semilla, valor que es bastante alejado del mencionado por Gil (2010) que más bien es de un valor de 6.7 g por 100g de alimento. En la práctica se obtuvo un resultado de fibra de 5.49% valor que es muy cercano al mencionado la bibliografía antes mencionada.

V.

CONCLUSIONES

El porcentaje de fibra obtenido en el laboratorio para la muestra de crisinos (2.625%) y pasas (5.69 %) es muy similar a la bibliografía consultada, teniendo una pequeña variabilidad en el caso de los crisinos debido probablemente a la demora hasta la finalización del método y en el caso de las pasas por la variedad de uva utilizada. En el caso de la papa (30.86%) se dio un error en la manipulación de la muestra lo cual provocó un valor muy alto comparado con la bibliografía

VI.

BIBLIOGRAFÍA

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http://rachel.golearn.us/modules/es-

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https://www.um.es/lafem/Nutricion/DiscoLibro/03-

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Collazos, C; White, P; White, H.; viñas, E.; Alvistur, E.; Urquieta, R.; Herrera, N.; faching, A.; Robles, N.; Hernandez, E; Arias, M. 1996. Tablas Peruanas de Composición de alimentos. Ministerio de Salud. Instituto Nacional de Salud y Centro Nacional de Alimentación y Nutrición.

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Verduras

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Hortalizas.

Patatas.

www.fen.org.es/mercadoFen/pdfs/patata.pdf

Encontrado

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