Leguminosas.docx

LEGUMINOSAS.

BIOQUIMICA DE ALIMENTOS. 5° “A”

EQUIPO 6. ALDO SOSA HERRERA. ANA PAOLA ROCHA GARCÍA. SHAREL KARIN ESCALERA OCHOA.

IMPORTANCIA. En la alimentación humana y animal se utilizan hasta 150 especies de leguminosas, de las que las más relevantes para el consumo humano son judías, lentejas, guisantes, garbanzos, habas y cowpeas. Las legumbres suelen contener alrededor del doble de la cantidad de proteínas que se encuentran en los cereales de grano entero como el trigo; de ahí que para la mayoría de las poblaciones de los países en desarrollo pueden constituir una importante fuente de proteínas. Las legumbres son un excelente alimento complementario para que los lactantes y niños pequeños satisfagan sus necesidades diarias de energía. Pueden incluirse en las dietas de los niños por medio de la alimentación familiar y los programas de comidas escolares tanto en los países desarrollados como en los países en desarrollo. Su contenido alto de nutrientes también vuelve a las legumbres ideales para las personas vegetarianas y veganas dado que aseguran la ingesta suficiente de proteínas, minerales y vitaminas. Al combinarse con alimentos ricos en vitamina C, el gran contenido de hierro de las legumbres puede convertirlas en un alimento poderoso para reabastecer las reservas de hierro, en especial para las mujeres en edad de procreación, que son más vulnerables a la anemia ferropénica. Las legumbres son también muy beneficiosas para la dieta de las personas más mayores. La OMS recomienda el consumo de legumbres para disminuir el riesgo de enfermedades asociadas a la alimentación (p. ej., diabetes mellitus tipo 2, obesidad). En recomendaciones dietéticas recientes para la población americana, se destaca la importancia del consumo de judías (incluidas en el grupo de hortalizas y en el de proteínas). Las distintas legumbres muestran un contenido de nutrientes y otros compuestos bioactivos diferentes, por lo que interesa conocer el efecto de su consumo sobre todo en relación con afecciones crónicas. Las leguminosas tienen también la capacidad de fijar el nitrógeno atmosférico en simbiosis con bacterias del grupo de los rizobios (Allen y Allen, 1981). El nitrógeno (N) es un componente de muchas biomoléculas y esencial para el crecimiento y desarrollo de todos organismos. En los vegetales es responsable de muchas reacciones y parte de la estructura de la clorofila, enzimas y proteínas. Siendo esencial, su balance afecta a la formación de raíces, la fotosíntesis, la producción y tasa de crecimiento de las hojas y raíces. Por ser fijadoras de nitrógeno, las leguminosas son importantes desde el punto de vista ecológico, porque disminuyen o eliminan el uso de fertilizantes químicos. De las aproximadamente 19 000 especies de leguminosas no se tiene aún información de la mayoría de ellas sobre su capacidad de nodular, es decir para establecer simbiosis con bacterias fijadoras de N.

ESTRUCTURA. Las leguminosas presentan una gran variedad morfológica en todos sus órganos, incluso dentro de la misma subfamilia. Esta diagnosis suele estar apoyada principalmente en características de hojas, inflorescencias y frutos. El fruto de las leguminosas es la legumbre, nombre con que se designan las semillas encerradas en una vaina. Fruto monocarpelar, unilocular o bilocular Los frutos de las leguminosas pratenses tienen muy diferentes formas, siendo los más característicos las legumbres esféricas (Anthyllis), aovadas (Trifolium), alargadas (Lotus) o espiraladas (Medicago), más o menos recubiertas de costillas, espinas, verrugas, articulados (Coronilla), etcétera.

Las semillas de las leguminosas pratenses pueden tener muy variadas formas (lenticular, ovoide, redondeada, acorazonada, reniforme, arqueada, prismática, globosa, etc.), con una cierta protuberancia más o menos prominente que coincide con la posición de la futura radícula. Aparecen en número muy variable en las legumbres.

La envoltura de la semilla llamada cubierta seminal, tegumento o testa, forma una gruesa capa suberificada alrededor de la semilla, excepto por una cicatriz prominente denominada hilo, que fue el punto de sujeción a la pared del ovario a través del funículo; entre el hilo y la punta de la radícula existe un poro diminuto llamado micrópilo, conectado con el interior de la semilla, para la absorción de la humedad y que marca el punto por donde la radícula romperá la cubierta seminal; más abajo del hilo se encuentra un ombligo interno en forma de cresta, a veces poco perceptible, llamado chalaza, calaza o rafe.

Dentro de la semilla no existe un endospermo sino, algún resto sin digerir (albumen) y dos cotiledones (hojas embrionarias, que contienen la reserva de almidón y proteína para la plántula) unidos a un eje central. La parte superior del eje consta del epicótilo, que tiene en la punta la plúmula (yema embrionaria). La parte inferior del eje consta del hipocótilo y la radícula (raíz embrionaria) La cubierta seminal, rica en suberina, forma una capa gruesa e impermeable que puede impedir la entrada del agua, sin la que la semilla no puede germinar. El micrópilo también puede aparece cerrado por un material similar al corcho. Es el fenómeno de las semillas duras, que constituye un mecanismo de supervivencia de la planta que, en las siembras debe ser vencido por una serie de tratamientos que reblandezcan o rompan esta capa dura y posibiliten la germinación. Dentro de la semilla no existe un endospermo sino, algún resto sin digerir (albumen) y dos cotiledones (hojas embrionarias, que contienen la reserva de almidón y proteína para la plántula) unidos a un eje central. La parte superior del eje consta del epicótilo, que tiene en la punta la plúmula (yema embrionaria). La parte inferior del eje consta del hipocótilo y la radícula (raíz embrionaria) La cubierta seminal, rica en suberina, forma una capa gruesa e impermeable que puede impedir la entrada del agua, sin la que la semilla no puede germinar. El micrópilo también puede aparece cerrado por un material similar al corcho. Es el fenómeno de las semillas duras, que constituye un mecanismo de supervivencia de la planta que, en las siembras debe ser vencido por una serie de tratamientos que reblandezcan o rompan esta capa dura y posibiliten la germinación.

COMPOSICIÓN. En general son alimentos muy completos, en su composición se incluyen prácticamente todos los nutrientes:  Energía Su contendido energético es de unas 350 kcal/100 g de alimento crudo, la forma de cocinado determinará el valor final del plato.  Agua Tienen muy poca cantidad de agua, oscila entre 1,7 y el 14 %, con la excepción de las legumbres frescas o en conserva.  Proteínas Destaca su aporte en proteínas (19%-36%), su elevado contenido en la mayoría de especies de leguminosas convierte a esta familia en la principal fuente de proteína vegetal para el hombre. La proteína que contienen es de buena calidad, próxima a las de origen animal, pero limitada en aminoácidos azufrados como la

metionina y la cisteína y destacando su en lisina (al contrario que los cereales). Los tradicionales potajes de nuestra gastronomía son un claro ejemplo de la aplicación empírica del fenómeno de complementación de proteínas ya que incluyen legumbres junto a cereales mejorando la calidad de la proteína consumida.  Hidratos de carbono Este grupo de alimentos posee como macronutriente principal los hidratos de carbono, principalmente en forma de almidón, seguido de oligosacáridos (rafinosa y estaquiosa). Estos son hidratos de carbono de digestión lenta., por lo que liberan glucosa en sangre paulatinamente. 2  Fibra alimentaria Las legumbres, en general, son beneficiosas por su alto contenido de fibra. La fibra soluble se digiere a nivel del colon por la flora bacteriana, liberando diversos ácidos grasos de cadena corta como puede ser el butirato. La fibra insoluble, que se encuentra en menor medida que la fibra soluble, hace que aumente el tránsito intestinal y al no verse digerida por la flora, no provoca flatulencia.  Grasas Su porcentaje de fracción grasa es muy bajo en comparación con el resto de macronutrientes (3% de media) y se caracteriza por presentar un elevado contenido de ácidos grasos poliinsaturados (ácido linoleico 18:2 n-6 y ácido αlinolénico 18:3 n-3) y monoinsaturados (ácido oleico, 18:1 n-9). Al igual que el resto de los alimentos de origen vegetal no contienen colesterol.  Vitaminas y minerales En minerales destaca el calcio, magnesio, potasio, fósforo, zinc y hierro aunque estos dos últimos son de peor absorción que el de los alimentos de origen animal. En vitaminas, es interesante su contenido en vitamina B1 (tiamina), B3 (niacina), B6 y folatos, este especialmente en los garbanzos.  Otros componentes de interés nutricional Las legumbres presentan gran variedad de compuestos fenólicos, como los taninos condensados o los fitoestrógenos. Entre ellos en las legumbres encontramos: ácidos hidroxibenzoicos, aldehídos, ácidos hidroxicinámicos y derivados, glucósidos de flavonoles e isoflavonas (daidzeína y genistína). Además, contienen fitoestrógenos, siendo los más comunes las isoflavonas (genisteína, daidzeína, glicitina) y coumesterol. También incluyen componentes menos deseables como los oligosacáridos, responsables de la flatulencia, el ácido fítico e inhibidores enzimáticos. Las legumbres, además, contribuyen a la sostenibilidad y a mitigar el cambio climático. Esto es debido a que las legumbres, fijan el nitrógeno al suelo donde se cultivan y una vez recolectadas no necesitan de procesado ni de refrigeración para su conservación por lo que disminuye el consumo de recursos naturales. En la Tabla 1 se detalla la composición por 100 g de porción comestible de los alimentos incluidos en el grupo de las legumbres. La composición química de las legumbres las hace idóneas para las demandas actuales de las necesidades humanas por su alto contenido en carbohidratos

complejos, proteína y fibra. Además, salvo la soja o el cacahuete, son muy pobres en grasas y no tienen colesterol. Aportan además sales minerales como el calcio, el magnesio o el hierro, además de ser un importante aporte de vitaminas: riboflavina, Vitamina A, ácido fólico o niacina. En países desarrollados, el alto contenido proteico sirve para diversificar la entrada de proteínas provenientes de carne, huevos, productos lácteos y pescados, siendo además más baratas, por lo que las hace más sostenibles. Desde el punto de vista económico y ecológico, las legumbres suponen una notable mejora respecto a la producción cárnica, por ejemplo, que requiere de una infraestructura mayor en costes y en gasto energético. Son además muy interesantes para los vegetarianos, que pueden tener un problema de lisina al no tener el aporte de la proteína animal. Las legumbres, combinadas con cereales, las clásicas lentejas con arroz, garbanzos o guisantes con pasta, aportan la lisina, uno de los aminoácidos esenciales con los que construimos nuestras propias proteínas, y que son pobres en los cereales. Por contra, la carencia de las legumbres es la metionina, otro de los aminoácidos esenciales, en la que los cereales son ricos. En los países subdesarrollados, donde el aporte de cereales es prácticamente el sustento básico proteico de la dieta, la adición de legumbres puede suponer la diferencia entre el padecimiento de enfermedades y carencias nutritivas o la salud. En los países desarrollados son una alternativa sana, barata y rica en cuanto a diversidad.

Contenidos proteicos (de las legumbres) Mayor cantidad de proteínas. Digestibilidad menor que las animales. Complementación con proteínas animales. Riqueza en fibra Antinutrientes: inhibidores enzimáticos. Se inactivan con tratamientos térmicos. Biodisponibilidad baja de minerales. Se consideran leguminosas-grano aquellas especies pertenecientes a la familia Fabaceae, cuyas características botánicas comunes corresponden a las de la subfamilia Papilionaideae, y su utilidad primaria reside en las semillas. El Código Alimentario Español (1980) denomina genéricamente "legumbres secas" a las semillas secas limpias, sanas separadas de la vaina, procedentes de plantas de la familia de las leguminosas, de uso corriente en el país y que, directa o indirectamente, resultan adecuadas para la alimentación, clasificándolas de la siguiente manera: COMPOSICIÓN AMINOACIDICA MEDIA DE LAS LEGUMINOSAS-GRANO* %

Altramuz (1)(2)

Garbanzo

Guisante

Haba

Judía

Lenteja

Proteína bruta% Isoleucina Leucina Lisina Metionjna Cistina Fenilalanina Tirosina Treonina Triptófano Valina Arginina Histidina V.B.«»

27-47 1,4-4,0 2,2-6,4 1,6-5,5 0,3-0,9 0,4-1,4 1,2-3,3 1,1-4,1 1,3-3,6 0,31,3-3,8 3,0-9,2 0,8-2,8 52,161,3

20-22 0,77 1,61 2,50 0,39 0,24 1,13 0,40 0,78 0,17 1,04 1,60 0,53 68,0

21-23 0,89 1,46 1,42 0,30 0,25 0,93 0,50 0,88 0,20 1,01 1,64 0,42 63,7

23-27 1,08 2,10 1,35 0,24 0,19 1,18 0,72 1,03 0,20 0,93 1,80 0,47 54,

19-22 0,86 1,63 1,35 0,25 0,19 0,78 0,37 0,86 0,22 1,10 1,09 0,45 58,6

21-25 0,91 1,71 1,66 0,21 0,22 1,15 0,65 0,83 0,23 1,05 1,50 0,67 44,6

Altramuz (L. mutábilis) Altramuz (L. luteus) Garbanzo Guisante Haba Judía Lenteja Soja (torta) Patrón huevo Patrón casefna

Digestibilidad V.B. 80-82* _

U:N:P --

P:E:R 1,34-3,05*

81

52

42

--

86 87 87 73 85 90

58 64 55 58 45 73

58 55 48 35 38 66

1,68 1,57 1,48 0,93 2,32

97

94

87

3,92

96

80

77

2,86

CAMBIOS EN EL ALMACENAMIENTO. Son alimentos poco perecederos debido a su bajo contenido de humedad. Por ello pueden mantenerse en óptimas condiciones durante bastante tiempo, aunque siempre se recomienda consumirlas antes de los 18 meses. Con el transcurso del tiempo se van alterando sus características organolépticas que son aquellas que apreciamos mediante los sentidos y se incrementa el tiempo necesario para su cocción debido a su reducción en el contenido de humedad.

CONTENIDO PROTEICO

CAMBIOS EN EL PROCESO. Este proceso incluye las etapas de limpieza, secado, selección, clasificación, decorticado, molienda y fraccionamiento (separación de los distintos componentes de la harina obtenida de la molienda). Dependiendo del tipo de legumbre y del uso final al que se destinan, pueden llevarse a cabo otras etapas adicionales: tostado, horneado, micronizado, extrusión. En la mayoría de los casos, las legumbres son primero puestas en remojo en agua fría durante un tiempo estimado de 12 horas o más. La hidratación puede realizarse con agua fría o caliente, para ayudar a prevenir el endurecimiento de las semillas; sin embargo el calentamiento aumenta los costos en la industria, y puede ocasionar el aumento del recuento de microorganismos. Las legumbres tienen una envoltura impermeable llamada cubierta seminal, tegumento o testa, que forma una gruesa capa suberificada alrededor de la semilla. Debido a ello, deben ser previamente tratadas para quitar ese recubrimiento y facilitar la absorción de agua. Eliminar la cubierta seminal de las legumbres facilita la cocción y la digestión de la parte comestible. Algunas industrias mantienen las legumbres a temperatura ambiente durante varios días después de la etapa de remojo y antes del secado. Esto permite que los granos germinen, con lo cual se inician diversos procesos enzimáticos que ocasionan cambios en la composición de las legumbres, principalmente producen la hidrólisis parcial de hidratos de carbono (almidón, oligosacáridos) y proteínas. Los granos germinados pueden ser consumidos directamente o descascarados, tostados y molidos para formular otros productos. A. Ablandamiento de la cáscara (por método seco o húmedo). B. Removedor de la cubierta o cáscara y limpieza. Técnicas para ablandar las cubiertas previo a su remoción: • Secado prolongado al sol. • Aplicación de pequeñas cantidades de aceite comestible seguido de secado al sol y atemperado. • Sumergido de las legumbres en agua por determinadas horas, seguido por cobertura de lechada de tierra roja y secado al sol. • Sumergido en agua por varias horas para ablandar la cobertura previa a la elaboración de otros alimentos. • Combinación de los métodos anteriores. Del descascarado se obtienen los cotiledones refinados con apariencia, textura y capacidad de cocción adecuada. Las legumbres luego de ser sometidas a este proceso son más fácilmente digeridas y se aumenta la biodisponibilidad de sus nutrientes.

Los tratamientos térmicos pueden provocar desnaturalización proteica que se puede evaluar a través de los índices de solubilidad de Nitrógeno (ISN) y dispersabilidad proteica (IDP) Para medir la intensidad del calentamiento, se puede hacer la prueba de la actividad ureásica; la enzima ureasa es muy abundante en algunas legumbres, produce amoniaco a partir de la urea y se desnaturaliza mediante tratamiento térmico, lo que trae consigo la pérdida de su actividad. El análisis se basa en los cambios de pH que resultan de la formación de amoniaco cuando la harina se incuba con una solución de urea.

Aislados proteicos. Concentrados proteicos: En la búsqueda de nuevas fuentes de proteína y fibra alimentaria, las empresas han empezado a enfocarse en la extracción de concentrados proteicos de legumbres mediante procesos denominados fraccionamiento.

Estos productos son más refinados que las harinas y contienen un mínimo de 65% de proteínas, en su manufactura se elimina menos de la mitad de los hidratos de carbono de las harinas.

Los concentrados obtenidos mediante estos tres procesos tienen aproximadamente la misma composición; sin embargo, las propiedades físicas y funcionales son diferentes. Debido a su contenido de polisacáridos, los concentrados retienen mucha agua y producen geles más firmes. Aislados: Estos productos son la forma comercial más purificada de las proteínas de las legumbres, ya que contienen 90% o más de ellas; se logran eliminando de los concentrados los polisacáridos, los oligosacáridos residuales y algunos otros componentes. La extracción en la soya se efectúa con una disolución acuosa de hidróxido de sodio a 60ºC y pH 9-11; el residuo insoluble contiene polisacáridos que se eliminan por centrifugación. El extracto se acidifica a pH 4.5, lo que hace precipitar la mayor parte de la proteína, que se separa por centrifugación; posteriormente se lava y se neutraliza con hidróxido de sodio para resolubilizarla y, por último, se seca por aspersión; Se obtiene un proteinato de sodio que es más soluble en agua que la proteína en su punto isoeléctrico.

TEXTURIZADO La soja texturizada se obtiene de la soja, una legumbre de más de 5.000 años de antiguedad, o, mejor dicho, de la harina de la soja. También conocida como carne de soja o proteína vegetal texturizada, la soja texturizada no contiene aditivos químicos, ni colorantes y es 100% natural. El proceso de obtención comienza con la extracción del aceite de las habas de soja que, refinado, se convierte en aceite de soja. El resíduo sólido que queda después de desgrasar las habas de soja se desidrata para hacer la harina de soja. Esta se somete a un proceso de extrusión, es decir, una serie de procesos, alta temperatura, presión, texturización y deshidratación, que dan como resultado un producto que bien pudiera parecer migas, cortezas o trozos de pan seco. EXTRAIDOS Entre los extraidos de las leguminosas se encuentran los taninos Los taninos son sustancias poco conocidas por nosotros, sin embargo, a diario consumimos muchos alimentos que los contienen , por eso, es importante conocer de qué se tratan y qué propiedades tienen en el organismo.

Podemos encontrar taninos en aquellos alimentos que al comerlos producen sensación de aspereza, sequedad y amargor, como es el caso de la fruta inmadura. Tienen efectos buenos para la salud, aunque pueden comportarse también, como antinutrientes al reducir su absorción. Podemos encontrar taninos en aquellos alimentos que al comerlos producen sensación de aspereza, sequedad y amargor, como es el caso de la fruta inmadura. Tienen efectos buenos para la salud, aunque pueden comportarse también, como antinutrientes al reducir su absorción.

Los taninos son compuestos fenólicos que poseen propiedades astringentes y antiinflamatorias, por lo tanto, son muy útiles ante diarrea o gastroenteritis. Además, tienen acción antioxidante que protegen a las células ante los radicales libres y permiten reducir el riesgo de enfermedades degenerativas, sin embargo, no debemos abusar de los alimentos ricos en taninos, ya que en cantidades excesivas, pueden reducir la absorción de nutrientes como el hierro o las proteínas, y ser causantes de carencias. Podemos encontrar taninos en el vino tinto, las uvas, el té, el café, las espinacas, la granada, membrillo o manzana. En ésta última, los taninos se presentan cuando la pulpa rallada de la misma se oxida tras sacarle la cáscara, y así, es como se debe consumir en casos de diarrea. También se puede extraer aceite de algunas de ellas y harina.

Fibra alimentaria.