Condiciones para la precipitación de la proteína foliar a partir de la Moringa Oleifera Lam

Resumen

El follaje de Moringa oleífera Lam es una fuente nutricional en el trópico  representado por altos niveles de proteína, minerales y vitaminas. Esta planta presenta buena adaptación a nuestro entorno geográfico, fácil de cultivar, con alta producción de biomasa y rusticidad.

El estudio permitió la obtención de un concentrado de proteína foliar a través de una previa extracción y precipitación a partir de la harina de hoja de Moringa. El método consistió en la extracción acuosa bajo condiciones de alcalinidad (pH 10,5) en la que se obtuvo un líquido o jugo cuyo pH ajustado a   valores  4 y 5 en diferentes temperaturas (60, 70 y 80°C) permitió la precipitación producto de la coagulación de la proteína.

La investigación mostró luego del análisis de un modelo factorial de dos factores, que tanto la temperatura como el valor de pH  inciden en el rendimiento de precipitación de proteína foliar. Por lo tanto, se pudo determinar que a una temperatura de 80°C y un pH de 4,0, se obtiene el mayor rendimiento de precipitación de la proteína con un valor de 35,33% a partir de follaje deshidratado de Moringa oleífera Lam.

El análisis químico del concentrado proteico de mayor rendimiento mostró un 12% de humedad, 58,4% de proteína, 6% de cenizas, 2,3% de fibra, lo que permitió indicar su alto valor nutricional para ser usado como suplemento nutricional.

La alta biodisponibilidad de proteína del concentrado foliar es  una alternativa para  mitigar la carencia nutricional en la población humana y contribuir como suplemento alimenticio a bajar las cifras de desnutrición en nuestro entorno geográfico y el mundo.

ABSTRACT

The foliage of Moringa oleífera Lam is a nutritional source in the tropics represented by high levels of protein, minerals and vitamins. This plant shows good adaptation to our geographical environment easy to grow, with high biomass production and hardiness.

The study led to obtain a foliar protein concentrate through a prior extraction and precipitation from the Moringa leaf flour. The method consists in the aqueous extraction under basic conditions (pH 10,5) and after being separated this liquid or juice, pH value was adjusted to 4,0 and 5,0 under different temperatures (60 ° C, 70 ° C and 80 ° C ) appearing the precipitation product from the coagulation of the protein.

After an analysis of a factorial model with two factors, the research showed that for temperature at an adjusted pH level, affects the foliar protein precipitation yield. Therefore, at a temperature of 80°C and a pH of 4, 0 it was obtained the highest yield of protein precipitation with a value of 35,33% from dried leaves of Moringa oleífera Lam.

Chemical analysis of higher-yielding protein concentrate showed 12,0% moisture, 58,4% protein, 6,0% ash, 2,3% fiber which indicates its high nutritional value to be used as a nutritional supplement.

The high protein bio-availability of the foliar concentrate can be an alternative to mitigate the nutritional deficiency in the human population and to reduce the malnutrition in our geographical environment and in the world. 

Introducción

Las proteínas son el elemento formativo estructural y esencial de las células en los seres vivos por lo que es necesario un aporte regular y continuo al organismo. Sin embargo las fuentes proteicas son de diversas fuentes, calidad, costos y disponibilidad siendo su consumo muy reducido en un gran segmento de la población mundial.

Una de las alternativas más atractivas lo constituye la producción y disponibilidad de recursos foliares. Las ventajas, así como los retos y perspectivas que en un futuro propiciarían la utilización de estos recursos es amplio por ser un potencial económico y abundante como fuente de proteína ya que muchas especies con follaje en el trópico constituye una fuente inexplotada de proteínas en condiciones agroclimáticas locales favorables.

La hoja de la planta Moringa oleífera Lam representa una excelente alternativa como fuente de vitaminas, minerales y de proteínas con alto potencial nutritivo fácil de cultivar en nuestro entorno para ser utilizado en la obtención de concentrado foliar facilitando la reducción de material residual y la incorporación en nuestra alimentación, así mismo potencializar el valor nutricional de muchos cereales.

El concentrado proteico foliar es una alternativa como suplemento nutricional para la solución eficaz al desequilibrio nutricional de la población de alto riesgo y bajos ingresos económicos que permitiría garantizar la seguridad alimentaria gracias al alto valor nutricional representado por macronutrientes y micronutrientes.

La innovación consiste en elaborar un concentrado foliar a partir de hojas deshidratadas de Moringa oleífera Lam que se puede incluir en la dieta diaria como suplemento y como insumo no convencional en la formulación de productos en la industria de alimentos humana y/o animal ajustando las condiciones óptimas de rendimiento en la precipitación de la proteína en condiciones de laboratorio bajo las variables de pH y temperatura.

Planteamiento del problema

El crecimiento de la población en el trópico se ha incrementado, así mismo la demanda de alimentos de origen vegetal y el suministro de proteínas de origen animal por lo cual es necesaria la atención al desarrollo de proteína de origen foliar ya que a partir de una agricultura convencional no es posible abastecer las necesidades de suplementos nutricionales.

La investigación en alimentos y nutrición busca nuevas alternativas para cubrir las necesidades en la seguridad alimentaria constituyéndose en uno de los mayores retos para el 2015 para suplir la disponibilidad de suplementos proteicos de alta calidad a la población de baja capacidad económica con el fin de bajar las cifras de desnutrición mundial.

Mientras que a nivel mundial alrededor de 867 millones de personas padecen de subnutrición crónica, en el país 5 millones de personas (12,6% de la población) se encuentran en condiciones de desnutrición. Así mismo, 20.000 niños con edad de 0-5 años fallecen por hambre, padeciendo este grupo poblacional un 30% de anemia lo que evidencia una emergencia nacional. En el departamento del Atlántico el 15% de los niños sufren de desnutrición crónica y en la región caribe el 14.5% por encima del promedio nacional (13,2%). (COLOMBIA. MINISTERIO DE PROTECCION SOCIAL, 2011; Alvarez,V y Sanchez O, 2012; FAO 2012; EL TIEMPO, 2012)

Varias son las causas de la desnutrición, pero una nutrición adecuada en cantidad y calidad es una de las claves para subsanar este flagelo que azota a la humanidad. Las fuentes no convencionales han tomado fortaleza tanto en la investigación como en la producción para suplir las necesidades de la población humana y paliar la desnutrición. Así también, un gran segmento de la población a nivel mundial ha estimulado el consumo de alimentos con proteínas de origen no animal por razones de salud y prevención de algunas enfermedades especialmente en países desarrollados.

Es necesario plantear el requerimiento en la obtención de proteínas y contenido energético de minerales y vitaminas a partir del follaje de determinadas plantas por ser el potencial más económico y abundante. En este estudio se plantea hacer una investigación sobre las condiciones óptimas de pH y temperatura para la separación por precipitación de las proteínas cloroplásmicas y citoplásmicas a partir del follaje deshidratado de la especie Moringa oleífera Lam.

Para realizar esta investigación daremos respuesta a las siguientes preguntas.

• ¿Qué condiciones podemos determinar para el mayor rendimiento en la obtención por precipitación de proteína foliar?

• ¿Qué valores de pH y temperatura podemos estimar para un mayor rendimiento de precipitación de proteína foliar?

• ¿Cuál será el perfil químico del concentrado obtenido?

Justificación

El proceso de la fotosíntesis es un recurso de la fisiología de las plantas inagotable en el trópico, fuente de proteínas y aminoácidos esenciales. Los aminoácidos se sintetizan mediante la fotosíntesis a partir de elementos primarios disponibles (energía solar, dióxido de carbono y nitrógeno atmosférico) en la biosfera.

Las hojas de varios vegetales pueden ser usadas en fresco o en harina pero el concentrado foliar permite un mayor porcentaje de proteínas con porcentajes bajos de fibra brindando un suplemento de alto valor nutricional y de fácil acceso.

Sin duda la elección del follaje de las plantas para la obtención de un concentrado de proteína foliar, debe tener una alta producción de biomasa por área de superficie, rápida tasa de crecimiento y de rebrote, buena adaptación a condiciones agroecológicas y bajos niveles antinutricionales que garanticen un adecuado manejo agronómico.

La especie Moringa oleífera Lam presenta muchas ventajas en relación a otras especies de nuestro entorno tropical, además el sabor es agradable y se pueden consumir las hojas frescas o preparadas de diferentes maneras. Difícilmente se puede encontrar en nuestro entorno tropical un alimento más completo en número de aminoácidos, minerales y vitaminas con un porcentaje superior al 25% de proteínas en materia seca en sus hojas.

En este estudio se plantea una investigación sobre las condiciones óptimas de pH y temperatura para la separación por precipitación de las proteínas cloroplásmicas y citoplásmicas a partir del follaje deshidratado de Moringa oleífera Lam.

Se hace necesario encontrar nuevas fuentes de proteínas para satisfacer los requerimientos nutricionales de una población que crece exponencialmente, complementar los recursos agropecuarios clásicos y generar fuente de insumos para la industria de alimentos pecuarios y humanos.

En el país es mínima la experiencia en consumo alimentario de hojas de arbustos y árboles tanto como hoja cruda, harina y/o concentrado proteico, diferente a lo que sucede en países asiáticos, africanos y últimamente centroamericanos, donde hay una diversificación de las fuentes que ayudan a un mejor equilibrio o balance en la ingesta de proteínas, vitaminas y minerales.

La Asociación para la promoción de extractos foliares en la nutrición (APEF) a partir del año 1993 logro desarrollar la extracción de los componentes más nutritivos (proteínas, vitaminas y oligoelementos) de la alfalfa, bajo la presentación de una forma concentrada y seca, perfectamente digestible como un suplemento para las personas con bajos niveles de nutrición en África y América Latina. (Loison, 2009; Zanin, 1998).

Entre las ventajas de la obtención del concentrado proteico de las plantas tropicales se encuentran: la reducción del contenido de factores antinutricionales, la minimización del volumen en fresco o de harinas foliares, disminución sustancial de fibra en el punto que el humano lo pueda tolerar y entre sus desventajas, el gasto de energía fósil para su obtención.

El cultivo de Moringa se desarrolla en condiciones óptimas donde se encuentra el cinturón de desnutrición mundial, por lo tanto en las condiciones del clima tropical, es un recurso fácilmente biodisponible de fácil adaptación y manejo agronómico haciendo ya parte de nuestra flora en la geografía, no siendo exigente en cuanto a condiciones nutricional de suelos y con una larga vida productiva.

Las hojas de moringa gramo por gramo poseen 4 veces más la cantidad de vitamina A que las zanahorias, 7 veces más la cantidad de vitamina C que las naranjas, tres veces más potasio que los bananos, 4 veces más calcio que la leche, 2 veces más proteína que la leche y 4 veces más hierro que la espinaca. Mientras que las hojas secas de moringa gramo por gramo contienen 10 veces más vitamina A que las zanahorias, 17 veces más calcio que la leche, 15 veces más potasio que el banano, 25 más hierro que la espinaca y 9 veces más proteína que el yogurt. No es muy común en una planta, pero las hojas de moringa poseen 18 aminoácidos incluyendo los nueve esenciales que el hombre no puede producir en su metabolismo (Trees for life, 2005).

OBJETIVO

3.1 OBJETIVO GENERAL

Estandarizar las condiciones para la precipitación de la proteína foliar de la hoja de Moringa Oleífera Lam

3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Obtener un concentrado de proteína foliar a partir de hojas deshidratadas de plantas de Moringa Oleífera Lam

• Establecer valores de pH y temperatura óptima para un mayor rendimiento de precipitación de proteína foliar.

• Evaluar rendimiento de la precipitación de proteína a valores de pH y temperatura óptimos

• Evaluar el perfil químico de la harina y del concentrado de proteína foliar precipitado de las hojas de Moringa oleífera Lam.

Marco de referencia

4.1 RECURSOS FOLIARES EN LA ALIMENTACION

Cada persona adulta debe consumir alrededor de 0.9 gr de proteínas por kilogramo de su peso corporal por día, asimismo, las necesidades nutricionales recomendadas se fijan en un valor de 25% de proteína animal y un 75% de proteína vegetal en nuestra dieta.

El trópico alberga alrededor de tres millones de plantas, pero los valores antinutricionales especialmente de taninos en sus tejidos, influye en la calidad nutricional de la especie. Las hojas verdes son de gran interés por su alto contenido de lisina, fenilalanina, treonina, leucina, isoleucina y valina pero bajo en metionina.

El uso del follaje de los vegetales se ha destinado tradicionalmente para la alimentación de animales poligástricos dependiendo de su calidad proteica y digestibilidad para incrementar su rendimiento pero ante la alta demanda de alimentos se ha intensificado la investigación de la apropiación de este recurso en la alimentación humana y animales monogastricos.

Las plantas verdes son el potencial más económico ya que requieren 8 veces menos energía fósil para la producción de proteína en relación a la proteína animal; poseen un buen contenido de vitaminas y minerales y su contenido de triptófano es tan alto como en el huevo. (Savon, 1999).

Telek, L (1983) liderando una investigación en la Estación de Investigación de Agricultura Tropical en Mayagüez, Puerto Rico, evaluaron 500 especies de plantas como fuentes potenciales de obtención de concentrado foliar donde se estudió parámetros como potencial de rebrote, porcentaje de proteína, materia seca y porcentaje de proteína extraída como fuente potencial de suministro de proteínas para animales y humanos. Entre las especies con mejor calificación se identificaron las siguientes especies: Brassica napus, Centrosema pubescens, Clitoria ternatea, Desmodium distortum, Lablad purpureus, Macroptilium lathyroides, Psophocarpus centragonolobus, Sesbania sesban, Vigna radiata, Vigna unquiculata. De las anteriores especies las que presentan un mayor porcentaje de proteína una vez se obtiene su precipitado son: Vigna inquiculata (51,9%), Clitoria ternatea (59,3), Psophocarpus centragonolobus (51,9%).

Tangendjaja, et al (2004) en una investigación realizada en Indonesia en 150 especies vegetales, concluyeron que la especie Gliricidia y Sesbania, presentaban una alta valoración como potenciales aportantes nutricionales por su buen porcentaje de proteínas y bajo porcentaje de taninos.

El centro mundial de vegetales (A.V.R.C.) con sede en Taiwán, determino que la especie Moringa oleífera Lam se encuentra entre las más promisorias dentro de un grupo de 120 plantas comestibles investigadas por la facilidad de cultivo, su alto contenido de micronutrientes, fitoquímicos, actividad antioxidante, propiedades de procesamiento y palatabilidad (Ray-Yu Yang et al 2006).

La biomasa de una especie se ve influenciada por la capacidad genética, condiciones agroecológicas, densidad de siembra, fertilización, control de arvenses, control de insectos y enfermedades, frecuencias de podas, edad de la planta, relación tallo/hoja y otros. La remoción de la proteína foliar está afectada por una serie de factores como son: especie, tratamiento postcosecha, fibra, suculencia de los tejidos, como también la presencia de componentes fenólicos, relación solido-liquido, método de extracción, método de precipitación, pH, tiempo, solución extractante, rango de celulosa, hemicelulosa y lignina (Franco, 1991).

Muchas plantas muestran estructuras ricas en proteínas como la soya y los frijoles en sus semillas, pero la Moringa se destaca sobre todas las plantas por poseer proteínas, vitaminas y minerales de alta calidad nutricional en sus hojas presentes todo el año tanto en verano como en invierno.

4.2. FUENTES PROTEICAS

Las fuentes básicas originales son las plantas y bacterias ya que el organismo animal no puede sintetizar los aminoácidos esenciales a partir del amoníaco del suelo. Los alimentos de origen animal presentan proteínas cuyos aminoácidos tienen mejores equilibrios porcentuales comparados con los alimentos de origen vegetal siendo así los animales factorías de proteínas a partir de insumos de origen vegetal.

Las proteínas localizadas en las hojas de las plantas presentan un gran interés ya que en ellas se sintetizan la mayor parte de las sustancias que integran el vegetal. Por lo tanto la enzima Rubisco (ribulosa-1,5-bifosfato carboxilasa-oxigenasa) es clave para la producción de biomasa a partir del CO2. Está localizada en el estroma del cloroplasto en donde se constituye alrededor del 50% de la proteína total del cloroplasto y el 10-12% de la materia seca foliar. Es la proteína más soluble en el cloroplasto y más abundante en la biosfera ya que se encuentra en todos los organismos que realizan fotosíntesis, asimismo en ciertos organismos menos complejos que las plantas (Nieto, 2008).

Las proteínas de las hojas y tallos de los vegetales presentan dos tipos de proteína a nivel celular los cuales corresponden a proteína cloroplasmica y proteína citoplasmica. Las proteínas insolubles llamadas cloroplasmicas son de color verde oscuro y poseen un fuerte sabor a grasa. Las proteínas solubles llamadas citoplasmicas son insaboras, inodoras y de color blanco o crema (Ramírez, 2010).

4.3 DESNATURALIZACION DE LAS PROTEINAS

Se llama desnaturalización de las proteínas a la pérdida de las estructuras de orden superior (secundaria, terciaria y cuaternaria), quedando la cadena polipeptídica reducida a un polímero estadístico sin ninguna estructura tridimensional fija, conservándose solamente la primaria. En este caso las proteínas se transforman en filamentos lineales y delgados que se entrelazan hasta formar compuestos fibrosos e insolubles en agua, inactivación enzimática y modificación del peso molecular por disociación en subunidades. Varios factores pueden inducir la desnaturalización, entre estos se encuentran: la temperatura, pH, detergentes y otros.

El conocimiento de estas variaciones nos permite utilizar a las proteínas en diferentes formulaciones de alimentos por la estructura de las proteínas fibrosas en la textura de los alimentos, la plasticidad, consistencia, viscosidad de la preparación alimenticia y procesos de transformaciones bioquímicas (maduración, fermentaciones, desarrollo de aromas, etc.).

4.4 CALIDAD PROTEICA.

El valor biológico de una proteína depende de la composición de aminoácidos y de las proporciones entre ellos y es máximo cuando estas proporciones son las necesarias para satisfacer las demandas de nitrógeno para el crecimiento, la síntesis, y reparación tisular.

Para la especie humana son esenciales ocho aminoácidos: treonina, metionina, lisina, valina, triptófano, leucina, isoleucina y fenilalanina (además puede añadirse la histidina como esencial durante el crecimiento y arginina para el adulto).

El otro factor que condiciona la utilización de las proteínas alimenticias, modificándolas en forma variable es la digestibilidad. La digestibilidad será igual a 100 cuando el nitrógeno ingerido sea totalmente absorbido.

En la actualidad el método sugerido para evaluar la calidad proteica es la calificación del puntaje químico de aminoácidos corregido por digestibilidad proteica o PDCAAS y compara el perfil de aminoácidos de una proteína en estudio con las necesidades del niño mayor a un año que representan los requerimientos más exigentes de los diferentes grupos (Suarez, 2006).

4.5. PUNTO ISOELECTRICO

El punto isoeléctrico (pI) es el pH para el cual una proteína presenta carga neta compensada (igual número de cargas positivas que negativas) presentándose la solubilidad de la proteína como mínima.

En el punto isoeléctrico la proteína presenta su máxima posibilidad para ser precipitada al disminuir su solubilidad y facilitar su agregación por la atracción mutua entre grupos de carga opuesta de moléculas vecinas. La sustancia tiene una conductividad mínima en este punto y por lo tanto coagula permitiendo lograr la precipitación selectiva de proteínas o aminoácidos de gran importancia en la industria alimenticia.

La industria de alimentos obtiene la caseína, proteína de la leche a partir de la precipitación a un punto isoeléctrico de 4.8 utilizando ácido acético al 1%.(Chávez, 2011).

Al probar el valor nutricional de la hoja de coca (Erythroxylum coca Lamark var coca) se precipitó con ácido acético glacial al 99% a un pH 5.1 (punto isoeléctrico) y luego de ser centrifugado se obtuvo otro precipitado a partir del sobrenadante a un pH de 4 (Cordero, 2002).

La precipitación de proteína vegetal también se puede lograr mediante tratamiento ácido que se puede añadir después de la extracción por medio alcalino o puede obtenerse a través la fermentación anaeróbica. En la técnica de precipitación con ácido los ajustes pueden ser hechos teniendo en cuenta su punto isoeléctrico a fin de obtener la máxima recuperación de proteína. La mayor parte de proteína de follaje de plantas leguminosas puede precipitarse mediante el ajuste de pH a alrededor de 4 (Telek, 1983).

Spell y Bressini (2011) utilizando hojas de Chaya (Cnidoscolus aconitifolius), en su investigación suministraron a un grupo de ratas diferentes dietas a partir de diferentes fuentes así: hojas, precipitado, residuo del precipitado y leche descremada como control de forma que tuvieran 10% de proteína en la dieta dando como resultado que no hay diferencia significativa de acuerdo a la fuente para evaluar el PER (índice de eficiencia proteica).

4.6. CONCENTRADO PROTEICO FOLIAR.

El concentrado proteico foliar es un alimento altamente nutritivo obtenido a través de un proceso de precipitación proteica donde se reduce o elimina algunos de los principales constituyentes no proteínicos (agua, aceite, almidón y fibras) presentando una proporción en celulosa reducida al 1-2% y desecado contiene alrededor de 40% de proteína bruta o más, de la cual unas tres cuartas partes son proteína pura con un valor biológico intermedio entre la soja y la leche (FAO).

El contenido de proteína foliar seco es elevado, pero depende del método de extracción y precipitación. Los métodos de obtención del concentrado de proteína foliar están basados en la extracción del jugo, separación del material fibroso de la hoja y luego su desnaturalización por tratamiento térmico y/o precipitación de acuerdo a un ajuste al pH. El concentrado de proteína foliar puede ser separados en dos fracciones: cloroplástica o fracción verde y la citoplasmática o fracción blanca.

La proteína foliar está formada de enzimas y algunas proteínas estructurales, constituyendo entre 70 y 80% del nitrógeno total. La proteína citoplásmica, libre de clorofila, es soluble en agua, es de mayor digestibilidad y posee un alto valor nutricional, mientras que la fracción cloroplasmica (proteína verde), insoluble en agua, es una lipoproteína en estado coloidal asociada con los cloroplastos, de menor digestibilidad y valor nutritivo (Urribarri, Ferrer y Colina, 2004).

En los procesos tecnológicos que involucran la extracción de aislados proteicos vegetales es el tratamiento alcalino el que permite la ruptura celular, liberación de la proteína contenidos en los organelos celulares y en el jugo atrapado dentro de los poros, mientras que la coagulación de la proteína a partir de una precipitación acida modifica las estructuras originales de la proteína para aumentar su potencial.

El estudio más antiguo que se conoce sobre la extracción de proteína de hojas es realizado por el francés Hilaire Martín Rouelle, en 1773 el cual demostró la formación de un coagulo colocando hojas en mortero las cuales macero hasta formar una papilla, filtró en un tela; calentó la parte liquida logrando quedar un coagulo verde; volvió a calentar el jugo y noto la formación de otro coagulo de color verde muy pálido. De los estudios anteriores solo hasta 1901 cobró importancia cuando Winsterstein extrajo proteína de unas hojas utilizando un álcali diluido. En 1939, Slade y Brinkinshaw obtuvieron la patente en la cual extraían la proteína precipitándola con una solución ligeramente acidificada. La investigación sobre la extracción de proteína foliar tuvo mayor carácter investigativo a partir de 1940 por Norman Pirie en Inglaterra usando alfalfa, hojas de trigo, mostaza, y otras plantas. En 1943 Guha utilizó éste proceso por la primera vez en el Bengala durante una crisis de hambre, utilizando gramíneas y jacintos de agua. (Zanin, 1998).

El proceso de extracción de proteínas de alfalfa fue establecido de manera industrial piloto por los científicos norteamericanos Kohler y Bicckof en Albania, California con los métodos PROXAN I Y PROXAN II. En 1972, France Luzerne (Francia) consiguió las autorizaciones necesarias y pudo entonces empezar la explotación industrial del concentrado de alfalfa desde 1975. Estos extractos foliares, llamados PX1, se utilizan en Francia, desde aquella fecha para la alimentación de animales poligástricos (Zanin, 1986). El PRO-XAN ll consiste en separar el material cloroplasmático entre 55°-65°C, filtrándolo y luego coagulando la fracción citoplasmática a 85°C.

David Kennedy (1993) en su manual estimula a investigadores a estudiar al desarrollo del concentrado foliar como el "alimento para el futuro" y realiza un análisis donde determina aproximadamente que en base al peso seco del follaje de una planta aptas para su aprovechamiento: el concentrado de hoja debe de ser 50-65% de proteína, 20-25% lípidos 5-9% de ceniza, de 0.8 a 1.0% de beta-carotenos, con cantidades significativas de calcio, hierro y vitamina E. Asimismo menciona que proporciona tres veces más de proteína por hectárea que las cosechas de granos, y cinco a diez veces más por hectárea que la cría de animales.

Castillo (1990) desarrolló a nivel de laboratorio, la optimización a pequeña escala y luego la estimación a nivel industrial de una planta de concentrado proteico a partir del follaje de Bohemeria nívea con el objetivo de diseñar un proyecto a nivel industrial para la mezcla con harina de maíz.

La ASOCIACION SOYA DE NICARAGUA en barrios pobres de Managua capacita a miembros de familias en la elaboración y consumo de extractos foliares, de alfalfa, que tienen un alto contenido en proteínas consiguiendo reducir la anemia infantil y promoviendo la adopción de prácticas y políticas para la seguridad alimentaria (SOYNICA, 2011).

Urribarri, et al (2004) en una investigación establece las condiciones de precipitación y extracción de proteínas solubles de las hojas del pasto elefante enano para obtener un concentrado proteico foliar. Evalúa las diferentes condiciones de pH y temperatura para el rendimiento de precipitación y su contenido proteico.

El concentrado de proteína foliar de alfalfa es preparado a gran escala industrial y comercial en Europa y en los Estados Unidos, sin embargo, en el trópico seco esta planta no se desarrolla eficientemente por lo que se hace necesario buscar un sustituto para la precipitación de la proteína foliar. La unión de cooperativas de la región Champane en Francia en su fábrica de Aunlay-les- Planches procesa la producción de 3500 hectáreas para solo la elaboración de concentrado foliar para alimentación humana y como insumo para plantas de alimentos. (LOISON, 2009).

El concentrado proteico foliar es una fuente potencial para reemplazar niveles porcentuales de proteínas utilizadas a partir de la torta de la semilla de soya, ingrediente básico en la elaboración de alimentos balanceados para animales.

El concentrado foliar presenta propiedades de gran importancia de adsorción, retención de agua, gelificacion, emulsión, estabilización de la espuma, retención de la grasa y estabilización de soluciones en la industria alimentaria.

En el sector de la biotecnología la industria busca nuevas fuentes nutricionales de una población bacteriana o de hongos para la producción de enzimas, aminoácidos, ácidos orgánicos y biomoléculas (Ferri, 2006)

5 MARCO TEORICO

5.1 CLASIFICACION TAXONOMICA.

Tabla 1. Clasificación taxonómica de Moringa oleífera Lam.

Fuente: http://plants.usda.gov/java/profilesymbol=mool

5.2 ORIGEN Y DISTRIBUCION

La especie es un árbol originario del sur del Himalaya, Nordeste de la India, Bangladesh, Afganistán y Pakistán. En América Central fue introducido en los años 1920 como planta ornamental y para cercas vivas (Reyes, 2004).

Hay doce especies adicionales de Moringa que también son conocidas:

M. arbórea, M. borziana, M. concanensis, M. drouhardii, M.hildebrandtii, M. longituba, M. ovalifolia, M. peregrina, M. pygmaea, M. rivae, M. ruspoliana, M. stenopetala.

Entre los más conocidos podemos mencionar los siguientes:

M. stenopetala originaria de Kenia y Etiopia es la especie de mayor importancia económica después de M. oleífera, presenta tallos robustos, hojas grandes y suaves adaptándose mejor a condiciones de menor precipitación de lluvias; M. drouhardii, originaria de Madagascar, tiene un follaje de olor penetrante similar al aceite de mostaza y M. peregrina es originaria de Arabia Saudita, presenta foliolos pequeños en su etapa adulta.

5.3 DESCRIPCION BOTANICA.

Fam. Moringaceae. Los árboles son de tipo desarmados, la raíz con un olor acre, la corteza con exudado de goma; las hojas deciduas, alternas, 2-3 pinnadas, caducifolias; estipula ninguno o reducido a las glándulas, la flor perfecta, bastante grande, blanco o rojizo; el tubo del cáliz corto, 5 pétalos, similar a los sépalos, los estambres insertados en el borde del disco, los filamentos libres, bastante espesos; los óvulos numerosos, las semillas grandes ovaladas 3-alados áptero, las alas membranosas, el embrión sin endospermo. (Alfaro, 2008).

Moringa oleífera Lam. El árbol alcanza de 7 a 12 m de altura y de 20 a 40 cm de diámetro, con una copa abierta, tipo paraguas, fuste generalmente recto, ramas frágiles, la corteza gruesa, blanquecina y de aspecto corchoso, el tronco generalmente es gruesa e irregular en tamaño y forma.

Las hojas son compuestas alternas imparipinadas con una longitud de 30 a 70 cm de un color verde claro con glándulas en la base de los peciolos y foliolos dispuestas en grupos de folíolos con 5 a 6 pares de estos acomodados sobre el pecíolo principal y un folíolo en la parte terminal. Los folíolos son láminas foliares ovaladas de 1 a 2 cm de área foliar organizadas frontalmente. La relación entre las fracciones hojas y tallos se mantiene entre 45 % a 55 % en función de la fertilización y la edad del rebrote.

Las flores blanco-amarillentas, con agradable fragancia y bisexuales aparecen en cabillos delgados y vellosos en grupos de flores laterales esparcidos o pendientes de 10 a 25 cm de largo. Las flores individuales son de aproximadamente 0.7 a 1 cm de largo y 2 cm de ancho con cinco pétalos blanco-amarillentos de tamaño desigual y con venas delgadas. Los pétalos son algo más grandes que los sépalos. Los polinizadores principales son las abejas, otros insectos y aves. Las flores aparecen principalmente en las épocas de sequía, cuando el árbol suele perder las hojas y presentan buen perfil melífero (Alfaro, 2008).

El fruto es una cápsula color pardo, triangular y pendientes, con surcos longitudinales de 20 a 45 cm de largo y 1.8 cm de diámetro. Si se corta transversalmente se observa una sección triangular con varias semillas dispuestas a lo largo en número de 12 a 25 semillas por fruto. Las frutas alcanzan la madurez aproximadamente 3 meses después de la floración.

Las semillas son redondas, carnosas, cubiertas por una cascara fina de color café claro, semipermeable poseen tres alas blanquecinas, de 2,5 – 3 cm de largo. Al quitar la cascara se encuentra la zona de parénquima donde las paredes celulares tienen numerosos huecos presentando así una apariencia reticulada. Luego aparece una región de fibras que contiene cristales. El endospermo es una capa simple con gotas de aceite y asociado a esta hay 2 ó 3 capas de células aplanadas. Las semillas tienen entre 30 y 42% de aceite y su torta contiene un 60% de proteínas. (Foidl, Mayorga y Vázquez, 1999).

5.4 CONDICIONES AGROECOLOGICAS.

La moringa requiere de suelos arenosos, francos o francos arcillosos con buen drenaje. (Foidl, Mayorga y Vázquez, 1999).

La planta se desarrolla mejor en el trópico cálido y semiárido a una altura de 0-1200 m sobre el nivel del mar (dependiendo de la latitud) y una temperatura en el rango 20-40ºC (Agrodesierto 2006).

Tolera un pH de 5 a 9. La planta responde muy bien a la aplicación de riego y fertilizante mejorando la productividad por área de superficie. Es tolerante a la sequía y crece con lluvias de 250-1500 mm al año. Lo ideal sería al menos 500mm bien distribuidos durante todo el año para mantener plantas establecidas sin necesidad de riego (Agrodesierto, 2006).

5.5 CULTIVO Y PROPAGACION.

Es una planta de rápido crecimiento y fácil de propagar. Puede propagarse tanto por semilla como por material vegetativo (Reyes, 2004).

Propagación por semilla. La siembra se puede lograr por siembra previa en vivero. Las semillas pueden sembrarse directamente en bolsas a nivel de vivero estando listas para su trasplante alrededor de los 25 días a su sitio definitivo en el campo.

La siembra directa se puede realizar depositando la semilla en surcos tapándola posteriormente. Las nuevas plantas comenzaran a florecer y dar frutos un año después de sembradas, variando la producción entre 1.000 y 5.500 semillas por planta/año. La cantidad de semilla a utilizar dependerá de la densidad de plantas de acuerdo a las condiciones agroecológicas y de manejo del cultivo (Alfaro, 2008).

Bajo condiciones ideales de calidad de semilla, preparación de suelo, fertilización, humedad, control de malezas y siembra en surcos y una densidad de siembra de 350 mil plantas por hectárea, cada 45 días se obtiene aproximadamente 29,7 Ton/ha/ de biomasa fresca que corresponde a 5,05 Ton/ha de materia seca lo que representa 859 kg de proteína total/ha con un valor de 25-27% (Foidl et al).

Propagación por estaca. Las estacas deben tener un grosor mínimo de 2.5 cm. y una longitud no menor de 30cm. Debe tenerse cuidado de realizar los cortes justamente por debajo de una yema.

5.6 USOS DE LA PLANTA.

El contenido de proteínas, vitaminas y minerales es sobresaliente. El sabor de las hojas es agradable y se pueden consumir crudas o preparadas en diferentes formas.

Las hojas, los tallos tiernos, las raíces, las vainas verdes y las flores son comestibles, tanto por humanos como por animales y se pueden preparar y consumir en una gran variedad de formas.

Hoja: La composición de las hojas de Moringa se perfila como el mejor alimento, o complemento alimenticio, tanto para personas normales, deportistas, personas con carencias alimenticias o en recuperación, que necesiten un aporte adicional de proteínas, minerales, vitaminas y aminoácidos de la más alta calidad (Agrodesierto, 2006).

Las hojas pueden comerse en ensaladas, las flores cocinadas con huevo resultan un platillo exquisito y la raíz puede utilizarse como sustituto del rábano picante, ya que tiene un sabor muy similar a este, las semillas tostadas pueden comerse como nueces. El polvo de hojas de moringa se usa como suplemento para agregar a los alimentos como también para fortificar harinas y pastas.

La madera, frágil y blanda apenas tiene otro interés que la elaboración de carbón vegetal o pulpa de papel, de excelente calidad en ambos casos. La leña proporciona un combustible aceptable, especialmente para cocinar con un poder calorífico de 4.600 Kcal/kg y una densidad de 0.6. (Agrodesierto, 2006)

Semilla: contiene ciertos coagulantes naturales que aplicados a dosis de 30-200 mg/l de suspensión de polvo de semilla, puede aclarar diferentes tipos de aguas con diversos grados de turbidez, acompañada de la suspensión de las bacterias indicadoras de contaminación fecal, siendo una tecnología de bajo costo y fácil manejo para potabilidad del agua y mejorar las condiciones sanitarias de las comunidades de los países en desarrollo (Alfaro, 2008).

Las semillas contienen una o varias proteínas, con características catiónicas, solubles en agua. La naturaleza hidrófila de los aminoácidos ácido aspártico, ácido glutámico, histidina, arginina y lisina, presentes en las semillas de M. oleífera probablemente permite, mediante los mecanismos de adsorción y puente químico, que éstos puedan interactuar con las partículas coloidales responsables de la turbiedad de las aguas, contribuyendo así a su remoción (Campos, 2003).

La semilla de Moringa contiene un aceite de muy alta calidad, poco viscoso y dulce, con un 73% de ácido oleico, similar al aceite de oliva. Puede tener interesantes aplicaciones en lubricación de mecanismos y fabricación de jabón y cosméticos.

El extracto obtenido de las hojas de las partes terminales de la planta de Moringa contiene una hormona del grupo de las citoquininas (zeatina) la cual incide para acelerar el crecimiento de las plantas jóvenes de diversos cultivos (Fuglie, 2000).