Completo

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE ALAMO
TEMAPACHE

INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
RESIDENCIA PROFESIONAL
NOMBRE DEL PROYECTO:
“OBTENCIÓN DE FRUCTANOS EN LAS DIFERENTES ETAPAS
FENOLÓGICAS DEL CULTIVO DE CEBOLLA (Allium cepa l.) EN
INVERNADERO, PARA SU USO EN ALIMENTOS FUNCIONALES.”
PRESENTA:
VIANEY ARGÜELLES MARTINEZ
N°CONTROL: 081G0065

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TLAJOMULCO JALISCO
(ITTJ)
ASESOR INTERNO:
MC. REYNOL FERNÁNDEZ AGUILAR
ASESOR EXTERNO:
DRA. LUZ ADRIANA VÍZCAINO RODRIGUEZ.

XOYOTITLA, ÁLAMO TEMAPACHE, VER.

ENERO 2013.

El presente trabajo:

“OBTENCIÓN DE FRUCTANOS EN LAS

DIFERENTES

ETAPAS

CULTIVO

CEBOLLA

DE

FENOLÓGICAS
(Allium

cepa

DEL
l.)

EN

INVERNADERO, PARA SU USO EN ALIMENTOS
FUNCIONALES.”

Se llevo a cabo en el laboratorio de Análisis

instrumental y bioquímico, del departamento de posgrado e investigación
(DEPI) en el Instituto Tecnológico de Tlajomulco Jalisco bajo la dirección de
la Dra. L. Adriana Vizcaíno Rodríguez y Dr. Carlos Arias Castro.

SUBSECRETARiA
DE EDUCACION SUPERIOR
DIRECCION GENERAL DE EDUC.ACION
SUPERIOR TECNOLOGICA
1NSTITlJTO 'I;ECNOLOCICO DE TLAjOMULCO.

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JALISCO

Tldjornulco de l.tl1iiga.I:1liSco
Asunto: Carta de conclusion de Residencia

mtWl·NfJ
Profesional

L1C. BLANCA ESTELA SANTIAGO MARCELINO
DEPARTAMENTO
DE SERVICIO SOCIAL Y
RESIDENCIAS
PROFESIONALES
PRESENTE

Por medio de la presente, tengo a bien informarle 'que la estudian e de la Ingenieria
en Industnas
Alimentarias.
VIANEY
ARGUELLES
MARTINEZ.
con e! numero
de controi 081 G0065
conciuy6
satisfactoriamente
la Residencia
Profesi.onal bajo mi supervision
en el Departamento
de Posgrado e
Investigacion (DEPI) del Instituto Tecnologico
de Tlajomulco Jalisco (ITT J) durante el penodo AgostoDlc!embre de 2012, con un total de 640 h

ATENTAMENTE

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Ora Luz Adriana Vizcaino Rodriguez
Profesor de Asignatura
Investigador en el Lab Analisis Instrumental Bioquimico

Ccp Expedienle.

Km. 10 Carr. a San Miguel Cuyutlan
Tels. (33) 3772-4426

Y 3772-4388

/ Tlajof1lulco de Zllfiiga. ]alisco
Fax: (33) 3772-4'fL7 Ext 1U4. ern;]il:

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..

INSTITUTO

TECNOLOGICO

EVALUAC'ON

SUPERIOR DE ALAMO- TEMAPACHE

DEL RESIDENTE POR LA DEPENENDENCIA

OIY EMPRESA

EVA 1 RP

OBJETIVO: Obtener el punto de vista de la persona que se ha desempefiado como asesor
extemo, en el desarrollo del proyecto de Residencias Profesionales.

,

LUGAR Y!FECHA: Tlajomulco de Zufiiga, Jal. Diciembre 18 de 2012.

OMBRE DEL RESIDENTE:
Vianey Arauelles Martinez ..
NUMERO DE CONTROL:
081 G0065
CARRERA:
I GE IERIA E INDUSTRIAS ALIMENT ARIAS
TITULO DEL PROYECTO: OBTENCION DE FRUCTANOS EN ·LAS DIFERENTES
ETAPAS FENOLOGICAS DEL CUL TIVO DE CEBOLLA (Allium cepa I.) EN
INVERNADERO, PARA SU usa EN ALiMENTOS FUNCIONALES"

OMBRE DE LA EMPRESA 0 DEPE DE CIA:
INSTITUTO TEC OLOGICO DE TLAJOMULCO JALISCO (ITTJ)
NOMBRE Y PUESTO DEL JEFE INMEDIATO (ASESOR EXTERNO):
Ora. Luz Adriana Vizcaino Rodri ez. Profesor-investi ador

TEMATICA GENERAL DEL PROYECTO DE RESIDENCIAS PROFESIO
Identificar las actividades enzimaticas asociadas a la acumulacion de fructanos, durante las eta as
fenoloaicas del crecimiento de cebolla en invernadero. Desarrollar el roceso de extraccion de los
mismos su a licacion en alimentos funcionales.

OBSERVACIONES

Y RECOME

DACIONES:

Excelente traba'o de Residencia Profesional.
Con base en 10 anterior se recomienda re rese al ITTl,
Elaborar su tesis de Licenciatura.

SOCiAL'

R02/0112

),......~ ::..{'
..

F-DS.SyR.S-06

ESCALA

DE PONDERACION

PARA

LA EVAlUACION
EMPRESA

DEL RESIDENTE

POR LA

LUGAR Y FECHA: Tlajomulco de Zuniga. Jal. Diciembre 18 de 2012
PUNT AJE MAXIMO
ASPECTOS A EV ALUAR:
1. EXPRESION: ORAL Y ESCRIT A
Deficiente
10
Aceptable
Buena
2. INICIA TlV A
Nula
10
Regular
Adecuada
3. COOPERACION
Colabora por sf mismo satisfactoriamente
5
Colabora sin reservas en cualquier actividad
4. DlSCIPLINA
lnadecuada
10
Regular
Adecuada
5. RESPONSABILIDAD
Irresponsable
5
Responsable
6. CONOCIMIENTOS
DE SU AREA
Nulo
Minimo
20
Regular
Bueno
7. SOCIABILIDAD
Receloso y poco sociable
5
Retrafdo pero amable y cortes
Sociable
8. INTEGRACION
A GRUPOS DE TRABAJO
Nulo
5
Regular
Bueno
9. LlDERAZGO
Nulo
10
Regular
Buena
DE LA
10. CALlDAD EN EL DESEMPENO
RESIDENCIA
Mala
20
Deficiente
Regular
~
Buena

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CALlFICACION

GLOBAL

ASIGNADA:

L MnC1Y1ol YtUCIV)O eod~'Jue-€...
Ora. Luz Adriana Vizcaino Rodriguez.
Nombre y firma Asesor externo

R02/0112

__

CALIFICACION

10

9

4

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20

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2.E.P.
DGEST

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CiREC&JJO del organismo

F-DS.SyR.S-06

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE ALAMO TEMAPACHE
Asunto: Liberaci6n de asesor interno
;

C. MC. ESTHER MORENO CARBAJAL
JEFE DE CARRERA DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS
PRESENTE

ALiMENTARIAS

Par este medio Ie comunico que el informe final de residencia profesional
denominado Obtenci6n de Fructanos en las Diferentes Etapas Fenol6gicas
en el Cultivo de Cebolla (Allium sepa L.) en Invernadero
para su uso en
Alimentos Funcionales,
presentado par el (Ia) C. Vianey Arguelles Martinez,
can numero de control 081G0065 de la carrera de Ingenieria en Industrias
Alimentarias.
En su proceso de Revision ha concluido y Can el objetivo de asentar una
calificaci6n acorde al del asesor exJ~l~'<?,( Ja ~esidencia
~umplio can las
expectativas deseadas:
. ,..,
)
)
.
I

Avances
de
Presentacion
Mensual
Contenido y Forma
Metodologia
Aportacion a la Empresa

Ponderacion
25%
25%
25%
25%

I

Calificacion

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25%

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i

I
I

25%
.25%
i 25%

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Obteniendo una calificaciorr de 100 (Cien) par tal motivo Ie informo que puede
continuar can su proceso.

in otro particular,

se extiende
los

la presente
25

Alamo,

en Xoyotitla,

dias del mes de

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R04/0312

F-JC-18

INSTITUTO TECNOlOGICO SUPERIOR DE ALAMO TEMAPACHE
OFICIO DEP No.003

Asunto: Reproducci6n de CD..
Xoyotitla, Alamo Temp.,23 de Enero de 2013.

VIANEY ARGUELLES MARTiNEZ.
PASANTE DE LA CARRERADE ING. EN
INDUSTRIAS ALIMENTARIAS.
PRE SEN T E.
De acuerdo con el dictamen emitido
analisis del

Informe

por la Comisi6n Revisora designada para el

Final de Residencia Profesional presentado por ustedes cuyo

titulo es:

"OBTENCION DE FRUCTANOS EN LAS DIFERENTES ETAPAS FENOLOGICAS DE
CULTIVO DE CEBOLA (ALLIUM CEPA I.) PARA SU usa EN ALIMENTOS
FUNCIONALES"
Y considerando que reune todos
Profesionales vigente
autorizo

los requisitos marcados en el Manual de Residencias

en el Sistema Nacional de Educaci6n Superior Tecnol6gica;

para que proceda la reproducci6n

electr6nica

en CD, asi como tambien

empastado de dicho trabajo.
Le hago de su conocimiento

para los fines conducentes

alia

liberaci6n

residencia profesional, esperando que el logro del mismo sea congruente

de la
con sus

aspiraciones profesionales.
Aprovecho la ocasi6n para enviarles un cordial saludo

C.C.p.- Archivo
ALVC/dah·

F-DIR-01

R21/1212

Carretera

Potrero

del L1ano-Tuxpan

Km. 6.S

Xoyolilla Mpio. de Alamo Temapache, Veracruz
Tel. y Fax. (765) 844.00.38 I 844.00.39
www.itsaJamo.edu.mx

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GOBIERNO
DEL ESTADO
DE VERACRUZ

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Obtención de fructanos en las diferentes etapas fenológicas del cultivo de cebolla
(Allium cepa l.) en invernadero, para su uso en alimentos funcionales

ÍNDICE DE CONTENIDO
ÍNDICE GENERAL.

ÍNDICE DE FIGURAS.

ÍNDICE DE TABLAS.

página
I

IV

VIII

INTRODUCCION.

I

I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

2

1.1 Antecedentes generales del ITTJ.

2

1.2 Organigrama del ITTJ.

4

1.3 Planteamiento del problema.

5

1.4 Justificación.

5

1.5

Objetivo general

6

1.5.1 Objetivos particulares.

6

1.6

Hipótesis.

7

1.7

Cronograma de actividades.

I


II

MARCO TEORICO

2.1 Los fructanos, definición e importancia para el hombre.

8

8

2.2 Importancia de los fructanos en la industria alimentaria y en la salud.

10

2.3 Métodos para determinar fructanos.

14

2.4 Síntesis de fructanos.

15

2.5 Aspectos generales de Allium cepa l.

17

2.6 Etapas fenológicas de Allium cepa L.

9

III. MATERIALES Y MÉTODOS

21

3.1 Reactivos.

21

3.2 Equipos.

22

3.3 Adecuación de hortalizas en invernadero.

23

3.4 Tratamiento a compuestos sulfurados

25

3.5 Extracción de jugo de cebolla.

26

3.6. Secado por aspersión.

26

3.7 Preparación de solvente para placa.

27

3.8 Preparación de la solución reveladora.

27

3.9 Preparación de buffer de acetato de sodio.

27

3.10 Obtención de curva patrón de HPLC.

28

3.11 Determinación de fructanos por la técnica de TLC.

28

3.12 Cuantificación de fructanos por HPLC.

24

3.13 Cuantificación de fructanos por intercambio iónico.

24

3.14 Determinación de proteínas.

30

3.15 Actividad enzimática.

30

3.16 Determinación de carbohidratos.

31

II


IV

APLICACIÓN Y RESULTADOS

32

4.1 Compuestos sulfurados

32

4.2 Muestreo de hortalizas en invernadero

32

4.3 Curva estándar de calibración para HPLC

35

4.4 Identificación y cuantificación de fructanos por intercambio iónico

38

4.5 Identificación y Cuantificación de proteínas en etapas fenológicas de Allium

40

cepa L.
4.6 Identificación y cuantificación de carbohidratos en etapas fenológicas de Allium

43

cepa L.

V DISCUCIÓN

47

VI CONCLUCIÓN

49

VII RECOMENDACIONES

50

VIII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.

51

III


ÍNDICE DE FIGURAS
Figura
Figura 1

Página
Estructura básica de

10

fructana tipo levana. B
estructura de inulina.
Figura 2

Representación esquemática

17

de una planta de cebolla en
la etapa de expansión de las
hojas, previo al inicio de la
bulbificación.
Figura 3

Representación esquemática

18

de bulbo de cebolla.
Figura 4

Esquema del ciclo normal

20

de desarrollo de la cebolla.
Figura 5

Siembra de Allium cepa L.

23

en inverdadero.
Figura 6

Intercambio

iónico

en

30

Relacion de peso en bulbo

32

Allium cepa L.
Figura 7

de cebolla en las diferentes
camas en inverdadero.
Figura 8

Relacion de longitud de
hojas
cebolla
en las
diferentes
camas
en
inverdadero.
IV

Figura
Figura 9

Pagina
Relación de diámetro

33

de bulbo de cebolla
en

las

diferentes

camas

en

invernadero.
Figura 10

Relación de tallo de

34

bulbo de cebolla en
las diferentes camas
en invernadero.

Figura 11

Relación de altura de

34

bulbo de cebolla en
en invernadero.
Figura 12

Comparación de la

35

variable de peso en
en invernadero
Figura 13

Curva estándar de
fructanos.

La

concentración

36

de

fructanos está dado
en mg/ml.

V

pagina
Figura 14

Curva estandar de
glucosa.

La

concentracion

36

de

glucosa está dado en
mg/ml.
Figura 15

Curva estándar de
sacarosa.

La

concentración

37

de

sacarosa está dado
en mg/ml
Figura 16

Curva estándar de
fructosa.

La

concentración

37

de

fructosa esta dado en
mg/ml.
Figura 17

Análisis de TLC de
resinas

38

en

intercambio

iónico

en Allium cepa L
Figura 18

Cromatogramas
HPLC

de

39

de extracto

de Allium cepa L.
por

intercambio

iónico.

VI

Pagina
Figura 19

Análisis de TLC de las

41

diferentes etapas fenológicas
de Allium cepa L. para
proteínas
Figura 20

Cromatogramas de proteínas

42

en etapas fenológicas de
Allium cepa L
Figura 21

Cuantificacion de fructanos

42

en etapas fenologicas de
Allium cepa L.

Figura 22

Análisis de TLC de las

43

diferentes etapas fenológicas
de Allium cepa L. para la
identificación

de

carbohidratos.
Figura 23

Cromatogramas
carbohidratos

de
en

44

etapas

fenologicas de Allium cepa
L.
Figura 24

Cantidad de fructanos en
etapas fenologicas de allium
cepa.

45

VII


ÍNDICE DE TABLAS.
Tabla

Página

Tabla 1

Objetivos fundamentales de
los alimentos funcionales

11

Tabla 2

Efectos
de
algunos
alimentos
funcionales
naturales de especie de
relevancia.

12

Tabla 3

Propiedades funcionales de
la inulina y sus derivados.

14

Tabla 4

Densidad de siembra en
invernadero de Allium cepa
L.

24

Tabla 5

Muestreos de Allium cepa

25

L. en invernadero
Tabla 6

Tratamientos para reducir
la presencia de compuestos
sulfurados en cebolla.

26

Tabla 7

Parámetros del secado por
aspersión.

27

Tabla 8

Preparación de solvente
para placa de TLC.

27

Tabla 9

Cálculos para calibración

28

de

curva

estándar

para

HPLC
10

Cuantificación de fructanos
en intercambio iónico de
extractos de Allium cepa L.

40

VIII


INTRODUCCIÓN
La cebolla (Allium cepa L.) ha sido tradicionalmente uno de los cultivos del sector hortícola
más relevante a escala nacional. Ello se debe a su amplia distribución geográfica, superficie
y consumo per cápita, así como a la gran cantidad de cultivares existentes para consumo.
Esto sumado a que el país, también produce semillas de cebollas, lo que potencia la
producción de cebolla fresca y de guarda para la exportación. (Aljaro, 2001a).

En México se cultivan unas 40,000 hectáreas de cebolla. Las variedades blancas son para el
mercado interno y las amarillas y rojas se destinan a la exportación. Tampico es la zona
más importante con unas 8,000 hectáreas de producción de cebolla amarilla. (Fernando cuenca
(1999).

El consumo de cebolla supone aporte de nutrimentos importantes en la dieta humana , sin
embargo se emplea fundamentalmente con el fin de condimentar alimentos, respecto a la
composición de la cebolla cabe destacar además que no tiene almidón ni oligosacáridos de
la rafinosa si no que usa diversos fructanos como reserva de carbohidratos.( Hansen, 1999 ;
Jaime et at ., 2000).

El consumo de cebolla y otros Alliums como el ajo y el puerro, está asociado con la
reducción de riesgos de padecer enfermedades cardiovasculares, pulmonares y cáncer
(Ariga et al., 1981, Kendler 1987; Augusti, 1990, Dorsch et al., 1996). Además es conocido
su efecto antibiótico (Zohri et al., 1995).

Los fructanos de plantas se encuentran ampliamente distribuidos en mono y dicotiledóneas.
Abundan en las familias Liliaceae, Amaryllidaceae, Gramineae y Compositae. Varias
plantas ricas en fructanos son comestibles totalmente o algunas de sus partes, por ejemplo,
las raíces de achicoria, los espárragos, el apio, las cebollas, los ajos, las alcachofas, etc.(
T.Girbéz y P.jímenez)

1


CAPITULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 Antecedentes generales del Instituto Tecnológico de Tlajomulco Jalisco (ITTJ.)
El Instituto Tecnológico de Tlajomulco Jalisco (ITTJ) pertenece a la Dirección General de
Educación Superior Tecnológica (DGEST), de la Secretaría de Educación Pública (SEP).
En el se imparte educación a nivel de Licenciatura y Posgrado en áreas relacionadas con el
sector agroindustrial del México. En particular en el Departamento de Estudios de Posgrado
e Investigación (DEPI) del ITTJ, cuenta con Profesores-Investigadores e infraestructura
(Laboratorios, Invernaderos, Planta Piloto, etc.), requeridos para Programa la Maestría y
Doctorado en Agrobiotecnología. El primero reconocido por el Consejo Nacional de
Ciencia y Tecnología (CONACYT) y el segundo por la DGEST, los cuales otorgan becas a
los estudiantes adscritos al Programa. Adicionalmente, el DEPI acepta estudiantes
procedentes de carreras afines, para que realicen Residencias Profesionales y Tesis de
Licenciatura, a fin de que fortalezcan su formación con enfoque en la investigación de
desarrollo tecnológico agroindustrial.
.

2


Misión

Somos una Institución de Educación Superior Tecnológica que ofrece servicios de calidad y
formación integral de profesionistas de nivel licenciatura y posgrado competentes, que
contribuyan al desarrollo del país mediante programas acreditados y procesos certificados
con base en estándares de calidades nacionales e internacionales.

Visión
Constituirnos en 2020 como una Institución de Educación Superior e investigación,
reconocida por su alto nivel de competencia en la intervención con el entorno y por la
excelencia de nuestros egresados, como agentes de cambio hacia el desarrollo sustentable,
respetuosos de nuestra cultura y tradiciones, como amplio liderazgo local, regional y
nacional.

3

1.2 Organigrama del ITTJ

4


1.3 Planteamiento del problema.
En México y en el mundo existe una gran variedad de hortalizas a las que desde tiempos
remotos se les atribuye sabor a la comida y también a propiedades medicinales. La
industria alimentaria actual se ha basado en los conocimientos tradicionales para la síntesis
y elaboración de nuevos alimentos, que siguen descubriéndose nuevas aplicaciones.
Actualmente los consumidores demandan productos de buen sabor y que posean atributos
benéficos a la salud.
En la hortaliza comestible cebolla (Allium cepa L.)Se ha estudiado las propiedades y su
composición, así como también su aporte nutrimental en la dieta humana. Pero aun no se ha
realizado estudios sobre la obtención de fructanos en las diferentes etapas fenológicas, así
como su aplicación.

1.4 Justificación
La cebolla (Allium cepa L.) es una hortaliza de importancia en la medicina tradicional ya
que cuenta con propiedades medicinales y que está asociada con la reducción de riesgos de
padecer enfermedades cardiovasculares, pulmonares y cáncer. Esta hortaliza se caracteriza
por ser la segunda fuente de fructanos en la dieta aportando el 25 %. Los fructanos afectan
la microflora del colon, la fisiología gastrointestinal y el metabolismo de los lípidos. Los
fructanos no son digeridos fácilmente en el estomago, representando una excelente fuente
de fibra. El consumo de fructanos está asociado con la incidencia de enfermedades. Sin
embargo aun no se ha reportado la obtención de fructanos en las diferentes etapas
fenológicas y su uso en aplicación de alimentos funcionales.

5


1.5 Objetivo general:
Desarrollar en forma integral los procesos de extracción de fructanos, e identificación de
las actividades enzimáticas responsables de su acumulación, en las etapas fenológicas del
crecimiento de cebolla en invernadero, y su uso potencial en alimentos funcionales.

1.5.1 Objetivos particulares:

 Establecer las condiciones de extracción de fructanos en cebolla.
 Determinar el contenido y grado de polimerización en las etapas fenológicas del
cultivo.
 Identificar las actividades enzimáticas responsables de su biosíntesis.
 Obtención de fructanos en polvo mediante secado por aspersión.
 Determinar las propiedades fisicoquímicas de los fructanos extraídos para su uso en
alimentos funcionales.

1.5 Hipótesis
La obtención de fructanos en invernadero para su uso en alimentos funcionales dependerá
de la etapa fenológica en la que se encuentre.

6


1.6 Cronograma de actividades

Mes
Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

Actividad
1. Revisión y análisis de la literatura en el tema.
2. Establecer condiciones de extracción de fructanos a partir de plantas
de cebolla.
3. Determinar el contenido y grado de polimerización de fructanos y las
actividades enzimáticas asociadas en las etapas fenológicas del cultivo.
4. Obtención de fructanos en polvo mediante secado por aspersión de
extractos acuosos.
5. Formular un alimento suplementado con fructanos de cebolla en
polvo.
6. Evaluar sensorialmente el alimento desarrollado.
7. Seminarios de avance
8. Informes escritos de avance en el tema

x

x
x

x

7


CAPITULO II.
MARCO TEORICO
2.1 Los fructanos, definición e importancia para el hombre.
Se denomina fructano a cualquier carbohidrato que tenga uno o más uniones fructosa
fructosa: por lo tanto, los fructanos son oligosacáridos de fructosa o polisacáridos de
fructosa de longitud variable lineares o ramificados con dos tipos de estructura, las inulinas
y los levanos. Ambos carbohidratos, inulinas y levanos. (Figura 1), se sintetizan de manera
natural y artificial a partir de unidades de sacarosa con donadores de fructosa mediante las
enzimas sacarosa‐sacarosa fructosil‐transferasa. (T.Girbés y P.jiménez)

Los fructanos son polímeros de fructosa, lineales o ramificados, unidos mediante enlaces
glicosídicos β (2-1) y/o β (2-6) y pueden presentar una molécula de glucosa interna o
terminal. Son considerados carbohidratos de reserva en aproximadamente el 15% de las
plantas superiores. (Mancilla-Margalli., 2006).
Las cadenas de los fructanos pueden ser lineales o ramificadas. Las ramificaciones ocurren
cuando los carbonos anoméricos de dos fructofuranos quedan conectados al O-1 y al O-6
de un mismo residuo de fructosa. El numero y tamaño de las ramificaciones es variable y
depende principalmente del origen de cada fructano. (Waterhouse y chatterton, 1993).
En la clasificación de los fructanos se combinan tres criterios esenciales: el tipo de enlace
predominante entre los residuos de fructosa, el grado de polimeración (GP) de la molécula
y su procedencia. (Yun 1996).
Las enzimas encargadas de llevar a cabo la síntesis y degradación de este tipo de
carbohidratos son las fructosiltransferasas (FTFs) pertenecientes a la familia 32 de las
glicosilhidrolasas. Las enzimas necesarias para iniciar la síntesis de fructanos son la 1-SST
(sacarosa: sacarosa 1-fructosiltransferasa), responsable de comenzar la formación del
8

fructano más sencillo tipo inulina (1-kestosa) y la 1-FFT (fructano: fructano 1fructosiltransferasa), que elonga la cadena de fructanos a partir de la 1-kestosa. Se han
identificado otras enzimas involucradas en la síntesis y degradación de los diferentes tipos
de fructanos en diversos sistemas vegetales como son la 6G-FFT (fructano: fructano 6Gfructosiltransferasa), la 6-SFT (sacarosa: fructano 6-fructosiltransferasa) y la 1-FEH (1fructanexohidrolasa). (Mellado-Mojica 2009).
Las kesto-n-osas son fructanos oligomericos que contienen una sacarosa unida a uno o
varios residuos de fructosa. En la naturaleza las mas abundantes son las kestotriosas (GP
=3), la kestotetraosa (GP = 4) y la kestopentosa (GP=5) que en conjunto reciben el nombre
de fructooligosacáridos y pueden ser de origen microbiano o vegeteal (Yun 1996).
En el reino vegetal, solo el 15 % de la flora angiosperma es capaz de producir fructanos.
Estas especies se enmarcan fundamentalmente en las ordenes asterales (Ej. Achicoria, y
alcachofa), liliales(Ej. Cebolla y tulipanes) y poales (Ej. Trigo y cebada), considerados los
mas avanzados desde el punto de vista evolutivo.(Hendry y Wallace , 1993). Los fructanos
constituyen el principal carbohidrato de almacenamiento de las plantas que los producen,
a diferencias del almidón, los fructanos son altamente solubles en agua y se producen en las
vacuolas tanto de órganos de reserva como de tejidos con fotosíntesis activa. (Wiemkem y
cols., 1995).
Los FOS, son carbohidratos principalmente compuestos por la fructosa y algunos casos
residuos de glucosa (Yun 2003). Los FOS conocidos como fructanos, son compuestos cuya
estructura se encuentra formada por unidades repetitivas de disacáridos tales como la
sucrosa, la inulobiosa y la levanobiosa . La unión de grupos fructosilos a la sucrosa en
diferentes posiciones genera cetosas, las cuales son el fundamento de todos los fructanos
naturales.(Suzuki y chatterton 1996).
La naturaleza de estos enlaces tiene importantes implicaciones bioquímicas que se asocian
a una marcada indigestibilidad de los mismos cuando son consumidos por los seres
humanos. (Perrin et at 2001).
9


Figura 1. Estructura básica de fructana tipo levana. B estructura de inulina (López et at., 2003)

2.2 Importancia de los alimentos funcionales en la industria alimentaria y en la salud
Se entiende por alimento a toda sustancia o mezcla de sustancias naturales o elaboradas
que, ingeridas por el hombre, aportan al organismo la energía y los nutrientes
(carbohidratos, proteínas, lípidos, vitaminas, minerales). Todo alimento consumido debe ser
inocuo, aspecto básico de su calidad. (Ulloa y espinosa 2010)
La definición de la salud ya no está restringida a la ausencia de enfermedades, si no que
incluyen el buen estado físico, mental y sicológico; los alimentos no solo son requeridos
por el cuerpo, sino que también juegan un papel importante en la calidad de vida. (Aswell,
2002).

Un AF es el que contiene al menos un elemento nutriente o no nutriente positivo para una
o varias funciones del organismo. (Tabla 1), mas allá del aspecto nutricional convencional,
encaminado a incrementar el bienestar o disminuir el riesgo de enfermar. Un AF puede
serlo para toda la población o solo para un grupo especifico.
Tabla 1. Objetivos fundamentales de los alimentos funcionales.
10

Tabla 1. Objetivos fundamentales de los alimentos funcionales.

La lista de alimentos funcionales abarca tanto alimentos no modificados (tabla 2) como los
alimentos procesados industrialmente. La trasformación de un alimento en funcional puede
realizarse eliminando algún componente nocivo (alérgeno, grasas saturadas), fortificándolo
con sustancias beneficiosas (cereales con minerales y vitaminas, pan con fibra, leche con
calcio). Mediante la adición de un elemento no presente de forma habitual en el mismo
(aceite con antioxidantes), la sustitución de un compuesto perjudicial por otro deseable
(grasas por inulina, leche desnatada con ácidos grasos omega 3) o a nivel de optimización
de la biodisponibilidad/estabilidad. (Marriott 2000)
Según (Aswell, 2002), los alimentos funcionales están basados en nutrientes específicos y
componentes de alimentos que afectan positivamente específicas funciones en el cuerpo, de

11

hecho existen áreas importantes de la fisiología humana, relevante para los alimentos
funcionales por ejemplo:
 Defensas en contra de estrés oxidativo.


Fisiología gastrointestinal.

 Fisiología cardiovascular.
 Desarrollo temprano del cuerpo y crecimiento.
 Regulación de procesos metabólicos básicos.
 Desarrollo congnotivo mental.
 Desempeño físico.

Tabla 2. Efectos de algunos alimentos funcionales naturales de especie de relevancia.

12


Los FOS son más solubles en agua y poseen un sabor moderadamente dulce, los que los
hace magníficos, para ser empleados como sustitutos de azúcar. En combinación con otros
azúcares, pueden potenciar el sabor afrutado de ciertos productos. Contribuyen a la textura
muestran propiedades humectantes, reducen la actividad de agua, y los efectos que sufren
los productos, al someterse a cambios bruscos de temperatura, ya sean productos que se
escaldan, hierven o congelan (Van et at., 1995)
La inulina y sus derivados ofrecen múltiples usos como ingredientes en la formulación de
productos (tabla 3) La inulina tiene propiedades similares a las del almidón, mientras que la
oligofructosa presenta propiedades más parecidas a la sacarosa, (Rodríguez R, Jiménez A,
Fernández J, Guillén R, Heredia A 2006).

La inulina mejora la aceptabilidad de yogures

elaborados con leche descremada, impartiéndole una mayor cremosidad, también actúa
como agente espesante, retiene el agua y estabiliza geles (Kip P, Meyer D, Jellema R 2005). Los
geles se pueden formar por efecto mecánico o térmico, y el obtenido por el segundo método
presenta mejor textura y firmeza (Kim Y, Faqih M, Wang S. 2001).La capacidad de formar gel
es determinante en su uso como sustituto de grasas en productos lácteos, untables, aderezos,
salsas y otros productos en los que las propiedades funcionales que otorgan las grasas son
indispensables para lograr los efectos sensoriales deseados por los consumidores (Franck, A.
2002).

Es importante destacar que tanto la inulina como sus derivados fueron aceptados como
ingredientes GRAS (generalmente reconocido como seguro) por el FDA desde 1992, lo
cual indica que pueden usarse sin restricciones en formulaciones alimenticias incluso en las
destinadas para infantes (Coussement P. 1999).

13

Tabla 3. Propiedades funcionales de la inulina y sus derivados.

2.3 Métodos para determinar fructanos.
Para obtener confiabilidad en la selección de un método, es necesario que este haya sido
utilizado las veces suficientes, en diferentes laboratorios. No siempre el método más nuevo
es el mejor. (Prior, et al., 2005).
Los técnicas fundamentales que determinan la obtención de fructanos son basados en 1) la
cromatografía en capa fina (TLC, por sus siglas en ingles), 2) la cromatografía de alta
eficiencia (HPLC, por sus siglas en ingles). Que nos dan resultados cualitativos y
cuantificados.
14

El método de TLC es la técnica más utilizada en la química analítica, constituye una
metodología imprescindible en estudios bioquímicos, estructurales etc. No solo utilizando
como técnica de separación e identificación sino como método método preparatorio,
incluso a escalas industriales.
Dependiendo del tipo de la naturaleza de la fase estacionaria y de la fase móvil se pueden
distinguir distintos tipos de cromatografía.
1 cromatografía solido – liquido. La fase estacionaria es un sólido y la móvil un liquido.
2.- cromatografía liquido- líquido. La fase estacionaria es un líquido anclado a un soporte
solido.
La cromatografía de intercambio iónico (cromatografía iónica) es un proceso que permite la
separación de iones y moléculas polares basadas en las propiedades de carga de moléculas.
Para la obtención de proteínas se basa en la técnica de diálisis que separa las proteínas de
las moléculas de bajo peso molecular que procede de un extracto de un tejido o de un
extracto celular.

2.4 Funciones fisiológicas de los fructanos.
Los fructanos son sustancias a los que se les ha asociado una serie de funciones en pro de la
salud, dentro de las cuales destacan su efecto benéfico como prebiótico, en la
disponibilidad de minerales, el fortalecimiento de los mecanismos de defensa, el
mejoramiento del metabolismo de líquidos, así como prevención de ciertas enfermedades.
Efecto prebiótico. Se entiende por prebiótico a los componentes alimentarios no dirigibles
que benefician a la salud del huésped por estimulación selectiva de crecimiento y/o
actividad de una o un número limitado de baterías del colon. Dentro de las bacterias que
son promovidas por la presencia de fructanos en el colon se encuentran las identificadas
como bifidobacterias, las cuales realizan la fermentación de tales minerales.
Durante el proceso de fermentación de ciertos fructanos del tipo oligofructosa o inulina se
forman ácidos grasos de cadena corta y ácido láctico. Los ácidos grasos de cadena corta
estimulan el crecimiento de las células de la mucosa colorrectal, retarda la atrofia de la
mucosa y disminuye el riesgo de trasformación maligna del colon.

15

Disponibilidad de minerales. Algunos constituyentes de los alimentos se consideran
promotores potenciales de la absorción mineral, dentro de los que destacan lo
oligosacáridos no digeribles, especialmente los fructanos tipo inulina.
Dentro de los minerales que se absorben de mejor manera en presencia de fructanos
destacan el calcio y el magnesio. Ello a su vez tiene una consecuencia benéfica en la salud
de los huesos, especialmente en lo relativo a su mineralización, densidad y absorción.

Mecanismos de defensa. Los fructanos afectan benéficamente una serie de funciones
gastrointestinales, gracias a la modulación de su estructura, de la composición y de varias
actividades de la mucosa y de la microflora. Se sabe también que afectan el epitelio
intestinal mejorando la morfología de su mucosa, la composición de las mucinas, así como
la resistencia a la colonización y las funciones químicas y enzimáticas del tracto
gastrointestinal, reduciendo el riesgo de enfermedades relacionadas a la disfunción de la
defensa gastrointestinal.

Metabolismo de lípidos. Diversos estudios han demostrado que los fructanos tipo inulina
afectan el metabolismo de lípidos, particularmente a través de la disminución de la
trigliceridemia y colesterinemia.
Prevención de enfermedades. Las principales enfermedades que se previenen por los
fructanos tipo inulinas son: a) mitigación de estreñimiento, b) supresión de diarreas,
especialmente las asociadas a infecciones intestinales, c) reducción del riesgo de
osteoporosis, d) reducción de riesgo a la arterosclerosis cardiovascular asociada a
dislipidemias, especialmente a hipertrigliceridemia y a la resistencia de insulina., e)
reducción de riesgo a la obesidad y a la posibilidad de contraer diabetes tipo 2, ambas
enfermedades asociadas a la resistencia de insulina, f) síndrome del intestino irritable, g)
cáncer de colon inducido químicamente.( Ulloa. A., Espinosa 2010)

16

2.5 Aspectos generales de Allium cepa L.
Nombre común: cebolla
Nombre científico: Allium cepa L.
Anatomía.
El tallo de la planta de cebolla es un disco basal que se encuentra por debajo de la
superficie del suelo. En la parte superior y central de este disco se encuentra el meristemo
apical, donde se inician las hojas, en forma opuesta y alternada, de tal manera que las hojas
emergen en dos filas a 180º una de otra. Las hojas tienen dos partes bien diferenciadas: la
vaina y la lámina. Las vainas de las hojas rodean completamente el punto de crecimiento
formando un tubo que se proyecta desde el tallo y encierra en su interior a las hojas más
jóvenes. Toda esta estructura se denomina ‘falso tallo’. En la unión de la vaina y lámina
dela hoja hay una abertura por la cual sale la lámina de la siguiente hoja. La lámina es un
tubo hueco cerrado en la punta, ligeramente achatado en su cara superior (Figura 2).

Figura 2. Representación esquemática de una planta de cebolla en la etapa de expansión de las
hojas, previo al inicio de la bulbificación (adaptado de Jones y Mann, 1963).

17

El bulbo es un órgano de reserva formado por las vainas de las hojas más jóvenes que se
hinchan al aumentar el tamaño de sus células por la acumulación de carbohidratos de
reserva (principalmente fructanos). Cuando comienza la acumulación de reservas en las
vainas de las hojas jóvenes, las láminas dejan de crecer y las últimas hojas nunca llegan a
formar su lámina. Cuando el bulbo comienza a madurar, las vainas de las 3 o 4 hojas viejas
se deshidratan y forman una cubierta protectora que se cierra en la parte superior del bulbo
e impide su deshidratación (Figura 3)
Bajo las condiciones ambientales adecuadas el meristemo apical (y también otras yemas
axilares) se diferencia en una yema floral dando origen a una inflorescencia. La
inflorescencia es una umbela formada por hasta 600 flores y está ubicada en el extremo de
un escapo verde y hueco que puede llegar a más de 1 m de largo. De un mismo bulbo
pueden formarse varias inflorescencias (De Mason, 1990).

Figura 3. Representación esquemática de bulbo de cebolla.

Descripción botánica.
La cebolla (Allium cepa L.), pertenece a la clase de las Monocotiledóneas, familia
Alliaceae, genero Allium (HANELT, 1990). Es una planta bianual, que, en condiciones
normales, se cultiva como anual para recolectar sus bulbos y, cuando se persigue la
obtención de semillas, como bianual (MAROTO, 1994).
La cebolla es originaria de Asia Central, sin embargo, su domesticación se realizó en varios
lugares del mundo independientemente. Actualmente se produce con éxito en climas
templados y secos, e incluso, en zonas con características subtropicales, no teniendo éxito
18

su producción en condiciones con exceso de humedad y altas temperaturas (Depresto et al.,
1992, citado por Castillo, 1999).

La cebolla se adapta a diferentes tipos de temperatura; desarrolla bien en climas cálidos,
templados y fríos, comprendidos entre los 50 y 300 metros de altura; produciéndose mejor
en altitudes arriba de los 900 msnm., con ambiente seco y luminoso; temperatura ambiental
entre los 18 y los 25 grados centígrados. Abajo de los 18 grados centígrados los bulbos no
desarrollan bien obteniéndose únicamente crecimiento de los tallos, Es fotoperiódica,
siendo las de días cortos que desarrollan el bulbo con 10 a 12 horas luz.

2.6 Etapas fenológicas de Allium cepa L.
La primera fase de crecimiento herbáceo se inicia con la germinación, formándose una
planta provista de un tallo muy cortó o disco, en el que se insertan las raíces y en el que
existe un meristema que origina progresivamente hojas. En esta fase, la planta desarrolla
ampliamente su sistema radicular y foliar (Maroto, 1994).

La segunda fase corresponde a la formación de bulbos, ésta se inicia una vez que cesa la
formación de follaje, y la planta inicia la movilización y acumulación de reservas en la base
de las hojas, esto es ocasionado por el estímulo de días largos (Komochi, 1990).
Paralelamente, se produce una síntesis muy intensa de glucosa y fructosa que van siendo
acumulados en el bulbo (Maroto, 1994).

La tercera fase o de reposo vegetativo es en la que el bulbo maduro está en latencia y la
planta no se desarrolla. (Maroto, 1994).

La cuarta fase se produce en el segundo año del cultivo, comienza con la floración y
termina con la producción de semillas. Se produce una vez lograda la inducción floral por
efecto de bajas temperaturas. Durante el desarrollo floral, el ápice comienza a elongarse y a

19

dar forma al escapo floral. El escapo es hueco, cilíndrico y más grueso en su parte media.
En el extremo, se genera una umbela con pétalos blanco azulados (Castillo, 1999).

La cebolla tiene un ciclo de vida bi-anual. En la primera estación de crecimiento se forma
el bulbo (fase vegetativa) y en la segunda se forman las inflorescencias y se produce
semilla botánica (fase reproductiva), la cual es el modo de reproducción de esta especie
(Figura 4). En nuestro país, el ciclo se inicia en otoño y termina en primavera o inicios del
verano. En regiones de latitudes más altas, con inviernos muy fríos y veranos frescos, el
ciclo se inicia con la primavera y termina a mediados o fines del verano.

Figura 4. Esquema del ciclo normal de desarrollo de la cebolla. (Dogliotti 2011)

20


CAPITULO III
MATERIALES Y MÉTODOS.
3.1 Reactivos
 Acetato de sodio anhydrous ( Fluka Analytical)
 Acido clorhídrico ( J.T Baker)
 Acido fosfórico
 Agua destilada ( laboratorio)
 Agua ultra pura ( Tedia)
 Alcohol grado reactivo ( J.T Baker)
 Anilina
 Butanol ( Sigma – Aldrich)
 Difenilamina
 Fructosa ( Laboratorio)
 Hidróxido de sodio ( Sigma – Aldrich )
 Inulina de chicoria
 Kestosa
 Nistosa
 Propanol ( Sigma – Aldrich)
 Sacarosa
 Vinagre ( comercial)
21

3.2 Equipos
 Balanza analítica ( OHAUS GA 200)
 Cámara para electroforesis
 Campana de extracción ( NOVATECH m- CE-120)
 Centrifuga refrigerada ( Sorvall )
 Extractor (moulinex)


Hojas de TLC silica gel ( 60F2 s4)

 Horno de vacio ( M-lab-line m.3618 )
 HPLC
 Membrana para diálisis.
 Parrila de calentamiento con agitación ( M- VELPS SCIENTIFICA )
 Parrilla de calentamiento ( IKA C – MAG HS7)
 Potenciómetro ( HANNA Istruments)
 Refractómetro ( KRUSS OPTRONIC DR201- 95)
 Refrigerador ( M- Revco m-ult2586-5-D35)
 Spray dryer (M. Buchy)
 Termómetro
 Vortex ( DAIGGER Genie 2)

22

3.3 Adecuación de hortalizas en invernadero.
Con el fin de obtener el material biológico de Allium cepa L. Las semillas se sembraron en
charolas el 10 de abril empleando como sustrato tierra preparada para la germinación la
cual ocurrió el 14 de abril, en invernadero con temperatura 19 a 35 ºC y humedad relativa
de 19-80 % y 57,000 lux.
Variedad: Cebolla globo.
Factores:
Tipo de suelo: tierra negra y tierra café.
Densidad de siembra: 28 y 40 ppm2.
Variables de respuesta:
Bulbo: Grosor, altura y peso.
Tallo: Peso y longitud
La siembra se realizo en el invernadero (Figura 5)
3
C

1
1
N

1
2
C

6
N

7
C

1
3
C

Figura 5. Siembra de Allium cepa L. en inverdadero.

23

La densidad de siembra varió entre las camas (tabla 4) Ya que cada una se dividió en
secciones por metro cuadrado.
Tabla 4. Densidad de siembra en invernadero de Allium cepa L.

Cama

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

3C

28

40

24

40

40

6N

34

39

37

39

36

38

38

40

37

7C

41

11N

40

40

40

12C

30

13N

20

20

20

20

39

20

16

20

20

24

20

11

12

16

20

24


Los muestreos y análisis (Tabla 5)
Tabla 5. Muestreos de Allium cepa L. en invernadero.(*) Análisis que se le hicieron a cada etapa
fenológica.

Etapa

Fecha

Bulbo

HOJA

carbohidratos

proteínas

*

*

fenológica
altura
Trasplanté

peso

diámetro

tallo

longitud

12, 28 y
30-mayo

Desarrollo y

12-jun

crecimiento de
hoja.
Inicio de

17-jun

bulbificación.
Desarrollo y

*

*

26-jul

crecimiento de

*

*

*

*

*

*

*

SOLO SE

bulbo

ANALIZÓ
LA CAMA
13 N

Madurez

1-ago

*

*

Dormancia

17-ago

*

*

Brotación.

28-ago

*

*

*

*

*

*

*

25

3.4 Tratamiento a compuestos sulfurados.
Para reducir la presencia de compuestos sulfurados en extractos de cebolla, se realizo un
diseño factorial con dos factores: vinagre y limón y 3 niveles: dilución 1:10, 1:20 y 1:30.
Sin repetición. Variables de respuesta: evaluación sensorial: intensidad de irritación al
analista.
Los tratamientos a los que fueron sometidos los bulbos de cebolla ( tabla 6) divididos en 4
con volumen suficiente para cubrirla, se dejo en reposo durante 2 h a 4°C.
Tabla 6. Tratamientos para reducir la presencia de compuestos sulfurados en cebolla.
Factor
Limón

Tratamientos
A

B

C

Vinagre D

E

F

3.5 Extracción de jugo de cebolla.
La cebolla se acondicionó con vinagre al 30% durante 2 h, posteriormente se extrajo
empleando 250 g de material vegetal y 1000 ml de agua destilada con pH 4.3. Emplear
blender y posteriormente extraer a 85 º C durante 45 minutos. Posteriormente centrifugar a
5000 rpm durante 16 minutos y temperatura de 10-20 ºC. Adicionar alcohol al 30% para
precipitación de proteínas dejar en reposo toda la noche a 4 ºC. Posteriormente, centrifugar
y evaporar el alcohol en BM a 85 ºC durante 45 minutos.

3.6. Secado por aspersión.
El extracto se proceso en un secador por aspersión (Spray Dryer. M-Buchy), midiéndole
parámetros como los grados brix y pH. Se acondiciono con los parámetros (tabla 7).

26

Tabla 7. Parámetros del secado por aspersión.

Temperatura de entrada
Temperatura real de entrada
Temperatura de salida
% de remoción de aire

200
200
113
80, 70,
60
12,
0.05%

Alimentación litros/minuto

3.7 Preparación de solvente para placa.
Se realizo una solución de solventes (tabla 8) para poder correr la placa de silica gel, en la
cámara para electroforesis.
Tabla 8. Preparación de solvente para placa de TLC.
Solvente

Mililitros

Propanol

24

Butanol

6

Agua

8

Total de mililitros.

38

3.8 Preparación de la solución reveladora.
Para la identificación de fructanos se realizo una solución de revelado pesando 1.16 gr de
definilamina al 4% adicionando 25 ml de agua ultra pura, posteriormente se midió 1ml de
anilina al 4 % y se agrego 25 ml de acetona. La mezcla de definilamina y anilina fue

27

homogeneizada con 5 ml de acido fosfórico al 85%. Posteriormente la mezcla mantuvo en
agitación por un tiempo de 10 min.
3.9 Preparación de buffer de acetato de sodio.
Para la preparación del buffer de acetato de sodio al 1N se utilizaron 82 g de acetato de
sodio ( CH3COONa), adicionando1000ml de agua destilada, disolver y aforar. Para ajustar
a un pH de 5.5 se tomaron 10 ml de buffer de acetato de sodio al 1N y se adiciono 90 ml de
agua destilada para obtener un buffer al 0.1 N.

3.10 Obtención de curva estándar de HPLC.
Para obtener una curva de calibración para el HPLC y poder cuantificar los fructanos , se
realizaron cálculos basados en mg/ml para cada concentración de inulina de chicoria,
sacarosa, glucosa y fructosa. (Tabla 9)
Tabla 9. Cálculos para calibración de curva estándar para HPLC.
Carbohidratos 3 mg/ml
y agua

6 mg/ml

9 mg/ml

12mg/ml

15 mg/ml

Inulina
chicoria

de 0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

Sacarosa

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

Glucosa

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

Fructosa

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

Agua

4.8

3-6

2.4

1.2

-

Mililitros
totales.

6ml

6ml

6ml

6ml

6ml

28

Los datos obtenidos por el HPLC fueron procesados a través de Microsoft Exel 2007. Con
lo cual se obtuvo la curva de calibración para el HPLC.
3.11 Determinación de fructanos por la técnica de TLC
Para esta determinación se utilizaron placas de silica gel, se procede a medir, dependiendo
el numero de muestras a realizar, una vez medida, se corta con un bisturí. Se mide 1cm en
la parte inferior de la placa y se pone un margen de referencia a donde llegara nuestro
solvente. Se deja 1cm por cada extremo de la placa y por cada muestra medir 0.8 cm y
marcar. En la parte superior se marcaran los primeros 3, 5, 7 cm para tener referencia la
corrida de la placa en el solvente.
Una vez ya cortada y medida la placa de TLC. Se adicionara el solvente (propanol, butanol,
agua) aproximadamente a 0.5 cm de la cámara y se dejara saturar por 15 min. Cerrando
completamente la cámara. Después de este tiempo se introducirá la placa de TLC y se
dejara correr en el primer cm marcado, una vez corrida se sacara para poder secarse a
temperatura ambiente, así mismo se hará por cada corrida marcada con cada cm. Una vez
terminado se dejara correr completamente y se dejara secar, para posterirmente rosear la
placa con la solución de revelado y una vez seca se introducirá al horno a una temperatura
de 90°C por tiempos de 5, 10, 15 y 20 dependiendo si se observan ya la presencia de
fructanos en la placa de TLC. Esto se realizo también para observar fructanos en las etapas
fenológicas e intercambio ionico.se realizo ensayo por duplicado.
3.12 Cuantificación de fructanos por la técnica de HPLC
La técnica de HPLC se emplea para determinar las cantidades relativas de los diferentes
compuestos que se encuentren presentes (glucosa, fructosa, sacarosa), pero no es muy
preciso para compuestos de grado de polimerización mayores a 5 (GP > 5).
La cuantificación de fructanos de la muestra de cebolla, fue tomar 1ml de extracto de
cebolla centrifugado y adicionando 10 ml de agua destilada. La mezcla se homogenizo en
un vortex. Ajustar a un PH de 7. Posteriormente de filtro y se colocaron en viales, para
poder ser leídos en el HPLC, corriendo primero un estándar de (3, 6, 9, 12 15 mg/ml).
29

3.13 Cuantificación de fructanos por intercambio iónico
Se extrajo el jugo de cebolla como lo marca el punto 3.5. Posteriormente el extracto se
proceso con cada resina (figura 6) diviendola en 4 muestras. Se midieron parámetros como
los grados brix, pH, y conductividad eléctrica. Se tomo tomó 1ml de cada muestra(A, B,
C,D) y se homogenizo en 10 ml de agua destilada en un vortex, se ajusto a pH 7 y se
filtraron para poder ser leídos en el HPLC. De la mismas muestras (A, B, C, D) se tomaron
5ml de cada muestra y se llevaron a -80 °C por un tiempo de 24 horas. Posteriormente se
liofilizo cada muestra. Para el análisis en por 1mg de polvo liofilizado se adionaron 100µl
se homogenizaron en un vortex. Y se tomo 1µl para TLC.

Figura 6. Intercambio iónico en Allium cepa L.

30

3.14 Determinación de proteínas
Se limpiaron y separaron los bulbos de las hojas para procesar por separado. Se pesó el
material vegetal se trituro con el mortero y se realizó extracción con buffer de acetato de
sodio 0.1N con pH 5.5 durante 2h a temperatura de 5 ºC (nota: por cada 20g de material
vegetal se adicionaron 100ml de buffer). Posteriormente se centrifugó a 5000rpm durante
16 minutos y rango de temperatura de 16 a 20 ºC. Se realizó diálisis con 3 cambios de agua
durante 2 h. y se proceso por TLC y HPLC.
3.15 Actividad enzimática
Posteriormente a cada tubo se le adicionaron 5ml de sacarosa 200mM + 1 ml de buffer de
pH 5.5 al 0.1 N + 1 ml de extracto. Se incubó a 30 º C durante 24 h. se realizo por
duplicado para cada muestra.
3.16 Determinación de carbohidratos
Se pesó la muestra y se trató con vinagre al 30%, posteriormente se trituró y agregó agua
en proporción 1:4. Se extrajo a BM a 80ºC durante 40 minutos. Se centrifugó y el
sobrenadante se procesó por TLC y HPLC.

31


CAPITULO IV
APLICACIÓN Y RESULTADOS
4.1 Compuestos sulfurados
En el diseño factorial ver (tabla 5) el mejor resultado fue vinagre dil. 1:30.
4.2 Muestreo de hortalizas en invernadero
En las figuras 7, 8, 9, 10 y 11 se muestran los resultados obtenidos de las variables de
respuesta en Allium cepa L. en invernadero.
A)

Figura 7. Relacion de peso en bulbo de cebolla en las diferentes camas en
inverdadero.

32

B)

Figura 8. Relacion de longitud de hojas

cebolla

en las diferentes camas en

inverdadero.
C)

Figura 9. Relación de diámetro de bulbo de cebolla en las diferentes camas en
invernadero.

33

D)

Figura 10. Relación de tallo de bulbo de cebolla en las diferentes camas en
invernadero.
E)

Figura 11. Relación de altura de bulbo de cebolla en las diferentes camas en invernadero.

34

Al observar los resultados obtenidos se realizo una comparación de medias (Figura 11) para
la variable de peso y se obtuvo en el tratamiento 13N (tierra negra, densidad de siembra de
20 plantas por m², existe diferencia estadísticamente significativa con un nivel de confianza
del 95 %.

Figura 12. Comparación de la variable de peso en las diferentes camas en
invernadero.

4.3 Curva estándar de calibración para HPLC
En la figura 13, 14,15 y 16. Se muestra los resultados obtenidos realizados a diferente
concentración de cada estándar (fructanos, sacarosa, glucosa, glucosa) que va de un rango
de concentración de 3 a 15 mg/ml.
Donde “x” es la concentración en mg/ml, y “y” es el área de cada carbohidrato.
El coeficiente de correlación (R²), nos indica que la variable independiente (X) y la
dependiente (Y).

35

A)

Figura 13. Curva estándar de fructanos. La concentración de fructanos está dado en mg/ml.

B)

Figura 14. Curva estandar de glucosa. La concentracion de glucosa está dado en mg/ml.

36

C)

Figura 15. Curva estándar de sacarosa. La concentración de sacarosa está dado en mg/ml.
D)

Figura 16. Curva estándar de fructosa. La concentración de fructosa esta dado en mg/ml.
37

4.4 Identificación y cuantificación de fructanos por intercambio iónico
En la figura 17 se muestra la identificación de fructanos por la técnica de cromatografía en
capa fina (TLC) en intercambio iónico de Allium cepa L. observándose actividad de
inulinas [ β( 2, 1)] en todas las muestras, como también la presencia de los demás
carbohidratos excepto de la fructosa.

.

G

F

S
K
N
Fructanos
E1

A

B

E2

C

D

Figura 17. Análisis de TLC de resinas en intercambio iónico en Allium cepa L. el carril 1 y 4
corresponde a una mezcla de estándares que contiene fructosa (F), kestosa (K), nistosa (N), glucosa
(G) y sacarosa (S) .Los carriles 2, 3,5 y 6 corresponden a los extractos pasados por las resinas.(A)
extracto sin pasar por resina, (B) resina de anionico fuerte, (C) resina cationica y (D) resina débil.

Cuantificación de fructanos.
En la figura 18. Se muestran los cromatogramas del intercambio iónico de los extractos de
Allium cepa L.

38


Figura 18. Cromatogramas de HPLC de extracto de Allium cepa L. por intercambio iónico.

39

La cuantificación de fructanos de los extractos (A, B, C, D) pasados por intercambio iónico.
(Tabla 10.)
Tabla 10. Cuantificación de fructanos en intercambio iónico de extractos de Allium cepa L.
TRATAMIENTO FRUCTANO SACAROSA GLUCOSA FRUCTOSA
Mg/ml

Mg/ml

Mg/ml

Mg/ml

A

4.13

1.84

1.57

-0.46

B

2.27

0.73

2.46

2.88

C

2.58

2.23

2.07

2.04

D

-0.04

-0.19

1.11

1.12

4.5 Identificación y Cuantificación de proteínas en etapas fenológicas de Allium cepa
L.
La identificación de proteínas en las diferentes etapas fenológicas de Allium cepa L. en
invernadero se muestra en la placa de TLC (figura 19). En las primeras etapas de desarrollo
y crecimiento de hoja, inicio de bulbificacion y desarrollo y crecimiento de bulbo,
encontramos la presencia de fructanos a diferencia de las etapas de madurez, dormancia y
Brotación con poca presencia de fructanos. En todas las etapas están presentes la glucosa y
la fructosa.

40


G
F

K
N

FRUCTANOS

A1

A2

B1

B2

C1

C2

M E D1

D2

E1

E2

F1

F2

Figura 19. Análisis de TLC de las diferentes etapas fenológicas de Allium cepa L. para proteínas.
El carril 1 y 2 (A1, A2) representa la etapa de desarrollo y crecimiento de bulbo. El carril 3 y 4 (B1,
B2) representa la etapa de inicio y bulbificacion. El carril 5 y 6(C1, C2) representa la etapa de
desarrollo y crecimiento del bulbo. El carril 7 representa una mezcla de estándares que contiene:
glucosa (G), fructosa (F), kestosa (K) y nistosa (N). El carril 8 y 9 (D1, D2) representa la etapa de
madures. El carril 10 y 11 (E1, E2) representa la etapa de dormancia. El carril 12 y 13 (F1, F2)
representa la etapa de Brotación.

41

Cuantificación de fructanos en las etapas fenológicas de Allium cepa L.
La cuantificación de fructanos en las etapas fenológicas de Allium cepa L.se representa por los
cromatogramas del HPLC (figura 20.)

Figura 20. Cromatogramas de proteínas en etapas fenológicas de Allium cepa L.
El porcentaje de fructanos se muestran en la figura 21.

42


Figura 21. Cuantificacion de fructanos en etapas fenologicas de Allium cepa L.

4.6 Identificación y cuantificación de carbohidratos en etapas fenológicas de Allium
cepa L.
La identificación de carbohidratos en las diferentes etapas fenológicas de Allium cepa L. en
invernadero se muestra en la placa de TLC (figura 22). En las primeras etapas de desarrollo
y crecimiento de hoja, inicio de bulbificacion y desarrollo y crecimiento de bulbo, no
encontramos la presencia de fructanos a diferencia de las etapas de madurez, dormancia y
Brotación la presencia de fructanos. En todas las etapas están presentes la glucosa y la
fructosa.

43


G
S

F
1

F

PD4

K

PD5

N

PD6

PD15

E1 A1 A2 B1

B2 C1 C2

E2 D1 D2

E1

E2 F1

F2 E2

Figura 21. Análisis de TLC de las diferentes etapas fenológicas de Allium cepa L. para la
identificación de carbohidratos. El carril 2 y 3 (A1, A2) representa la etapa de desarrollo y
crecimiento de hoja. El carril 4 y 5 (B1, B2) representa la etapa de inicio y bulbificacion. El carril 5
y 6(C1, C2) representa la etapa de desarrollo y crecimiento del bulbo. El carril 1,8 y15 representa
una mezcla de estándares que contiene: glucosa (G), fructosa (F), kestosa (K) y nistosa (N). El carril
9 y 10 (D1, D2) representa la etapa de madures. El carril 11 y 12 (E1, E2) representa la etapa de
dormancia. El carril 13 y 14 (F1, F2) representa la etapa de Brotación. 1,1-kestose; DP4, DP5, and
DP15.

44

Cuantificación de fructanos
La cuantificación de fructanos en las etapas fenológicas de Allium cepa L.se representa por
los cromatogramas del HPLC (figura 23) podemos observar que la cuantificación de
fructanos se presenta en las etapas de desarrollo y crecimiento de hoja, inicio y bulbificacio,
dormancia y brotacion.(figura 24).

Figura 23. Cromatogramas de carbohidratos en etapas fenologicas de Allium cepa L.

45


La cantidad de fructanos se precenta en la figura 24.

Figura 24. Cantidad de fructanos en etapas fenologicas de allium cepa.

46


CAPITULO V
DISCUCIÓN

La mayoría de las plantas almacenan almidón o sacarosa como carbohidratos de reserva ,
pero aproximadamente el 15 % de todos los fructanos de especies de plantas con flores son
polímeros lineales y ramificados de fructosa entre las plantas importantes se encuentran por
ejemplo cereales( cebada, trigo y avena) hortalizas ( por ejemplo , la chicoria, cebolla y
lechuga). (Hendry y Wallace, 1993)
Los fructanos aislado a partir de estas plantas tienen una variedad de aplicacion. El tracto
digestivo humano no contiene enzimas capaces para degradar los fructanos, por lo tanto,
hay un fuerte interés desde la industria alimentaria para usarlos como ingredientes de
alimentos bajos en calorías. (Hendry y Wallace, 1993;. Pilon-Smits et al, 1995).
Estudios realizados en la extracción de de inulinas para su aplicación en alimentos
funcionales, la extracción de fructanos se realiza en dos pasos. El primero se usa agua
hirviendo, con agitación continua a pH 6,6 – 8,0 y se completa la extracción en un segundo
paso , la solucion se mantiene en agitación a 80 °C por un tiempo de 10 min. Se deja
reposar hasta alcanzar la temperatura ambiente. Se toma una alícuota (aprox 50 g) para ser
sometida a la primera determinación cromatografíca de azúcares (glucosa, fructosa y
sacarosa) a partir de la cual, y mediante cálculos analíticos, se obtendrá la cantidad de
fructosa libre (Ff) y de sacarosa (S).(Lorena madrigal 2007) Con esto puedo inferir que
posiblemente no fue posible recuperar el volumen deseado (g/ base seca) de Allium cepa
L. al momento de la aspersión.

En este mismo estudio se demostró que la cantidad de (g/100g base seca) de inulinas da
como resultado a la cebolla (Allium cepa L.) en cuarto lugar con el 48 g de base seca.
Siendo el primer lugar la pataca (Helianthus tuberosus) después de la achicoria (Cichorium
intybus).
47


Por otra parte estudios realizados a Allium cepa L. en análisis bioquímicos en acumulación
en carbohidratos atraves de cromatografía en capa fina ( TLC) revelaron la acumulación de
fructanos incluyendo 1- kestosa y oligosacáridos con un grado de polimeracion (PD) >4
del invierno a la primavera. De acuerdo a nuestros análisis en las etapas fenológicas (figura
23) de Allium cepa L. la mayor cantidad de (DP) de fructanos se presentó una mayor
cantidad de fructanos en el mes de agosto que corresponden ( etapa de madures, dormancia y
la etapa de Brotación.)

48


CAPÍTULO VI
CONCLUCIÓN
 Realizada la extracción de fructanos en sus diferentes etapas fenológicas se mostro
que en las últimas etapas poseen un mayor porcentaje de fructanos.
 El rango de temperatura y el tiempo influyen en la actividad enzimática, para la
obtención de fructanos en cebolla ( Allium cepa L.)
 Para la obtención de fructanos incluye en general de tres etapas: extracción y
preparación de las muestras, medición de sus parámetros y expresión de los
resultados.
 La inulina es un compuesto que se encuentra de manera natural en muchas especies
vegetales y que actualmente se procede a escala industrial por extracción a partir de
bulbos de Allium cepa L.

49


CAPÍTULO VII
RECOMENDACIONES
 los resultados obtenidos de los compuestos sulfurados podrían ser mejores si se
probara dejar más tiempo en reposo a la cebolla y probando con diferentes
temperaturas.
 Para obtener mejor resultados en el secado por aspersión podrían utilizarse el
método de sólidos totales para saber realmente que cantidad en g/ml son de nuestra
muestra.
 Tomar en cuenta la posibilidad que afecte la temperatura de almacenamiento de los
bulbos de cebolla para la obtención de fructanos.
 Para la determinación de fructanos se podría utilizar el método de AOAC 997.08

50


CAPÍTULO VII
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1.

Aljaro, A. 2001a. Estado tecnológico presente de la cebolla en Chile. In:
Aljaro, A. ed. Segundo curso taller de cebollas. Santiago, agosto de 2001.
pp13- 22.

2.

Ariga, T., S. Oshiba y T. Tamada. 1981. Platelet aggregation inhibitor in
garlic. Lancet 2:150.

3.

Augusti, K.T. 1990. Therapeutic and medicinal values of onions and garlic.
In: H. D. Rabinowitch y J. L. Brewster (eds.). Vol. III. Onions and Allied
Crops. CRC Press, Boca Raton, Florida. p. 94-108.

4.

Brewster, J.L. (eds). Onions and Allied Crops, Vol. 1. CRC Press, Boca
Raton, Florida, pp.27–51.

5.

CASTILLO, H. 1999. Aspectos ecofisiológicos del cultivo de cebolla. In:
Tapia, M. eds. El Cultivo de la Cebolla. Santiago, Universidad de Chile pp.
19-24.

6.

Coussement P. Inulin and Oligofructosa: safe intakes and legal status. J Nutr
1999; 129: 1412-1417

7.

de Mason, D.A. 1990. Morphology and anatomy of Allium. In: Rabinowitch,
H.D. and Brewster, J.L. (eds). Onions and Allied Crops, Vol. 1. CRC Press,
Boca Raton, Florida, pp. 27–51

8.

Dogliotti S., Colnago P., Curso de Fisiología de los Cultivos – Módulo
Horticultura Facultad de Agronomía – Universidad de la República., Bases
Fisiológicas del crecimiento y desarrollo de los principales cultivos
hortícolas. Marzo (2011) 39-58
51

9.

Fernando cuenca “tecnología y producción hortícola” diciembre (1999), 6465.

10.

Franck, A. Technological functionality of inulin and oligofructose. British J
Nutr 2002; 87: 287-291.

11.

Hanelt, P. 1990. Taxonomy, evolution, and history. In: Rabinowitch, H. and
Brewster, J. ed. Onions and Allied Crops. Boca Raton, CRC. Vol 1. pp1-26

12.

Hansen, S.L (1999) content and composition of dry matter in onion (allium
cepa l) as influenced by developmental stage at time of harvest and longterm storage.Acta Agric .Scand ., sect .B,Soil and plant Sci , 49 , 103 -109.

13.

Hendry GAF, Wallace RK (1993) The origin, distribution, and evolutionary
significance of fructans. In M Suzuki, NJ Chatterton, eds, Science and
Technology of Fructans. CRC Press, Boca Raton, FL, pp 119–139

14.

Hendry GAF. (1993). Evolutionary origins and natural functions of fructans –
a climatological, biogeographic and mechanistic appraisal. New phytol 123 ,
3. 14.

15.

Jaime, L., Martinez , F., Matin – cabrejas ,M.A ., Molla , E., López –Andréu
, F.J ., Waldrom , K.W & Esteban , R (2000)Study of total fructan and
fructooligosaccharide content in different onion tissues . J Sci Food Agric,
81, 177 -182.

16.

Jones, H.A; Mann, L.K. 1963. Onions and their allies. New York,
Interscience publischer. 226 p.

17.

Kim Y, Faqih M, Wang S. Factor affecting gel formation of inulin. Carb
Polym 2001; 46: 135-145.

18.

Kip P, Meyer D, Jellema R. Inulin improve sensoric and textural properties
of low fat yogurts. Int Dairy J 2005; 16: 1098- 1103.

19.

Lopéz. M., Mancilla –Margalli N.and Mendoza D.( 2003). Molecular
structures of fructans from Agave tequilana Weber var. Azul. journal of
Agricultural and Food Chemistry. 51: 7835-7840.
52

20.

Madrigal. L. E.Sangronis. ( 2007) La inulina y derivados como ingredientes
claves en alimentos funcionales. 387- 395

21.

Mancilla-Margalli NA, López MG (2006) Water-soluble carbohydrates and
fructan structure patterns from Agave and Dasylirion species. J Agric Food
Chem 54: 7832-7839.

22.

Marriott BM. Functional foods: an ecologic perspective. Am J Clin Nutr
2000; 71(6 Suppl):1728S- 34S.

23.

Mellado-Mojica E, López-Medina TL, López MG (2009) Developmental
variation in Agave tequilanaWeber var. Azul stem carbohydrates. Dyn
Biochem, Process Biotech Mol Biol 3:34-39

24.

Pilon-Smits EAH, Ebskamp MJM, Paul MJ, Jeuken MJW, Weisbeek PJ,
Smeekens SCM (1995) Improved performance of transgenic fructanaccumulating tobacco under drought stress. Plant Physiol 107: 125–130

25.

Prior, R.L Wu, X. Y y Schaich , K ., (2005). Standardized methods for the
determination of antioxidant capacity and phenolics in food and dietary
supplement.journal of agricultura and food chemistry, 53 : 4290-4302.

26.

Rodríguez R, Jiménez A, Fernández J, Guillén R, Heredia A. Dietary fiber
from vegetable products as source of functional ingredients. Trends Food Sci
Technol 2006; 17: 3-15.

27.

Ulloa. A., Espinosa, , Revista Fuente año 2. Los fructanos en su promoción
con de la salud. diciembre (2010) 57-60

28.

Van L.Coussement P., Leenheer L., Hoebregs H. and Smits G.(1995). On the
presence of inulin and oligofructose as natural ingredients in the Western
diet. Critical Reviews. Food Science and Nutrition. 35:526-552

29.

Wiemkem A, Sprenger N, and Boller T. (1995). Fructan : an extension of
sucrose by sucrose. In sucrose metabolism , Biochemistry , physiology and
molecular biology . 178-189. Edited by H.G. Pontis , G.L . Salerno & E.J.
Echevarria , Rockville, MD: American Society of Plant Physiologist

53

30.

Yun , J.W . (1996) Fructooligosaccharides- Ocurrence, preparation, and
application. Enzyme Microb.Thecnol. 19 , 107-117.

31.

Yun , J.W . 2003 Fructooligosaccharides: occurrence , preparation and
applications ( en linea)

consultado jun . 2004

disponible en

http//biho.tae.ac.kr/jwyun/yun15.htm
32.

Zohri,

A.N.,

K.

Abdel-Gawad

y S.

Saber.

1995.

Antibacterial,

antidermatophytic and antioxigenic activities of onion (Allium cepa L.) oil.
Microbiological Research 150: 167

54

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