CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA –CONCYTSECRETARIA NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA – SENACYTFONDO NACIONAL DE CIENCIA Y TENCOLOGIA –FONACYTUNIVERSIDAD DEL VALLE DE GUATEMALA –UVG-

Informe Final

"La Composición Química, Capacidad Antioxidativa y Valor Nutritivo de la Semilla de Variedades de Aguacate"

PROYECTO FODECYT No. 02-2006

Dr. Ricardo Bressani Investigador Principal

Guatemala, Marzo 2009

El presente trabajo se llevó a cabo con el siguiente equipo de investigación:

Dr. Ricardo Bressani, Inga. Brenda Rodas y Licda. Ana Silvia de Ruiz Del Centro de Ciencia y Tecnología de Alimentos de la Universidad del Valle de Guatemala

Por el Período de un año (01 de Junio de 2006 - 31 de Agosto de 2007)

Agradecimientos: La realización de este trabajo, ha sido posible gracias al apoyo financiero dentro del Fondo Nacional de Ciencia y Tecnología -FONACYT-, otorgado por la Secretaria Nacional de Ciencia y Tecnología –SENACYT- y al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología –CONCYT-.

INDICE

Contenido

Página No.

Resumen

i

Abstract

iii

PARTE I I.1 Introducción

1

I.2 Planteamiento del Problema I.2.1 Antecedentes

3

I.2.2 Justificación

6

I.3 Objetivos e Hipótesis I.3.1 Objetivos I.3.1.1 Objetivo General

7

I.3.1.2 Objetivos Específicos

7

I.3.1.3 Hipótesis

7

I.4 Metodología I.4.1 Materiales

8

I.4.2 Métodos

9

PARTE II Marco Teórico

11

PARTE III III. Resultados III.1 Discusión de Resultados

23 42

PARTE IV IV.1 Conclusiones

44

IV.2 Recomendaciones

45

IV.3 Bibliografía

46

IV.4 Anexos

50

Resumen Existen 3 regiones en el continente americano que se han indicado dieron origen al aguacate (Persea americana (Mill). Están son las variedades de México, las de Guatemala y las del Caribe.

El interés en producir, exportar e

industrializar el aguacate ha ido en aumento en Guatemala, sin embargo la información básica que sustente esas tres actividades es muy limitante en el país. El objetivo principal del estudio fue el de disponer de información sobre la distribución de pulpa, cáscara y semilla del aguacate de Guatemala y obtener datos referente a la composición química proximal, contenido de ácidos grasos, aminoácidos, minerales, polifenoles, capacidad antioxidativa, contenido nutritivo de la semilla del aguacate como un subproducto de potencial agroindustrial. Se obtuvieron 5 variedades y 6 muestras criollas de aguacate de regiones productoras de Guatemala, directamente del árbol en 8 de 11 muestras. Cada colección fue de 9 frutas para preparar 3 muestras de 3 para el análisis. Estas se pesaron y se separaron manualmente en pulpa, cáscara y semilla. El peso promedio de pulpa, cáscara y semilla para las variedades fue de 940, 154 y 172 g respectivamente para un peso promedio de fruta de 1265 g, con un rango de 329 a 1982 g. Para las criollas la distribución por peso fue de 456, 124 y 180 g para pulpa, cáscara y semilla para un peso de fruta de 760 g.

La pulpa

representa entre 60 a 74% del peso de la fruta, la cáscara 12 – 16% y la semilla 14 – 24 %. Estos datos en las partes deshidratadas son 60 – 64% de pulpa, 12 a 15% cáscara y 20 – 27% semilla con un tegumento de la semilla de 0.9 a 1.3%. La pulpa analizó 80.3 a 84.9% de humedad para variedades y muestras criollas. Se obtuvo la composición química proximal siendo el contenido de grasa de la pulpa 52.8 a 57.7% en variedades y criollas respectivamente. Hubo una correlación altamente significativa entre materia seca y grasa, siendo la humedad predictora del nivel de grasa. La cáscara de las criollas contenía menos grasa que las de las variedades pero entre ellas había variedades y criollas con niveles altos.

Este puede ser un alimento para animales.

La semilla contiene altos

niveles de carbohidratos pero algunas variedades y muestras criollas contenían i

niveles altos de proteína (9.6%) y de grasa (6.7%). El tegumento se parece químicamente a la semilla. Los niveles de minerales son reducidos en la semilla, sin embargo el patrón de aminoácidos esenciales es muy atractivo y similar al patrón FAO/OMS. El aceite de la semilla es alto en ácido palmítico con mayores niveles en las muestras criollas que en las variedades. Las semillas varían en el contenido de polifenoles con niveles altos, así como de taninos y todos tienen relativamente buena capacidad antioxidativa, con algunas criollas mejores que las variedades. Esta área debe recibir más atención en el futuro. Finalmente se encontró

que

la

semilla

es

altamente

toxica

para

la

rata

pero

desafortunadamente no llegamos a demostrar como detoxificarla. Palabras Claves: fruto de aguacate, fracciones morfológicas, composición química proximal, semilla, cáscara, pulpa, contenido de aminoácidos, ácidos grasos, capacidad antioxidativa, polifenoles, valor nutritivo.

ii

Abstract These are 3 areas in the American continent which are centers of origin of the avocado fruit (Persea Americana Mill). These are Mexico, Guatemala and the Caribbean region. The interest in Guatemala for increasing production for export purposes and for agro industrialization has become stronger, however, the basic information needed to support these 3 activities is limiting within the country. The main objective of the present study was to have available information in the morphological distribution of the pulp, fruit coat (peel) and seed of the fruit, and to have information on the chemical composition, amino acid and fatty acid content of the seed, as well as the mineral of the peel and seed, polyphenolic content and antioxidant capacity, of the seed as well as its nutritive value. A total of 11 samples were collected representing 5 well known varieties and 6 native materials coming mainly from the tropical southern area of Guatemala (Suchitepéquez).

The samples were taken directly from identified

trees in 8 of 11 cases. Each sample consisted in 9 fruits in groups of 3 each. The fruit was weighed and dissected into pulp, peel and seed, which were weighed and then freeze dried (pulp) and air dried with 60oC air for the peel and the seed. The average weight of the pulp, peel and seed for the 5 varieties was 940, 154 and 172 g respectively for an average fruit weight of 1265 g (329 – 1982 g). For the native fruit the morphological weight distribution was 456, 124 and 180 g for the pulp, peel and seed respectively for a total average weight of 760 g. The pulps represent between 60 – 74% of the fruit weight, the peel 12 – 16% and the seed 14 – 24%. As dehydrated samples the pulp represent 60 – 64% of the fruit weight, 12 to 15% for the peel and 20 – 27% fro the seed. The seed coat of the seed represents 0.9 to 1.3%. The pulp analyzed 80.3 – 84.9% moisture for varieties and native samples. The fat content of the pulp was 52.8 a 57.7% on both types of present samples.

These was a highly significant

correlation between dry matter and fat content, with moisture content a good indicator of fat level in the pulp. The peel of the native samples contained less fat than that of varieties; however variability was high between samples, for both iii

varieties and native samples. The peel on the basis of its chemical composition could be an animal feed.

The seed contained high levels of carbohydrates,

although some samples, either varieties or native seed contained high levels of protein (9.6%), and fat (6.7%).

The seed coat of the seed has a chemical

composition similar to that of the seed.

Mineral content in the seed is low,

however the amino acid content of the protein is quite good based on the amino acid pattern of the FAO. The oil of the seed is high in palmitic acid with higher levels in native samples than in varieties. The polyphenolic content of the seed and its seed coat is quite variable and high, as well as tannin content.

All

materials analyzed had variable antioxidant activity, with some native materials having high activity. The seed was found to be highly toxic to the laboratory rat either raw or cooked. Its detoxification was not successful. Both the antioxidant capacity and the nutritional value of the seed of avocados require additional research. Key Words: avocado fruit, morphological fractions, chemical composition, pulp, coat, seed, amino acid, mineral content, polyphenolic compounds, antioxidant capacity, nutritive value.

iv

PARTE I I.1 Introducción Se ha indicado que son tres los centros de origen del aguacate (Persea

americana (Mill), siendo Guatemala en Mesoamerica uno de ellos. El otro se localiza en México y el tercero en la Islas del Caribe. Existen pocos estudios de Guatemala que describan con autoridad la riqueza de este recurso de este país. Uno de los más completos e informativos es la publicación Características Agronómicas y Fisicoquímicas del Aguacate Nativo en el Altiplano Occidental Guatemalteco de Vásquez Santizo (2000). Además esta la publicación El Cultivo del Aguacate en Guatemala (Persea americana (Mill) de Méndez, Melgar, Martínez y Godinez (1998) y Méndez (1998) de Profruta. Según estos autores, en Guatemala existe una gran variabilidad de Persea americana (Mill) ya que en pequeñas áreas existe diversidad de tipos evidenciados en formas, colores y tipos de cáscara. De acuerdo a Vásquez (2000) para el año 1999 se estimaba que en Guatemala existían entre 2900 a 3200 hectáreas con una producción global de 26208 toneladas/año, en su mayoría criollos no seleccionados ya que los registros muestran solamente 5000 toneladas de aguacate mejorado en 900 hectáreas siendo las variedades mas importantes Hass, Panchoy, Booth 8 y Azteca.

En la actualidad se cultivan en forma comercial y con variedades

mejoradas en Chimaltenango, Sacatepéquez, Guatemala, Quetzaltenango, Sololá y San Marcos. Sin embargo, el aguacate crece en todo el país de forma natural y espontánea.

Durante los últimos años se ha iniciado mucho interés en la

producción del aguacate en Guatemala para fines de exportación (Méndez y col. (1998) y Méndez (1998) y como consecuencia de ese interés se plantea la posibilidad de la explotación agroindustrial de esa fruta, particularmente en la producción del aceite que además de tener características atractivas en nutrición y alimentación su uso como cosmético es económicamente muy atractivo. El aguacate es un producto agrícola de mucha demanda en todo el mundo por sus distintos usos y aplicaciones. Las formas de consumo varían sustancialmente a través del mundo. En Guatemala la pulpa se come de diversas formas siendo el guacamol la más común. En otros países, como Brasil se utiliza el aguacate 1

como ingrediente en helados, en Nicaragua mezclan la pulpa con queso, lo mezclan

y

lo

hornean

y

así

existen

muchas

formas

de

consumo.

Nutricionalmente, el aguacate es una fuente interesante de energía, así como también de ácidos grasos y es una excelente fuente de Vitamina E. El siguiente cuadro muestra el contenido de varios nutrientes. Composición química de la pasta de aguacate Agua, % 77.0 Energía, kcal 154 Proteína, % 1.7 Grasa, % 15.8 Carbohidratos, % 4.4 Cenizas, % 1.1 Calcio, mg 10 Fósforo, mg 42 Hierro, mg 1.0 Tiamina, mg 0.08 Riboflavina, mg 0.12 Niacina, mg 1.50 Vitamina C, mg 9 Retinol equivalente, mg 2 INCAP, Valor Nutritivo de los Alimentos de Centro América INCAP, 1996 Los contenidos varían de acuerdo a variedad, origen y estado de maduración entre varias condiciones. Se ha indicado que el consumo de aguacate es de mucho beneficio a la salud del hombre por su efecto de eliminar el colesterol de baja densidad. El alto contenido de Vitamina E y de esteroles hace del aceite cosméticos atractivos para la salud. En vista del interés que se ha incrementado en la producción, exportación e industrialización es importante disponer de información sobre las diferentes fracciones morfológicas de la fruta, o sea de la pulpa propiamente, así como de la cáscara y la semilla. La información útil que se desea obtener es la contribución de cada sección al peso total de la fruta y así mismo, el conocimiento de su composición química esencial para su apropiada explotación.

Esta ultima información no esta disponible en Guatemala y

representa el objetivo principal de esta investigación, que representa una pequeña parte del potencial agroindustrial que el aguacate representa para Guatemala. 2

I.2 Planteamiento del Problema I.2.1 Antecedentes La fruta del aguacate, Persea americana (Mill) de la familia Lauraceae, se ha encontrado ser originaria de 3 regiones en el continente americano: las variedades de México, las variedades de Guatemala y las variedades del Caribe. Es una fruta exótica que agrada el paladar de muchas personas en el mundo y su cultivo y producción se ha extendido a Europa, Africa, Oceanía y América del Sur. Uno de los grandes atractivos de esta fruta es su contenido de grasa en la pulpa, contenido que supera sustancialmente lo que se encuentra en cualquier otra fruta. No solo la cantidad es mayor, pero su patrón de ácidos grasos es tan atractivo como el del aceite de oliva.

Además en años recientes se han

identificado compuestos nutracéuticos en la pulpa de aguacate que lo hace aun más atractivo en nutrición. Informes recientes en la literatura han enfocado los beneficios en salud al consumir aguacates como una fuente de ácidos grasos monoinsaturados.

Además contiene glutationa que funciona como un

antioxidante y así como βeta-sitosterol (Duester, 2000). En algunos países ya existe una producción de fruta que ha hecho económicamente factible producir aceite de aguacate, con aplicaciones en alimentación, así como en cosméticos. Esto ha causado que exista la disponibilidad de la semilla como subproducto hasta la fecha no utilizable. La semilla del aguacate representa entre el 12 – 28% del peso de la fruta, dependiendo de la variedad. Bora y Col. (2001) informaron sobre la composición química de la semilla del cultivar Fuerte cultivado en Brasil. Esta composición en base natural fue de 56.04 ± 2.58 % de agua, 1.87 ± 0.31% de lípidos, 1.95 ± 0.16% de proteína, 1.87 ± 0.24% de cenizas, 5.10 ± 1.11% de fibra y 33.17 ± 2.73% de carbohidratos calculados por diferencia. Algunos estudios se han publicado sobre el contenido de lípidos en la semilla del aguacate y las características fisicoquímicas y del contenido de ácidos grasos entre la pulpa y la semilla. Bora y col. (2001) usando la pulpa y la semilla de la variedad Fuerte cultivada en Brasil indicaron que la pulpa contenía 15.39% de aceite y la semilla 1.87% en base natural. Respecto al aceite, no se encontró 3

diferencias en el índice de refracción de 1.4608 para el aceite de la pulpa y 1.4592 para el aceite de la semilla. La densidad específica fue 0.9272 para el aceite de la pulpa y de 0.9300 para el de la semilla. El índice de peróxidos fue de 1.40 y 1.37 para el aceite de la pulpa y el de la semilla respectivamente. Se encontraron diferencias en el índice de acidez de 2.45 y 4.12 para el aceite de la pulpa y semilla respectivamente y también el índice de iodo 177.6 vrs. 69.4, y en el índice de saponificación de 178.3 vrs. 231.6 para el aceite de la pulpa y de la semilla respectivamente.

Estos autores informaron que por HPLC había 22

ácidos grasos en el aceite de la pulpa y 27 en el aceite de la semilla. También habría diferencia en el contenido de ácidos grasos mono-insaturados y poliinsaturados entre la pulpa y la semilla. El aceite de la pulpa contenía 22.93% de ácidos grasos saturados en contra de un valor de 32.49% para el aceite de la semilla. Con respecto a ácidos grasos mono-insaturados, el aceite de la semilla contiene 20.71% mientras que el de la pulpa 67.43%. Con respecto a los ácidos grasos poli-insaturados, la pulpa contiene 9.61% y la semilla 46.73%. La semilla de aguacate contiene una concentración de ácidos grasos C18:2 (38.9%) y de C18:3 (6.57%). La concentración de estos ácidos grasos en el aceite de la pulpa son relativamente mas bajos (9.14% y 0.46% respectivamente).

Una razón favorable de C18:2/C18:3

en el aceite de la

semilla de aguacate podría ser responsable por la reducción de los triglicéridos y HDL en el plasma sanguíneo en ratas de acuerdo a los resultados de Werman y col. (1986).

García-Fajardo y col. (1999) informaron de la estructura de la

semilla y cuantificación de la grasa extraída de ella, con resultados similares a los ya informados. Estos autores indicaron que la cubierta seminal, el esclerenquima esta bien definida y contiene sacos de taninos de color café a rojo. La literatura no dispone de trabajos sobre el valor nutritivo de la semilla. En base seca la semilla puede llegar a contener hasta 6% de proteína pero no se ha informado del valor proteico de este material, ni de su contenido de aminoácidos esenciales. Son aspectos que deben ser conocidos si es que se desea hacer uso de este subproducto en alimentación.

El nutriente más

importante son los CHO en una cantidad del 75% en base seca, componente que 4

debe ser caracterizado. Un estudio de Valeri & Gimeno (1953) sugiere que la semilla es toxica para ratones. En Guatemala y otros países es una costumbre generalizada de servir la pasta del aguacate con una semilla en el centro, aduciendo que eso permite que el aguacate no se sea afectado por la polifenol oxidasa que le da una coloración oscura poco agradable. La base de esta practica no se ha estudiado pero si es cierto, podría ser la base para obtener antioxidante naturales a ser agregadas a las pasta. En este sentido, se han informado sobre los compuestos antioxidante del tegumento del maní.

Nepote y col. (2002) informaron alto contenido de

fenoles totales en extractos metanólicos y etanólicos del tegumento del maní, extractos que tenían actividad antioxidante aunque un poco menor de la que presento el BHT. Es por consiguiente posible que el tegumento de la semilla del aguacate contenga polifenoles con actividad antioxidante. Este tegumento se obtiene de deshidratar la semilla. Sin embargo no se sabe mucho sobre esta fracción. Varios estudios se han publicado sobre la capacidad antioxidativa del aguacate (Geissman y col. (1965), Matsusaka y col. (2003), Yean-Yean y col. (2004), Terosawa y col. (2006) y compuestos específicos (Geissman y col. (1965), Yean-Yean y col. (2004).

5

I.2.2 Justificación del Trabajo de Investigación Como se indicara anteriormente, la agro industrialización de un producto agrícola requiere información que sea útil para los fines que persigue la intervención.

En Guatemala parece existir un ambiente de incrementar la

producción de la fruta de aguacate para fines de comercialización interna y de exportación, así como también aspecto de procesamiento y utilización. Aunque se dispone de información sobre el aguacate, esta es un poco limitante en Guatemala, por lo que esto justifica el presente trabajo de investigación que trata de conocer los rendimientos y disponibilidades de frutas y fracciones morfológicas como son la pulpa, cáscara y la semilla. Además es de importancia su identificación química para que de ahí se propongan posibilidades de utilización respaldadas por un proceso de investigación

6

I.3 Objetivos e Hipótesis I.3.1 Objetivos I.3.1.1 Objetivo General Disponer de información sobre la composición química proximal, contenido de ácidos grasos del aceite, contenido de aminoácidos de la proteína, capacidad antioxidativa y valor nutritivo de la semilla del aguacate. I.3.1.2 Objetivos Específicos 1. Establecer la variabilidad en la distribución de pulpa, semilla y cáscara en variedades y selecciones de aguacate. 2. Determinar la composición química proximal de la semilla y cáscara de variedades y selecciones de aguacate de Guatemala. 3. Establecer la variabilidad en composición química proximal de la semilla y cáscara de variedades y selecciones de aguacate de Guatemala. 4. Caracterizar el contenido de ácidos grasos en el aceite y de aminoácidos en la proteína de la semilla de las variedades y selecciones de aguacate. 5. Caracterizar la capacidad antioxidativa de la semilla de variedades y selecciones de aguacate de Guatemala. 6. Establecer el valor nutritivo de la semilla y de la cáscara del aguacate. I.3.1.2 Hipótesis No existen diferencias en composición química, valor nutritivo y capacidad antioxidativa en la semilla de variedades de aguacate. La mayor capacidad antioxidativa esta en el tegumento de la semilla en comparación con el resto de la semilla.

7

I.4 Metodología I.4.1 Materiales La caracterización química y biológica de la semilla del aguacate se llevó a cabo en el análisis de 5 variedades y 6 muestras criollas de aguacate de diversas regiones productoras de aguacate de Guatemala. Estas se describen en la Tabla 1 que da el origen geográfico de la muestra. Tabla No. 1: Muestra de fruto de aguacate para el presente estudio Variedades Hass Utz Booth 8 Panchoy Shupte Criollas 1

Origen Pasiguan, Parramos, Chimaltenango Ciudad de Guatemala, Guatemala Amatitlán, Guatemala Magdalena Milpas Altas, Sacatepéquez Patulul, Suchitepéquez

Finca El Paraíso, Cocales, Patulul, Suchitepéquez 2 Finca El Merendero 3 San Lucas Tolimán, Sololá 4 INCAP-PP, Guatemala 5 INCAP-FA, Guatemala 6 Atitlán, Sololá A= Arbol; S= Supermercado; M= Mercado Fuente: Proyecto FODECYT 02-2006

Muestra A S A A A A A M A A M

En todos los casos las muestras fueron recolectas del árbol y tres de mercados.

Las muestras se adquirieron en lo posible al mismo estado de

maduración, transportadas en frío e ingresadas al laboratorio a más tardar dos días después de su adquisición. Se trato en lo posible de disponer de tres frutas por muestras y tres muestras (9 frutas) por variedades o muestras criollas para el análisis fisicoquímico. Preparación de las muestras Cada fruta fue pesada y luego se corto para obtener la pulpa, la cáscara y la semilla, fracciones que fueron pesadas.

Una pequeña cantidad de cada

fracción fue utilizada para determinarle su contenido de humedad. El resto del material fue utilizado para su deshidratación la cual se logro por liofilización en el caso de la pulpa, para la cáscara y semilla se utilizó deshidratación con un horno 8

de convección. La semilla después de obtenerla del fruto se lavo con agua con cloro al 5%, y luego con agua destilada antes de secar a 60oC hasta peso constante. Una vez seca se separa la cáscara de la semilla haciendo fricción en la superficie de la semilla. Todas las fracciones físicas ya secas fueron molidas y sometidas a un análisis químico proximal (AOAC 1990). I.4.2 Métodos Localización: la investigación analítica se llevó a cabo en los laboratorios del Centro de Ciencia y Tecnología de Alimentos, de la Universidad del Valle de Guatemala, mientras que las evaluaciones nutricionales en el Bioterio localizado en el INCAP. A. Métodos Analíticos: La composición química proximal de la pulpa, cáscara, semilla y tegumento fue obtenida utilizando los métodos oficiales de la AOAC (1990). La determinación de los ácidos grasos de la semilla se obtuvieron analizando la grasa extraída por hexano por HPLC (AOAC 1990). Así mismo, el contenido mineral fue establecido por absorción atómica en las cenizas de la semilla (AOAC 1990). Además dos muestras de semilla de aguacate criolla y dos semillas de variedades fueron analizadas por su contenido de aminoácidos de hidrolizados con (HCl 6 N) por cromatografía de intercambio iónico en el Instituto de Nutrición de México (AOAC 1990). Caracterización de la capacidad antioxidante de extractos de la semilla y tegumento La caracterización de la capacidad antioxidativa consistió en dos secciones, la primera es la cuantificación del contenido de taninos y polifenoles en las muestras de semilla y tegumento.

El método utilizado fue usando el

reactivo Folin- Ciocalteu en el método de Waterman y Mole (1994). Para la segunda fase se seleccionaron muestras de semilla y tegumento por su alto contenido de polifenoles.

La capacidad antioxidante tanto del

tegumento como de la semilla seca del aguacate se evaluó mediante extracciones con metanol o etanol usando 10 g de harina por 100 ml de solvente en extracción de 24 horas.

El métodos utilizado para medir la capacidad 9

antioxidativa fue midiendo la limpieza de radicales libres y utilizando el radical Difenil picril – hidracil (DPPH) (2005). La actividad antioxidante también se evaluó el modelo propuesto por Eldiz-Martínez y col. (2005), midiendo la estabilidad oxidativa de los lípidos del guacamol de aguate tratado previamente con ácido cítrico a pH 4.0 y con benzoato de sodio 10.02 mg/kg de puré de aguacate para el control microbiológico y estabilidad del producto durante el período de análisis.

Se

prepararon 6 muestras de 105 g a las cuales se les aplicó los siguientes tratamientos: 1. Control, sin adición de extractos de semilla. 2. Con el agregado de 10 ml de extracto alcohólico de tegumento seco. 3. Muestra con 200 ppm de ácido ascórbico. 4. Muestra con 200 ppm de EDTA. 5. Muestra con 10 ml de extracto alcohólico de tegumento seco + 200 ppm de EDTA. 6. Muestra con 10 ml de extracto alcohólico de semilla. Las concentraciones de los extractos en todos los casos fue de 0.88 mg/ml o sea 8.8 mg de tegumento o de semilla (0.88 x 10). Las muestras se empacaron al vacío en polietileno a 4oC.

El índice de peróxidos se midió de

acuerdo al método del laboratorio de INZZ México (1984) y el de la AOAC (1990). B. Métodos Biológicos de Valor Nutritivo Las muestras a evaluar fueron la semilla del aguacate y la cáscara de la fruta. La presentación del subproducto en las dietas se describe en la sección de resultados. Se utilizaron ratas de 22 días de edad de la raza Sprague – Dawly en la mayor parte de los cosas y adultos de 8 semanas para estudios son la semilla. Las dietas contenían harina de soya o caseína para proporcionar 10% de proteína, harina de maíz, minerales, vitaminas y aceite. Además de porcentajes variados de semilla o de cáscara.

10

PARTE II Marco Teórico El Aguacate en Guatemala Como ya fuera indicado, Guatemala es uno de los centro de origen del aguacate contando con una gran variabilidad genética que esta materia prima posee en el país.

Los otros centros de origen son las Islas del Caribe de

materiales tropicales y de México en materiales de regiones más altas.

El

aguacate fue parte de la dieta Azteca y Maya (Tejada, 1974; ANACAFE 2004) pero fue hasta 1966 en que se intentó darle el fomento y desarrollo de su cultivo y explotación comercial como un proyecto de la Dirección General de Desarrollo Agropecuario (Méndez y col. 2000). Ya en la época de los años 70 la Dirección General de Servicios Agrícolas DIGESA le dio seguimiento al proyecto de fomento anterior, y luego en la década de los 80, la Asociación Nacional del Café (ANACAFE, 2004) inició un programa de diversificación del cultivo del café en el cual se utilizó el árbol del aguacate como sombra del cultivo principal.

Esto

promovió el cultivo del aguacate en regiones con alturas de 1500 metro y más sobre el nivel del mar. Sin embargo, estos esfuerzos no logaron ser exitosos posiblemente debido a la falta de tecnología y conocimiento del manejo técnico del cultivo del aguacate. A pesar de estos esfuerzos el desarrollo comercial del aguacate no fue muy exitoso en la época y tomó una nueva visión cuando en 1996 Profruta y Anaguacate en 1998 formaron el primer centro de acopio del cultivo, que se percibió como un verdadero avance en la producción nacional del aguacate (Méndez y col. 2000) (Velásquez y col. 2004). De acuerdo a Méndez y col. 2000, los esfuerzos anteriores dieron origen a 763 has de aguacate de la variedad Hass y 37 has de la variedad Booth 8. La primera variedad en regiones del altiplano de Guatemala y la segunda en las regiones de la Costa del Pacifico y otras mas tropicales del país. El aguacate, originario de la región de Mesoamérica ha sido un alimento común y corriente en la población y fue sometido a su comercialización en todo el país de Guatemala y posiblemente exportado a otros países en Centro América. Sin embargo, fue en 1958 de acuerdo a Velásquez y Aguilar Sánchez 11

(2004) que la Organización Servicio Cooperativo Interamericano de Agricultura (SCIDA) y la Institución Nacional en agricultura de la época (ahora ICTA) introdujeron en Guatemala 45 materiales de aguacate genéticamente mejorados de La Florida, E.U. Estos materiales híbridos internacionales, se sembraron en la ENCA, Barcenas, el primer jardín clonal de Guatemala.

De esta localidad

entonces se distribuyo al país material vegetativo de aguacate. Potencial Aumento Producción En el año 2001 se elaboraron unos mapas que muestran la distribución potencial de áreas aptas para el cultivo del aguacate de las variedades Booth 8 y Hass. Para la variedad Hass existen 19 departamentos aptos para el cultivo de la variedad con 343,749 has y de 329,099 has para la variedad Booth 8 en 16 departamentos (SIGMAGA 2001).

Estas cifras sugieren el gran potencial que

tiene Guatemala en exportar esta fruta y la de crear una explotación agroindustrial con ella. En Guatemala existe una gran variedad de aguacate (Vásquez 2000). Sin embargo, se cultivan también aguacates genéticamente mejorados, algunos de ellos las variedades Hass, Panchoy, Booth 8, Fuerte, Azteca, Colling Red, Naval, Choqute, Obregón, Cristina Guatenca y varios materiales híbridos (Méndez, Melgar, Martínez y Godinez 2000).

El rendimiento de fruta no es constante,

depende de la variedad, edad del árbol, la localidad, el tiempo y el manejo agronómico del cultivo.

De acuerdo a Mortón (1987) la variedad Ganter, un

árbol pequeño rinde 44 lbs/año, la Nabal da 68 lbs, Benike 116 lbs, Duke 168 lbs, y Anakein 220 lbs/árbol/año.

La densidad de población de árboles tiene

obviamente mucho impacto en rendimiento de hasta 11,000 lbs/árbol en Florida E.U. Así mismo, la edad del árbol es importante en este sentido. Con respecto al consumo, se ha indicado que en Guatemala es de 2.5 kg/persona/año (ANACAFE 2004), cifra que es mayor a la informada de países importadores como Francia, Estados Unidos, Japón, Holanda, Alemania, Dinamarca, Suiza y Canadá. En México el consumo se ha estimado de 8 kg/persona/año (Esperisen E. & S. Toriello, 1999). En Guatemala la forma de consumo mas popular es el Guacamol, condimentado con variedades de 12

ingredientes, consumiéndose así en casa como en restaurantes. El guacamole ya se manufactura industrialmente comercializándolo en supermercados. También se usa como componente en rodaja o cubos en ensaladas. Varios documentos sobre el cultivo del aguacate se han publicado en años recientes. Uno de ellos de Profruta, preparado por Méndez y col. (2000) es un documento

bastante

completo,

tocando

con

autoridad

varios

aspectos

relacionados a la producción del aguacate. Otro documento más reciente fue publicado por ANACAFE (2004) sugiriendo el cultivo del aguacate como parte importante en un programa de Diversificación de Ingresos en la Empresa Cafetalera. Presenta los aspectos técnicos de producción, así como los aspectos de manejo de postcosecha. Industrialización del Aguacate La industrialización del fruto del aguacate, se esta desarrollando en base a los usos actuales y futuros que la fruta pueda ofrecer. De acuerdo al Diagrama 1, los usos industriales potenciales del aguacate son como su industrialización como fruta fresca, así como también su industrialización como fruta procesada en trozos, rodajas o guacamol. Diagrama 1 Fruta Fresca

Comercialización Nacional y Exportación

Fruta Procesada Guacamol Rodajas Trozos + Semilla + Cáscara

Fruta Procesada Helados Cremas Dips + Semilla + Cáscara

Extracción de Aceite + Subproductos Torta + Semilla + Cáscara

Además de las aplicaciones indicadas, una de mucho potencial es el uso del aguacate como fuente de aceite comestible o aceite para cosméticos. Estas últimas tres formas de industrializar el aguacate pueden producir 2 ó 3 subproductos: la torta de extracción de aceite, la semilla y la cáscara.

13

La industrialización para la comercialización a nivel nacional o para exportación requiere de un manejo apropiado de cosecha y transporte de la fruta a los centros de acopio. Luego se requiere de metodología para la clasificación de la fruta por tamaño y envases adecuados para reducir al máximo el daño de la fruta y su conservación.

La temperatura de almacenamiento, humedad

relativa y la composición de las atmósferas son fundamentales para conservar la fruta mientras llega a su destino y comercialización. La industrialización de la fruta para su comercialización como fruta procesada se esta desarrollando en diferentes partes del mundo productoras de aguacate. Requiere del uso de tecnologías simples o combinadas para lograr el color, olor y sabor característico del aguacate para mezclas nacionales o de exportación. Además de productos de la fruta con su humedad natural, la pulpa de aguacate se esta usando para deshidratarla y producir una harina.

Los

métodos incluyen el de liofilización, aspersión, deshidratación osmótica, deshidratación por microondas y otros en forma combinada. Finalmente la pulpa del aguacate se esta procesando para extraer el aceite. Existen tres métodos para tales propósitos. El primero es por centrifugación, por medio del cual la pasta de la fruta se mezcla con agua y con ajuste similares a los que se hacen con el oliva se extrae el aceite. Un segundo método es el de prensa hidráulica, en este caso la pulpa debe ser deshidratada lo cual se ha estudiado desde deshidratación solar hasta microondas o spray driying. Una vez seca la pulpa con niveles altos de aceite, este se extrae por presión. Otra opción es el de prensa/solvente o solvente (hexano) que es el método probablemente mas atractivo en cuanto a rendimiento de aceite se refiere aunque no en costo o seguridad. Existen así mismo métodos artesanales bastante eficientes para bajas escalas de procesamiento y diferentes aplicaciones para el aceite. Subproductos – Aceite (Torta) – Semilla – Cáscara La agroindustrialización de una materia esta determinada por el producto primario que se desea obtener de esa materia prima. Por ejemplo la caña de azúcar es la fuente mas importante de azúcar, un ingrediente alimenticio y mas 14

recientemente un gran substrato bioenergético. Pero además del componente mayoritario, los otros subproductos son también muy importantes en la explotación de la materia prima dándole valor agregado, y su importancia radica no solo en la cantidad sino en lo que pueden ofrecer para beneficio del hombre. Otro ejemplo de gran importancia para Guatemala es la Pulpa del Café, subproducto mayoritario en el procesamiento del grano de café (Braham & Bressani 1978). Representa un 55% del peso del grano y es rico en el contenido de compuestos orgánicos, así como también como ingrediente en alimentación animal. A pesar de la disponibilidad de este subproducto y de los beneficios potenciales que ofrece el medio local no muestra interés en esta actividad. Con la diversificación de la agricultura en Guatemala, como la de piña, banano y mango, estos recursos ya principian a ser procesados localmente ofreciendo significativas cantidades de subproductos, algunos de los cuales como el mango han sido estudiados (Del Cid 1997). Otro subproducto que ha sido estudiado en Guatemala incluye la mazorca del cacao. Se ha analizado químicamente y tratado con medios alcalino para aumentar la digestibilidad de nutrientes, Así mismo se ha estudiado como ingrediente para la alimentación animal (composición química proximal y digestibilidad in Vitro de la mazorca de cacao fresca y enlatada (Javier Fernández, UVG 1995). Todos estos y muchos otros subproductos industriales de la agricultura ofrecen compuestos químicos de diversa funcionalidad que deben ser explotados. En el caso del aguacate, su principal explotación es como fruto o verdura fresca para fines de consumo directo.

Esta utilización es muy probable que

continúe y como consecuencia de ello habrá una abundancia relativamente grande de los componentes estructurales de la fruta del aguacate como son la cáscara y la semilla.

Información sobre estos componentes de la fruta del

aguacate son muy limitados en Guatemala a pesar de dos estudios (Vásquez Santizo (2000) Méndez y col. (1998) sobre la fruta en el país. Pero además de la cáscara y de la semilla del aguacate, de la extracción del aceite de la pulpa ya 15

sea este obtenido por extracción con solventes, por presión o por centrifugación se obtiene el residuo de extracción.

Este subproducto ha recibido muy poca

atención y no muy disponible en la literatura.

Sadir (1972) ha publicado los

datos que se presentan a continuación: Humedad Materia Grasa Proteína (N x 6.25) Fibra Cenizas Pentosas Azúcar Sadir 1972

8.1% 1.5% 8.5% 15.7% 10.2% 7.1% 1.6%

El contenido de aminoácidos esenciales también fue publicado por Sadir (1972) con los valores que se describen a continuación: Metionina (g/16g N) Cistina Lisina Treonina Isoleucina Leucina Valina Fenilalanina Triptófano Sadir 1972

0.46 1.40 2.34 6.16 3.60 6.20 4.10 4.40 4.00

Con respecto a este subproducto como a la cáscara y semilla, no solo es importante cuantificar su disponibilidad sino talvez mas importante es conocer su contenido de macro y micro nutrientes o de compuestos químicos orgánicos e inorgánicos. Estos han sido los objetivos del presente estudio para lo que es la semilla y la cáscara de la fruta del aguacate. La producción agrícola en muchos países del mundo ha pasado de ser un proceso exclusivamente de producción y autoconsumo a uno de comercialización y en muchos casos a uno de explotación agroindustrial. Un ejemplo en cereales es el maíz del cual además de procesarlo para su utilización y consumo en diversas formas por el hombre se transforma industrialmente en productos como el almidón y derivados, el gluten, el aceite y los diferentes residuos en la manufactura de alimentos para diferentes especies animales. 16

Los diferentes

logros en el caso del maíz se deben en gran medida al conocimiento de la estructura morfológica de la semilla y la composición química de las diferentes estructuras que forman un grano de maíz. Los mismos conceptos se pueden aplicar a otro producto agrícola y el aguacate no es la excepción, sobre todo por los efectos beneficiosos que sus compuestos orgánicos puedan tener al ser utilizados por el hombre. El éxito de la industrialización del aguacate depende de muchos factores entre los cuales esta la disponibilidad y calida de la propia materia prima. Es necesario conocerla desde varios puntos de vista, ya que de una forma u otra, estos conocimientos van a incidir en el proceso a utilizar, en la calidad del producto y en la utilización de los subproductos del procesamiento. Si el producto final a obtener es aceite, es obvio que se deberá utilizar materia prima con niveles altos de aceite y estos deben de darse a conocer. Así mismo, se debe utilizar materia prima que no se puede explotar de otra forma, como por ejemplo de excedentes de producción o cantidades no exportadas o comercializadas localmente.

Es importante entonces conocer cual es la

variabilidad del contenido de aceite en variedades o especies de aguacate de alta producción en el país. Así mismo el contenido de ácidos grasos debe ser similar al que se comercializa en otros lugares, con un contenido de ácidos grasos como los del siguiente cuadro:

17

Contenido de Acidos Grasos de Aguacate de California Acidos Grasos

Fuerte % del Aceite

Saturados Palmítico 12.3 Esteárico 0 No Saturados Palmitoleico 3.5 Oleico 75.1 Linoleico 8.6 Linolénico 0.4 Araquidónico 0.1 Relación No Saturados/Saturados 7.4 % de la Pulpa Saturados Palmítico 1.71 Esteárico 0 No Saturados Palmitoleico 0.50 Linoleico 11.15 Linolénico 1.33 Araquidónico 0.07 Slater et al 1975.

Hass

10.1 0.1 4.0 78.4 7.2 0.4 0 14.3

1.81 0.01 0.69 15.16 1.28 0.07

Un segundo aspecto de interés es conocer si el residuo de la extracción de aceite puede ser un subproducto de valor económico como lo es por ejemplo las harinas de las semillas oleaginosas que tienen grandes e importantes aplicaciones en otras industrias. Sin embargo el residuo de la extracción del aceite del aguacate no tiene una composición química como la que se obtiene de las oleaginosas como algodón, ajonjolí, soya y otros. Esto se puede observar en los datos del siguiente cuadro:

18

Análisis Químico del Residuo Seco de la Extracción del Aceite de Aguacate Componente Humedad Materia Grasa Proteína Fibra Pentosas Cenizas Azúcar Calcio Magnesio Fósforo Sadir 1972.

% 8.1 7.5 8.5 15.7 7.1 10.2 1.6 0.053 0.628 0.760

Es importante también conocer que otros componentes se obtienen de la materia prima a procesar. Por ejemplo en el caso del aguacate, además de la pulpa que es la materia prima de selección para sacar aceite, también la fruta proporciona la cáscara y la semilla.

La siguiente tabla ofrece datos de la

distribución de secciones morfológicas de la fruta del aguacate. Características de Algunas Variedades Seleccionadas de Aguacate en Guatemala Variedad Hass Azteca Fuerte Guatenca Booth Choquette 13525-2 Obregón Panchoy Collinred Panamá Catalina Butler Somond Zamorano OEA 1976.

Peso Promedio, g 190 290 200 385 425 525 225 400 425 400 300 735 550 560 490

Pulpa % 63.0 69.0 66.0 60.0 73.0 74.0 59.0 63.0 66.0 68.0 71.0 76.0 74.0 76.0 72.0

19

Cáscara % 20.0 10.0 15.0 16.0 15.0 11.0 13.0 22.0 21.0 11.0 12.0 9.0 8.0 9.0 12.0

Semilla % 17.0 21.0 19.0 24.0 12.0 15.0 28.0 15.0 13.0 11.0 17.0 15.0 18.0 15.0 16.0

Es importante saber cual es la contribución de estas fracciones morfológicas de la fruta y cual es su contenido de compuestos orgánicos para fines de otras aplicaciones que tengan o den valor agregado. De lo anterior se deduce pues la importancia de conocer la distribución por peso de las partes morfológicas de la fruta, así como también su contenido de aceite y de cualquier otro concepto o compuestos de potencial industrial. En el caso específico del aguacate, se tiene la pulpa como la fracción más importante por su cantidad y por su contenido de nutrientes. Al quitarle el aceite se obtendría una harina, un producto nuevo al cual habría que buscarle aplicaciones. Además esta la cáscara y la semilla, ambas fracciones que pueden tener aplicaciones útiles. A ser establecidos por la investigación. La estructura de la semilla de aguacate fue descrita por García Fajardo y col. (1999), de la variedad Hass. De acuerdo a los autores la baya contiene un mesocarpio y endocarpio carnoso que contienen una sola semilla. Esta representa el 16% del peso de la fruta, valor que esta dentro de los valores informados por otros autores para el aguacate. Las células del parenquima de los cotiledones almacenan la mayor parte/cantidad del almidón presente en gránulos de color violeta. En el embrión se almacena la mayor parte de la grasa, la cual se observa como gotas refrigerantes color amber. En la cubierta seminal se observaron el escualeno bien definido y sacos de taninos de color café a rojo. La extracción de la grasa con hexano dio un rendimiento del 3.1%. La composición química de la semilla del aguacate ha sido descrita por varios autores entre ellos Weatherby y Glend-Sorber (1931), Bora y col. (2001). En general los datos informados son muy parecidos. En base natural Bora y col. (2001) informa una humedad de 56.04%, lípidos de 1.87%, proteína de 1.95%, cenizas 1.87%, fibra 5.10% y 33.17% de carbohidratos por diferencia. Bora y col. (2001) informaron sobre el contenido de ácidos grasos del aceite de la semilla, los cuales se indican a continuación:

20

Acido penta decanoico Acido hexa decanoico Acido hepta decanoico Acido octa decanoico Acido eico sonoico Acido docosanoico Acido tetracosanoico

2.334 ± 0.110 20.847 ± 0.843 1.725 ± 0.022 1.185 ± 0.011 0.043 ± 0.020 1.114 ± 0.023 1.685 ± 0.045

Además presentaron las características fisicoquímicas del aceite. En vista del alto contenido de taninos algunos esfuerzos se han venido realizando para extraerlos. Otro componente abúndate son los carbohidratos y Kahn (1927) extrajo y caracterizo el almidón aislado de la semilla del aguacate. Los gránulos de almidón de la semilla del aguacate se veían en forma ovalada con una superficie relativamente oscura, no rugosa, con un diámetro de 5 a 35 micros. El almidón fue non-ionico y no ceroso. La temperatura de gelatinización fue de 62 – 75oC. La viscosidad Brabender mostró que el almidón tenia ensanchamiento restringido y no uniforme pero con una buena estabilidad de la pasta. Con respecto al contenido de antioxidantes, Soong & Barlow (2004) publicaron algunos datos de varias clases de semillas y de aguacate. En aguacate medida la actividad antioxidante por varios métodos, los autores informaron que como en otros casos la semilla aportaba arriba del 70% de la actividad antioxidativa, sin embargo el aguacate (la semilla) no fue superior a la del mango. Finalmente Olaeta y col. (2007) informaron sobre el procesamiento de la semilla del aguacate en mezcla con maíz procesado por extrusión. La mezcla fue de 40/60% semilla de aguacate/maíz.

Informaron no tener dificultad en el

procesamiento por extrusión. Los productos obtenidos ser veían aceptables en apariencia pero no fueron sometidos a una evaluación biológica a pesar de que se ha informado de la toxicidad de la semilla del aguacate.

Esto último es

sumamente importante ya que Valeri y Gimeno (1953) demostraron alta toxicidad en ratones que consumieron semilla seca y/o fresca molida y triturada. No se identificaron las posibles substancias responsables por los efectos 21

absorbidos.

Por otro lado los investigadores Weather & Sorber (1931)

informaron de varios estudios con ratones donde no se encontró toxicidad. La otra fracción del aguacate es la cáscara, la cual representa entre el 8 al 26% del peso del fruto, cantidad que es significativa. No hay información sobre el potencial de este subproducto. En base a un 17% de cáscara/fruta, y de un millón de frutas, habría alredor de 38,000 kg de cáscara significativa.

Sadir

(1972) indicó que la cáscara representa el 13.3% del peso de la variedad de aguacate Wagner y presento la composición química proximal que se presenta en la siguiente tabla. Composición Química Proximal de la Cáscara del Aguacate Variedad Wagner Componente g% Humedad 45.00 Proteína 2.15 Grasa 7.10 Fibra 13.28 Pentosas 4.33 Azúcar 2.32 Azucares Reducidos 1.86 Cenizas 2.16 Sadir (1972) Es de interés observar que en base seca las cantidades de proteína se duplican, así con los de aceite y fibra. Estos datos sugieren que es de interés práctico conocer más sobre el potencial de utilización de la cáscara del aguacate.

22

PARTE III III. Resultados Peso de la Fruta y Distribución de Fracciones Los datos referentes al peso de la fruta y fracciones físicas de las variedades y muestras criollas de aguacate se describen en las Tabla 2 y 3. Tabla No. 2: Distribución de fracciones morfológicas del fruto del aguacate (g) Variedades

Cáscara Fresca 54.0 176.3 125.0 261.0 152.0 153.7 123.0 195.0 90.0 99.3 111.7 126.0 124.2 02-2006

Pulpa Fresca

Hass 198.8 Utz 907.7 Booth 8 843.0 Panchoy 1506.0 Shupte 1244.5 Promedio 940.0 Criollos 1 468.3 Criollos 2 647.0 Criollos 3 363.3 Criollos 4 744.3 Criollos 5 227.7 Criollos 6 285.0 Promedio 455.9 Fuente: Proyecto FODECYT

Semilla + Tegumento 76.0 176.0 179.0 215.0 212.0 171.6 213.0 210.0 150.0 181.7 149.7 175.0 179.9

Fruta 328.8 1260.0 1147.0 1982.0 1608.5 1265.3 804.3 1052.0 603.3 1025.3 489.1 586.0 760.0

Con respecto al peso de la fruta de variedades, este fluctuó de 329 g para el Hass hasta 1982 g para el Panchoy. Con respecto a las muestras criollas la variación fue de 489 a 1052 g, que fue menor a la observada en las variedades. Con respecto de peso de las fracciones físicas de la fruta, en el caso de las variedades, la pulpa fue de 198 a 1506 g, la cáscara varió entre 54 a 261 g y la semilla entre 76 a 215 g. La variabilidad en las muestras criollas fue un poco menor para la pulpa, cáscara y semilla + tegumento.

Sin embargo, el peso

promedio de la semilla de las criollas fue de 180 g un poco mayor a la semilla de las variedades con un peso promedio de 172 g. La Tabla 3 presenta la distribución de las fracciones en términos porcentuales del peso total de la fruta. La pulpa representa el 74.3% del peso en las variedades y el 60.0 % para las muestras criollas. La cáscara representa el 12.1 y 16.3% del peso del fruto para variedades y muestras criollas 23

respectivamente. Finalmente la semilla representa el 13.6% del peso de la fruta para el caso de las variedades y el 23.2% para las muestras criollas.

El

tegumento de la semilla pesó 3.0 g en seco para las variedades, o sea 4.2% de la semilla y para las muestras criollas, el peso fue de 4.3 g promedio o el 4.5% de la semilla. Tabla No. 3: Distribución porcentual de fracciones morfológicas del fruto de aguacate Variedades Pulpa Hass 60.5 Utz 72.0 Booth 8 73.5 Panchoy 76.0 Shupte 77.4 Promedio 74.3 Criollos 1 58.2 Criollos 2 61.5 Criollos 3 60.2 Criollos 4 72.6 Criollos 5 46.5 Criollos 6 48.6 Promedio 60.0 Fuente: Proyecto FODECYT 02-2006

Cáscara 16.4 14.0 10.9 13.2 9.4 12.1 15.3 18.5 14.9 9.7 22.8 21.5 16.3

Semilla 23.1 14.0 15.6 10.8 13.2 13.6 26.5 20.0 23.7 17.7 30.6 29.9 23.7

La Tabla 4 presenta el peso de las fracciones de las variedades y muestras criollas deshidratadas.

La pulpa peso en promedio cantidades similares al

comparar las variedades vrs. las muestras criollas. El peso de la cáscara fue un poco mayor para las variedades, de 49.82 g vrs. 39.94 g para las muestras criollas, sin embargo en ambos casos la variabilidad en peso de la cáscara es grande. El promedio de peso de las semillas criollas fue mayor (91.39 g) al de las semillas de variedades (68.70 g), pero el tegumento fue bastante similar en peso entre las criollas y las variedades. El peso promedio de la fruta seca de las variedades fue de 327.8 g mientras que el de las muestras criollas el peso fue de 337.8 g.

24

Tabla No. 4: Distribución de la pulpa, cáscara y semilla deshidratada en variedades y muestras criollas de aguacate cultivadas en Guatemala Variedades Hass Utz Booth 8 Panchoy Shupte Promedio Criollos 1 Criollos 2 Criollos 3 Criollos 4 Criollos 5 Criollos 6 Promedio * Liofilizada ** Aire 60oC

Pulpa* 68.70 372.88 275.00 210.00 116.00 208.52 240.20 280.00 149.33 258.90 124.33 160.00 202.13

Cáscara** Semilla** Tegumento** 12.10 58.48 0.90 45.40 43.00 3.00 28.00 76.00 3.60 82.00 100.00 5.00 82.00 66.00 2.50 49.82 68.70 3.00 29.00 152.00 3.00 60.00 110.00 5.00 39.00 47.00 3.00 41.66 51.00 6.00 42.00 48.33 3.00 28.00 140.00 6.00 39.04 91.39 4.33 Fuente: Proyecto FODECYT 02-2006

Total 140.18 463.88 382.60 397.00 266.50 329.83 424.2 455.0 238.33 357.56 217.66 334.00 337.8

La distribución de las fracciones físicas en seco del peso de la fruta seca se presenta en la Tabla 5.

Esta distribución difiere a la distribución con las

fracciones húmedas como se muestran en la Tabla3, sin embargo la pulpa continua siendo la parte mayor de la fruta de aguacate, seguido de la semilla y por ultimo la cáscara. Tabla No. 5: Distribución porcentual de fracciones en estado deshidratado Variedades Pulpa Cáscara Hass 49.0 8.6 Utz 80.4 9.7 Booth 8 71.9 7.3 Panchoy 52.9 20.6 Shupte 43.5 30.8 Promedio 63.6 15.1 Criollos 1 56.6 6.8 Criollos 2 61.5 13.2 Criollos 3 62.6 16.4 Criollos 4 72.4 11.6 Criollos 5 57.4 19.3 Criollos 6 47.9 8.4 Promedio 59.9 11.8 Fuente: Proyecto FODECYT 02-2006 25

Semilla 41.7 9.3 19.9 25.2 24.8 20.9 35.8 24.2 19.7 14.3 22.2 41.9 27.0

Tegumento 0.6 0.6 0.9 1.3 0.9 0.9 0.7 1.1 1.2 1.7 1.4 1.8 1.3

Composición Química Proximal de las Fracciones Físicas de la Fruta del Aguacate Los datos de composición química proximal de las pulpas de las muestras de aguacate se resumen en la Tabla 6. Esta presenta la humedad original de la fracción así como la humedad después de liofilizada.

Los promedios de los

componentes químicos de variedades y de muestras criollas son muy similares y no son estadísticamente diferentes. De interés es el examen del contenido de gasa que mostró un promedio de 57.7% para las muestras criollas con una variabilidad de 50.4 a 66.8%, mientras que para las variedades el promedio fue de 52.8% con una variación de 44.8 a 60.1% de aceite. Esto es de interés ya que si se desea explotar industrialmente el aceite de aguacate, habría posibilidades buenas de hacer uso de variedades criollas altas en su contenido de grasa. En este sentido se busco la correlación que existe entre el contenido de grasa y el de materia seca en la pulpa el aguacate en base natural, encontrando una correlación altamente significativa (nivel 0.01) de r= 0.944 de todos los datos de la Tabla 6.

26

Tabla No. 6: Humedad natural y composición química proximal de la pulpa del aguacate (g %) Muestra

Humedad Proteína Natural Liofilizada 69.35 ± 3.71 ± Hass 2.95 ± 0.40 0.31 1.31 80.65 ± 1.71 ± Utz 3.87 ± 0.69 0.63 0.34 83.87 ± 5.45 ± Booth 8 3.98 ± 0.57 0.30 1.98 80.78 ± 5.43 ± Panchoy 3.89 ± 1.02 0 0.21 86.66 ± 8.17 ± Shupte 2.63 ± 0.40 0 0.58 Promedio 80.26 3.46 4.89 84.39 ± 3.74 ± Criollos 1 3.85 ± 0.82 1.11 0.91 88.75 ± 4.69 ± Criollos 2 2.51 ± 0.31 1.24 0.53 82.60 ± 8.23 ± Criollos 3 5.05 ± 1.41 0.25 0.51 3.42 ± 84.50 ± Criollos 4 2.72 ± 0.88 0.31 2.89 88.01 ± 3.86 ± Criollos 5 3.60 ± 1.43 1.14 0.76 81.11 ± 4.67 ± Criollos 6 2.98 ± 0.54 2.72 1.42 Promedio 84.89 3.45 4.77 Fuente: Proyecto FODECYT 02-2006

Grasa Cenizas 60.07 ± 0.70 49.83 ± 4.55 54.58 ± 0.53 59.21 ± 3.70 45.50 ± 3.97 52.84 66.82 ± 0.12 62.76 ± 2.61 50.05 ± 0.83 56.60 ± 2.89 54.59 ± 2.36 55.28 ± 1.16 57.68

6.05 ± 0.60 5.25 ± 0.54 4.99 ± 0.56 5.19 ± 0.39 6.90 ± 0.35 5.68 6.87 ± 0.71 6.65 ± 0.26 6.87 ± 0.71 6.30 ± 0.48 7.68 ± 1.50 5.28 ± 0.78 6.61

Fibra Carbohidratos Cruda 24.55 2.67 ± 0.95 ± 0.69 15.72 28.62 ± 4.26 ± 2.13 18.95 12.06 ± 1.22 ± 1.27 17.76 8.51 ± 1.11 ± 3.24 12.76 24.04 ± 0.87 ± 2.81 17.95 15.19 19.80 3.84 ± 0.76 ± 0.09 17.47 5.92 ± 1.96 ± 1.48 19.80 10.00 ± 2.42 ± 1.03 21.29 9.68 ± 2.08 ± 0.40 20.40 9.88 ± 1.47 ± 2.42 19.60 12.19 ± 3.51 ± 0.79 19.73 8.58

La Tabla 6a resume el contenido de agua de las 11 muestras y también el contenido de aceite calculado de los datos en la Tabla 6 a la humedad natural de la pulpa.

De estos datos se calculo la regresión % Aceite= 66.745 – 0.650

(%H2O), ecuación que puede ser indicadora de la madurez de la fruta para cada variedad.

27

Tabla No. 6a: Contenido de humedad y de aceite de la pulpa de 5 variedades y 6 muestras criollas Muestra Humedad, g % Hass 69.35 Utz 80.65 Booth 8 83.87 Panchoy 80.78 Shupte 86.66 Criollo 1 84.34 Criollo 2 88.75 Criollo 3 82.60 Criollo 4 84.50 Criollo 5 88.01 Criollo 6 81.11 % Aceite= 66.745 – 0.6850 (H2O) Fuente: Proyecto FODECYT 02-2006

Grasa, g % 18.97 10.03 9.17 11.84 6.23 10.84 7.24 9.17 9.02 6.79 10.76

La composición química proximal de la cáscara de la fruta de aguacate, de variedades y de muestras criollas se presentan en la Tabla 7.

28

Tabla No. 7: Composición centesimal de la cáscara de aguacate en base seca Variedades Humedad Proteína Grasa Cenizas 8.28 ± 0.00 2.88 ± 0.19 3.34 ± 0.72 4.39 ± 0.39 5.75 ± 0.65 4.93

9.14 ± 0.00 5.47 ± 0.09 5.62 ± 0.00 5.00 ± 0.00 4.31 ± 0.41 5.91

6.05 ± 0.64 2.34 ± 0.32 3.82 ± 0.17 3.82 ± 0.17 4.90 ± 0.28 4.19

4.15 ± 0.01

2.90 ± 0.00

4.97 ± 0.75

7.87 ± 0.05 3.77 ± 0.02 3.43 ± 0.00

6.63 ± 0.00 2.00 ± 0.00 2.07 ± 0.00

4.43 ± 0.33 3.52 ± 0.39 3.40 ± 0.15

3.42 ± 0.04

1.87 ± 0.09

3.62 ± 0.29

3.80 ± 0.01

2.40 ± 0.00

3.07 ± 0.39

Promedio 9.41 4.37 2.98 * Humedad natural Fuente: Proyecto FODECYT 02-2006

3.83

Hass Utz Booth 8 Panchoy Shupte Promedio Criollos 1

14.50 ± 0.12 12.18 ± 1.05 6.65 ± 1.48 10.26 ± 0.00 6.86 ± 0.23 10.09 8.84 ± 0.26

Criollos 5

13.98 ± 0.48 7.76 ± 0.98 10.30 ± 0.38 7.31 ± 0.59

Criollos 6

8.30 ± 1.77

Criollos 2 Criollos 3 Criollos 4

Fibra Carbohidratos Humedad* Cruda 50.65 75.75 ± 62.03 ± 0.26 ± 5.04 1.02 53.35 60.02 ± 77.14 ± 1.39 2.83 ± 2.26 54.63 63.05 ± 80.57 ± 1.60 ± 2.93 0.33 48.30 61.47 ± 76.53 ± 1.60 ± 6.79 4.10 34.56 43.62 ± 1.63 75.56 ± 0 ± 1.58 48.30 67.98 67.17 44.90 57.05 ± ± 79.14 ± 0.35 0.55 11.58 42.75 80.88 ± 67.09 ± 0.26 ± 9.77 0.10 53.16 55.52 ± 82.95 ± 0.83 ± 0.57 0.82 73.90 66.70 ± 80.80 ± 0.41 ± 0.90 0.77 61.21 70.95 ± ± 83.78 ± 0.44 1.25 10.85 56.13 65.53 ± ± 82.42 ± 1.39 1.56 15.81 55.44 79.36 66.10

La humedad de la cáscara tanto para variedades como para muestras criollas varió entre 55.5 a 75.7%, no habiendo diferencias entre muestras criollas y variedades.

El contenido de de proteína fue bastante variable tanto para

variedades como para muestras criollas. El promedio de las variedades fue de 4.93% y de las criollas 4.37%. Los mismo ocurrió con la grasa, mucho mas al entre variedades que entre muestras criollas. El promedio fue de 5.91% y de 2.98% para variedades y muestras criollas respectivamente.

El contenido de

cenizas en promedio fue similar entre grupos de muestras. Los valores de fibra 29

cruda fueron altos como era de esperarse y las muestras criollas contenían mayores niveles. Un análisis global de la composición química indica que este subproducto podría ser utilizado en alimentación animal de rumiantes por el alto nivel de fibra. Los datos de la composición química proximal de la semilla del aguacate se describen en la Tabla 8. Tabla No. 8: Composición centesimal de semilla de aguacate en base seca Variedades Humedad Proteína Grasa Cenizas 7.66 ± 3.44 ± 5.52 ± 0.53 0.03 0.00 9.44 ± 3.09 ± 6.32 ± Utz 0.73 0.02 0.28 12.78 ± 4.90 ± 6.70 ± Booth 8 1.48 0.17 0.00 5.83 ± 3.86 ± 6.00 ± Panchoy 0.34 0.18 0.00 8.04 ± 9.63 ± 4.05 ± Shupte 0.61 0.57 0.94 Promedio 8.75 4.98 5.72 11.86 ± 4.17 ± 3.80 ± Criollos 1 0.79 0.03 0.30 7.19 ± 5.74 ± 2.32 ± Criollos 2 0.59 0.24 1.35 8.96 ± 5.50 ± 3.31 ± Criollos 3 0.47 0.03 0.55 6.33 ± 3.39 ± 4.89 ± Criollos 4 0.32 0.03 0.00 5.51 ± 4.15 ± 3.11 ± Criollos 5 0.44 0.04 0.79 11.87 ± 4.66 ± 3.43 ± Criollos 6 1.07 0.52 0.00 Promedio 8.62 4.60 3.48 * Humedad natural Fuente: Proyecto FODECYT 02-2006 Hass

3.85 ± 0.03 2.79 ± 0.19 3.48 ± 0.21 2.73 ± 0.12 4.30 ± 0.26 3.43 2.30 ± 0.04 4.43 ± 0.34 3.50 ± 3.34 3.55 ± 0.04 3.98 ± 0.14 2.93 ± 0.25 3.45

Fibra Carbohidratos Humedad* Cruda 3.98 ± 60.14 ± 79.54 ± 0.56 0.45 0.31 4.24 ± 67.20 ± 78.37 ± 0.78 0.54 0.24 4.06 ± 53.85 ± 72.14 ± 1.56 0.21 0.69 2.67 ± 50.15 ± 81.58 ± 0.30 0.86 2.18 2.19 ± 42.45 ± 1.09 62.72 ± 0 0.30 3.43 62.82 58.82 3.09 ± 55.78 ± 78.47 ± 1.00 0.28 1.60 2.87 ± 55.24 ± 80.27 ± 1.26 0.23 0.49 6.60 ± 75.10 ± 84.83 ± 1.12 2.20 1.32 5.04 ± 66.26 ± 81.84 ± 0.29 1.00 6.27 5.13 ± 63.81 ± 83.26 ± 0.29 0.32 1.57 4.00 ± 57.36 ± 77.11 ± 2.06 0.28 2.35 4.45 80.96 62.26

La humedad fue similar para las variedades y las semillas de aguacate criollo 58.8 vrs. 62.3%. Los mismo se puede decir de la proteína con valores promedio de 4.98 y 4.60% respectivamente.

El contenido de grasa no es

superior al de la cáscara mostrada en la Tabla 7. Es de interés indicar que se ha 30

publicado sobre el contenido de ácidos grasos de la semilla pero no de la cáscara, a pesar de la similitud en contenido. Los niveles de cenizas y de fibra cruda son bastante similares entre muestras criollas y variedades. La semilla del aguacate contiene niveles altos de carbohidratos (62.8 a 80.9%) lo que sugiere su extracción y estudio. La semilla del aguacate fresca no muestras que esta cubierta por una estructura que se llama tegumento en el presente informe.

El contenido de

tegumento en base al peso de la semilla es no mayor del 5%. Dada la facilidad de su separación cuando la semilla se somete a deshidratación, se procesaron varias semillas para cosechar el tegumento para su análisis, esta información se presenta en la Tabla 9. Tabla No. 9: Composición centesimal de tegumento de semilla de aguacate en base seca Fibra Carbohidratos Humedad* Variedades Humedad Proteína Grasa Cenizas Cruda 26.54 11.47 ± 5.80 ± 3.88 ± 4.42 ± 48.52 ± Hass 74.43 ± 0.58 ± 9.03 0.36 0.44 0.53 0.00 2.71 33.32 11.79 ± 4.92 ± 3.00 ± 5.04 ± 66.76 ± Utz 75.25 ± 0.17 ± 2.71 0.22 0.23 0.09 0.00 2.36 30.85 9.78 ± 6.41 ± 3.00 ± 4.38 ± 57.32 ± Booth 8 76.43 ± 0.81 ± 2.08 0.19 0.31 0.00 0.33 2.05 32.85 6.66 ± 4.69 ± 3.00 ± 4.24 ± Panchoy 81.41 ± 0.33 68.49 ± 0 ± 3.03 0.63 0.18 0.00 0.33 31.52 8.04 ± 9.63 ± 4.05 ± 4.30 ± Shupte 42.45 ± 1.09 71.42 ± 0 0.61 0.57 0.94 0.26 ± 1.89 Promedio 9.55 6.29 3.39 4.48 31.02 69.99 62.51 25.03 11.86 ± 4.17 ± 3.80 ± 2.73 ± 56.90 ± Criollos 1 77.44 ± 1.00 ± 0.96 0.79 0.03 0.30 0.01 0.30 28.28 7.19 ± 5.74 ± 3.18 ± 2.79 ± 63.82 ± Criollos 2 81.10 ± 0.54 ± 0.74 0.59 0.24 0.36 0.00 4.05 28.34 9.27 ± 3.94 ± 3.00 ± 5.00 ± 58.59 ± Criollos 3 78.79 ± 0.48 0.27 0.80 0.00 0.25 ± 0.00 7.05 25.50 13.28 ± 5.81 ± 3.00 ± 3.30 ± 76.83 ± Criollos 4 74.61 ± 1.21 ± 4.55 7.17 1.05 0.19 0.00 0.27 34.48 11.70 ± 4.91 ± 1.06 ± 3.23 ± 62.38 ± Criollos 5 79.10 ± 0.28 ± 5.70 0.81 0.21 0.00 0.87 2.22 30.66 11.87 ± 5.57 ± 2.00 ± 3.28 ± 49.10 ± Criollos 6 ± 77.28 ± 0.03 0.79 0.12 0.00 0.35 9.90 16.23 Promedio 10.86 5.02 2.67 3.39 28.71 78.05 60.53 * Humedad natural Fuente: Proyecto FODECYT 02-2006 31

El tegumento contiene más proteína que la semilla independientemente si viene de muestras criollas o de variedades. Sin embargo, el contenido de grasa es inferior en el tegumento que en la semilla, lo cual se observa en el maní (19,20). El contenido de cenizas es bastante similar entre el tegumento y la semilla no así la fibra cruda significativamente mayor en el tegumento. Finalmente el contenido de carbohidratos es parecido entre las dos estructuras independientemente del efecto varietal o de muestras criollas. Contenido de elementos minerales, aminoácidos y ácidos grasos Minerales Algunas muestras de semilla de aguacate fueron analizadas pos su contenido mineral como se muestra en la Tabla10. Tabla No. 10: Contenido de algunos microelementos en la semilla de aguacate mg/100 g Muestra de Semilla Criollo 1 Criollo 2 Criollo 4 Hass Utz Fuente: Proyecto

Hierro

Cobre

5.31 ± 0.46 0.80 3.19 ± 0.26 0.50 3.71 ± 1.23 0.93 5.53 ± 0.66 0.54 1.87 ± 0.52 0.61 FODECYT 02-2006

± ± ± ± ±

0.13 0.11 0.08 0.19 0.23

Manganeso 0.34 0.31 0.35 0.29 0.39

± ± ± ± ±

0.02 0.08 0.08 0.11 0.03

Zinc 1.17 0.87 0.92 0.96 0.68

± ± ± ± ±

0.14 0.08 0.14 0.30 0.10

Con la excepción del Fe, la variabilidad en el contenido de Cu, Mn y Zn es reducida, no así la del Fe. En todo caso los valores son bajos. Sería de interés ampliar la información con más número de datos de los minerales indicados y de otros como el Ca, P y Mg. Aminoácidos Así mismo, 2 semillas de variedades y 2 de muestras criollas fueron analizadas por su contenido de aminoácidos, los datos se muestran en la Tabla 11. A pesar de que el contenido de proteína es relativamente bajo en la semilla de aguacate, estas fueron analizadas por su contenido de aminoácidos en hidrolizados ácidos (6N HCl) por cromatografía de intercambio iónico.

32

El

triptófano se evaluó por espectrofotometría ultravioleta.

Los resultados se

muestran en la Tabla 11. Tabla No. 11: Contenido de aminoácidos en semilla de aguacate (g/100 g Proteína) Aminoácido Criollo 1 Criollo 2 Valina 5.55 5.01 Isoleucina 3.83 3.57 Treonina 3.88 3.34 Triptófano 1.18 0.45 Fenilalanina 5.05 5.25 Leucina 7.22 6.93 Lisina 6.86 5.81 Metionina 2.58 1.75 Histidina 2.50 2.20 Acido 9.52 10.52 Aspártico Serina 5.25 5.11 Acido 11.76 12.98 Glutámico Prolina 5.21 4.98 Glicina 4.93 4.75 Alanina 5.27 5.55 Cisteína 1.19 1.14 Tirosina 2.66 2.79 Arginina 6.20 7.41 % Proteína 4.17 5.74 Fuente: Proyecto FODECYT 02-2006

Hass 5.41 3.97 3.83 0.60 5.33 7.27 6.22 1.90 1.99

Utz 6.79 4.78 5.09 1.96 5.44 9.15 8.73 1.73 2.60

9.72

11.91

5.88

6.27

12.93

13.96

4.70 5.00 5.61 1.32 2.85 7.56 4.27

5.69 6.12 7.66 1.53 3.12 6.60 3.09

Los primeros ocho en la lista son lo aminoácidos indispensables y la semilla de aguacate contiene niveles bastante adecuados de ellos.

Llama la

atención el contenido de triptófano (0.45 – 1.96 mg/100 g proteína), lo cual puede ser problema de hidrólisis. Sin embargo, el nivel de lisina es bastante adecuado. Así mismo, el contenido de aminoácidos azufrados se ve atractivo. En el primer caso (triptófano y lisina) de ser cierto podría constituir un excelente suplemento al maíz que es deficiente en esos dos aminoácidos. Así mismo, los altos niveles de azufrados hacen este recurso sea un buen suplemento para la proteína del frijol deficiente en metionina. estudiarlo un poco más profundo.

33

Es un aspecto que vale la pena

Acidos Grasos La semilla de aguacate contiene en base seca entre 4 a 5% de aceite. Estas son cantidades relativamente pequeñas, sin embargo, es de interés práctico conocer más sobre este recurso. Datos sobre 4 semillas criollas y 2 variedades se exponen en la Tabla 12. Tabla No. 12: Contenido de ácidos grasos en el aceite de la semilla de aguacate Acido Criollos Variedades Graso 1 2 3 5 Utz Hass Mirístico 5.31 6.47 8.47 7.75 12.83 8.16 (C14:0) Palmítico 40.71 48.46 44.50 38.40 26.06 24.10 (C16:0) Esteárico 3.85 5.57 0.57 4.77 0.79 5.87 (C18:0 Oleico 2.26 1.31 2.27 2.93 0 3.62 (C:18:1) Linoleico 3.39 1.29 2.60 0 1.83 1.23 (C18:2) Linolénico 2.47 0.84 1.54 3.72 3.70 2.68 (C:18:3) Fuente: Proyecto FODECYT 02-2006 Los datos son similares a los publicados por otros autores (5). Posiblemente la diferencia más grande entre semilla criolla y variedad es el contenido de ácido palmítico. Es conocido que este es el principal ácido graso del aceite de la semilla de aguacate. La semilla contiene un aceite con niveles interesantes de ácidos grasos poli insaturados. Es posible que las diferencias entre estos y otros datos de la literatura sean debido a factores genéticos o ambientales. Contenido de Polifenoles y Taninos en Semilla y Tegumento de la Semilla Las semillas de las muestras del fruto de aguacate después de lavadas y secadas por su humedad artificial fueron deshidratadas y luego molidas para tomar muestras para el análisis de taninos y polifenoles.

Durante la

deshidratación se removió por fricción el tegumento que también fue analizado.

34

Los datos recabados para polifenoles totales y taninos se describen en la Tabla 13. Tabla No. 13: Contenido de polifenoles y taninos en semillas de aguacate (base seca) Muestras

Polifenoles Totales (mg Catecol/100 g)

Varieades Hass 602.5 ± 278.51 Utz 215.81 ± 46.39 Booth 8 506.67 ± 94.80 Panchoy 568.44 ± 39.90 Shupte 1028.13 ± 173.94 Promedio 584.31 Criollo 1 251.37 ± 12.97 Criollo 2 180.62 ± 10.37 Criollo 3 129.39 ± 32.86 Criollo 4 412.34 ± 118.65 Criollo 5 386.14 ± 75.16 Criollo 6 623.84 ± 28.14 Promedio 312.27 Fuente: Proyecto FODECYT 02-2006

Taninos (mg Acido Tanino/100g) 332.82 ± 61.49 114.25 ± 109.19 400.80 ± 103.24 414.69 ± 58.15 313.08 ± 31.96 315.13 426.78 ± 80.49 145.70 ± 15.92 32.38 ± 24.32 213.39 ± 182.59 212.66 ± 33.79 182.49 ± 35.69 202.22

La variabilidad determinada es amplia tanto para polifenoles y taninos en variedades y muestras criollas.

Los niveles de taninos entre variedades y

muestras criollas es bastante parecido, no así el contenido de polifenoles que es mayor para las variedades con una variabilidad entre 215 a 1028 mg/100 g. Los contenidos de polifenoles y de taninos en el tegumento se presentan en la Tabla 14.

35

Tabla No. 14: Contenido de polifenoles y taninos en el tegumento de la semilla de aguacate (base seca) (mg/100 g) Muestras Polifenoles Totales Varieades Hass 152.2 ± 24.6 Utz 131.9 ± 9.6 Booth 8 167.4 ± 16.9 Panchoy 272.4 ± 11.2 Shupte 842.3 ± 140.4 Promedio 313.2 Criollo 1 744.9 ± 62.9 Criollo 2 178.9 ± 28.7 Criollo 3 163.3 ± 19.9 Criollo 4 193.4 ± 47.5 Criollo 5 160.3 ± 22.8 Criollo 6 215.5 ± 49.7 Promedio 276.0 Nd= No detectado Fuente: Proyecto FODECYT 02-2006

Taninos Nd 26.1 ± 32.9 84.2 ± 45.6 235.3 ± 147.0 477.0 ± 26.7 395.1 984.6 ± 137.7 188.5 ± 126.3 Nd 94.8 ± 137.6 Nd Nd 422.6

Los promedios del contenido de polifenoles entre variedades y muestras criollas fueron bastante similares a pesar de haberse encontrado una gran variabilidad entre las respectivas muestras.

Lo mismo se observo en el

tegumento y en este tejido varias muestras no dieron indicación de contener taninos. Valor de la Capacidad Antioxidativa de la Semilla de Aguacate Para el análisis de la capacidad antioxidativa se la semilla de aguacate se utilizó el método de DPPH desarrollado por Brand-Williams y col. (Use of free – radical method to evaluate antioxidant activity. Lebensm Wiss. Technol. 22:2530, 1995) (21).

Usando 10 mg de muestra de semilla de aguacate y una

solución de DPPH de 0.022 g/100 ml se evaluó la capacidad antioxidativa de las muestras. Los datos se presentan en la Tabla 15.

36

Tabla No. 15: Capacidad antioxidativa de la semilla de aguacate Muestra

Promedio mcg, g

Variedad Hass Utz Panchoy Booth 8 Criollo 2 Criollo 4 Criollo 5 Criollo 6 Fuente: Proyecto FODECYT 02-2006

7.07 6.22 6.28 8.98 6.09 5.33 4.81 3.50

x x x x x x x x

10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4

Entre las variedades la variedad Utz y Panchoy tienen una capacidad antioxidativa mas baja que las otras dos y son bastante similares.

Entre las

semilla criollas, la muestra 6 mostró la capacidad antioxidativa mejor entre las muestras criollas y entre todas las muestras.

En general parece que las

muestras criollas mostraron mejores capacidad antioxidativa que las variedades. Se trato de establecer la relación antioxidativa y el contenido de polifenoles, sin embargo no se encontró ninguna relación, lo cual sugiere utilizar mejores técnicas analíticas para determinar polifenoles en la semilla. Ya que se encontró que la semilla del aguacate posee una relativa buena capacidad antioxidativa se trató de usar los extractos de la semilla en un modelo usando pasta de aguacate en un diseño como el que fuera propuesto por Elez Martínez y Col. (17), midiendo el índice de peróxidos durante el almacenamiento del puré en frío. El diseño utilizado esta descrito en la Tabla 16.

37

Tabla No. 16: Indice de peróxidos en el puré de aguacate con adición de antioxidante Muestra

Antioxidante

1

Indice e Peroxidos mcg O2/kg Días 5 10 15 0.10 ± 0 0.47 ± 0.04 0.48 ± 0

Control C + 10 ml extracto 2 0.28 ± 0 alcohólico tegumento 3 C + 200 ppm Vit. C 0.09 ± 0 4 C + 200 ppm EDTA 0.10 ± 0 C + 10 ml extracto 5 tegumento + 200 0.56 ± 0.01 ppm EDTA C + 10 ml extracto 0.56 ± 0 6 alcohólico semilla Fuente: Proyecto FODECYT 02-2006

0.73 ± 0.04

0.95 ± 0.06

0.44 ± 0 0.42 ± 0.06

0.48 ± 0 0.58 ± 0

0.96 ± 0.30

0.98 ± 0.01

0.53 ± 0

1.26 ± 0.13

Después de 5, 10 y 15 días de almacenamiento las muestras fueron analizadas por el índice de peróxidos (IP) (18) dando los valore indicados en la Tabla 16. Los tratamientos 1, 3 y 4 mostraron resistencia a la oxidación, lo cual no era esperado para la muestra 1 (control). Las muestras 2, 5 y 6 mostraron un incremento en el índice de peróxidos mayor para el tratamiento con 10 ml de extracto alcohólico de la semilla seca; o sea que ni el extracto del tegumento ni el extracto de semilla mostraron capacidad antioxidativa. Este modelo que es talvez mas atractivo que el método DPPH debe ser mejor controlado y diseñado ya que la prueba es contra el substrato o sea la pulpa del aguacate. Por otro lado se vio por el método de DPPH que existe variación entre muestras lo cual también puede ser cierto en el caso de este modelo. Valor Nutritivo de la Cáscara Los datos de composición química proximal de la cáscara del aguacate se presentan a principios de esta sección del informe la cáscara es un importante subproducto ya que su distribución varía entre 8 a 26% en variedades y materiales criollos.

También existe una variación amplia entre variedades y

entre selecciones criollas. Los cuadros anteriores muestran el contenido de nutrientes siendo el mas importante en cantidad la fibra dietaría. Sin embargo el subproducto contiene cantidades pequeñas de proteína y de grasa. Debido a su alto contenido de fibra, 38

su evaluación biológica en ratas se llevo a cabo usando una dieta de caseína al 12%, la cáscara deshidratada al 31%, adicionando 4% minerales, 5% de aceite, 1% de mezcla vitamínica y almidón de maíz para ajusta al 100%. La harina de cáscara se ofreció cruda y cocida a grupos de 8 ratas de 22 días de edad y la alimentación fue ad líbitum. Los resultados se presentan en la Tabla 17. Tabla 17: Valor nutritivo de la cáscara del fruto de aguacate Ingrediente

Aumento en Alimento Peso, g Ingerido, g Promedio Promedio Cáscara cruda 59 370 Cáscara cocida 89 329 Caseína 130 403 * Alimento ingerido/aumento en peso

Eficiencia Digestibilidad Alimenticia* de Proteína % 6.42 60.7 3.69 51.0 3.10 90.5

Los datos en la tabla indican que la cáscara del aguacate tiene potencial como un alimento animal sobre todo si es precocida térmicamente. No hubo mortalidad y el tamaño de las heces de los dos grupos experimentales fue grande en comparación con las del grupo control de caseína y almidón. Valor Nutritivo de la Semilla de Aguacate En vista del peso de la semilla con respecto al peso del fruto (14 – 24%) y su composición química, con respecto a ácidos grasos del aceite y aminoácidos de la proteína se decidió ser de interés práctico conocer su potencial nutritivo. Para este fin se utilizó la rata albina del laboratorio, raza Wistar (22). La harina de la semilla de aguacate se incorporo en una dieta basal al 35%. Las ratas fueron alimentadas adlibitum, tanto ratas jóvenes como ratas adultas. Además de la muestra cruda se procesaron semillas molidas cocidas en agua por 0, 30, 60, 90 y 120 minutos. Se secaron con aire caliente y luego fueron molidas. Los resultados de un primer ensayo con ratas jóvenes se presentan en la Tabla 18. La semilla del aguacate se ofreció cruda, cocidas por 20, 60, 90 y 120 minutos a ratas jóvenes (8 ratas/grupo) de 22 días de edad.

39

Tabla 18: Respuesta biológica en ratas jóvenes alimentadas con harina cruda y procesada de semilla de aguacate Dieta Semilla cruda Semilla cocida 30 min. Semilla cocida 60 min. Semilla cocida 90 min. Semilla cocida 120 min.

Aumento en Peso, g Machos Hembras - 13 ± 2.4 - 10 ± 2.5 - 12 ± 2.2 - 11 ± 2.2 - 12 ± 1.5 - 11 ± 2.6 - 12 ± 0.5 - 11 ± 2.6 - 13 ± 1.2 - 12 ± 2.4

La mortalidad fue completa ocurriendo a los dos y tres día después de iniciado el estudio. Un ensayo similar llevado a cabo en duplicado se llevo a cabo usando ratas adultas entre 120 a 210 g de peso, machos y hembras. Los tratamientos a la semilla del aguacate fueron iguales o sea cocción por 0, 30, 60, 90, 120 minutos usando dietas de caseína. Los resultados se resumen en la Tabla 19, para uno de las dos pruebas llevadas a cabo. Tabla 19: Cambios en peso de ratas adultos alimentadas con semilla de aguacate procesado Tratamiento

Aumento en Peso, g

Semilla cruda Semilla cocida 30 min. Semilla cocida 60 min. Semilla cocida 90 min. Semilla cocida 120 min. Control

- 59 ± 14.8 - 65 ± 12.7 - 48 ± 4.6 - 50 ± 9.0 - 48 ± 9.0 + 61 ± 22

Días a Muerte de Inicio 13 13 11 11 11 Vivas

Los resultados en el segundo estudio con ratas adultos fue muy parecido al anterior. En otros estudios la semilla con una extracción con agua y seguida de una extracción con 0.05 N NaOH. Los materiales secos fueron utilizados en la dietas, sin embargo no se encontró una reducción de la toxicidad. Un hallazgo que puede ser de interés práctico es que fue posible aislar el almidón de la semilla a través del extracto acuoso de la harina de la semilla, ya que esta contiene en teoría hasta 85% de carbohidratos.

Otro aspecto de interés fue que un

subproducto de la infestación de la semilla por gorgojos de los granos, contiene 40

un pigmento rojo y al ser ofrecido a los animales (ratas) estos soportaron su consumo. El valor nutritivo de la semilla de aguacate continuara siendo un tema de interés de investigación junto con el contenido y clase de polifenoles y su capacidad antioxidativa.

41

III.1 Discusión de Resultados Uno de los aspectos que llamó mucho la atención de este proyecto fue la gran variabilidad en el peso del fruto de aguacate. El más pequeño de todos fue la variedad Hass (329 g) y la más pesada fue la variedad Panchoy (1922 g). Las muestras criollas pesaron más que el Hass, o sea que es una característica de los aguacates de Guatemala de ser más pesados que el Hass fruta que denomina el mercado urbano de Guatemala y también el de exportación. La pulpa en las variedades representa mayor peso de la fruta que las selecciones criollas. Es posible que la selección de las variedades se haya hecho en base al contenido de pulpa que es la parte comestible. Sin embargo, lo mismo se podría lograr con muestras criollas las cuales mostraron niveles de pulpa similares a las variedades. El análisis químico de la pulpa mostró diferencias en el contenido de nutrientes mayores entre variedades y materiales criollos. Aunque el número de muestras es pequeño y de localidades dispersas se calculó la regresión estadística entre el contenido de humedad y el de grasa dando la siguiente ecuación altamente significativa que fue % contenido de agua = 66.645 – 0.650 (% grasa).

Con un análisis del contenido de humedad se puede producir el

contenido de grasa con bastante seguridad, lo cual es útil para definir la época de cosecha entre varias cosas. La determinación de humedad se llevo a cabo a través del uso de microondas como mecanismos de deshidratación que es relativamente rápido. La semilla y la cáscara son dos subproductos de la fruta del aguacate que pueden jugaran un papel importante en caso el aguacate llegaría a ser procesado industrialmente. Representa un total del 25 al 40% del peso del fruto contribuyendo más la semilla.

La composición química de estos dos

subproductos no es especial en algún macronutriente, con la excepción del carbohidrato en la semilla pero si pueden ser utilizados para otros fines como alimentación animal en el caso de la cáscara del fruto. El patrón de aminoácidos de la proteína de la semilla es de interés y amerita su estudio y aislamiento por su posible alta calidad. La semilla es sumamente rica en taninos que hace que la semilla de aguacate tome un color rojo al ser cortada. Estos pigmentos podrían 42

ser extraídos como ya se ha intentado. El almidón es fácilmente extraído y será necesario hace un análisis para fines de su mejor conocimiento. El contenido de aceite en la semilla no esta presente en una alta cantidad con un patrón de ácidos grasos diferente al de la pulpa pero comestible. En varios procesos de extracción del aceite de la pulpa, la semilla es procesada junto con la pulpa obteniéndose una mezcla de dos aceites. La semilla mostró una alta capacidad antioxidativa que vale la pena continuar estudiando.

Esta área así como la

toxicidad de la semilla vale la pena continuar estudiando. Finalmente, la cáscara deshidratada del aguacate no es tóxica, excepto que contiene altos niveles de fibra dietética. La calidad funcional y biológica de esta fibra podría ser evaluada. Mientras tanto su más posible aplicación será la de un ingrediente en alimentación animal.

43

PARTE IV IV.1 Conclusiones 1. La pulpa representa entre el 46.5 al 77.4% del peso del fruto del aguacate de Guatemala que pesa entre 329 a 1982 g/unidad. 2. La cáscara de la fruta equivale a 9.4 al 22.8% del peso del fruto. 3. La semilla representa entre el 10.8% al 30.6% del peso del fruto. 4. Estos valores sugieren posibilidades de selección de fruta con niveles más adecuados de pulpa, cáscara y semilla. 5. La pulpa contiene niveles 10 – 12 veces más altos en grasa que la cáscara y semilla del fruto. 6. Existe una correlación interesante y altamente significativa entre humedad o materia seca de la pulpa y su contenido de grasa. 7. El contenido de macronutrientes en la cáscara y en la semilla sugieren ser materia prima de interés para otros sistemas de producción. 8. Destaca el contenido de aminoácidos de la proteína de la semilla y del contenido de carbohidratos. 9. La semilla es alta en el contenido de polifenoles y en actividad antioxidante. 10. La semilla es altamente tóxica para la rata de laboratorio y no fue posible detoxificarla por procesos comunes de laboratorio como cocción. 11. La cáscara es de alto contenido de fibra dietética y su utilización más probable es como ingrediente en alimentación animal. 12. La industrialización del aguacate da origen a dos subproductos, la semilla y la cáscara. Desde el punto de vista nutricional la semilla contiene sustancias tóxicas que no fue posible eliminar. Sin embargo, desde el punto de vista químico ofrece aceite, proteína, almidón y pigmentos. 13. La cáscara deshidratada fue aceptada por la rata a pesar de su alto contenido de fibra dietética, la cual puede ser útil para alimentación animal.

44

IV.2 Recomendaciones 1. Continuar con la evaluación del uso de la cáscara del fruto del aguacate en alimentación animal. 2. Continuar con los estudios de la toxicidad de la semilla del aguacate. 3. Evaluar la capacidad antioxidativa de la semilla del aguacate en modelos con pulpa de la fruta. 4. Desarrollar métodos de extracción y caracterización química y funcional de la proteína, grasa y carbohidratos de la semilla. 5. En base al peso de la semilla con respecto al fruto del aguacate, que varía entre los 14 – 24% es atractivo continuar con su utilización. Como ya fue mencionado esta incluye el aislamiento de los pigmentos, la extracción, caracterización y funcionalidad de la proteína, el aceite y el almidón de la semilla.

45

IV.3 Referencias Bibliográficas 1. Vásquez Santizo, J. 2000. Caracterización agronómica y fisicoquímica del aguacate nativo en el altiplano occidental guatemalteco. Instituto de Ciencia y Tecnología Agrícola, ICTA, Guatemala. 2. Méndez, W., Melgar, N., M. Martínez y M. Godinez (2000). aguacate en Guatemala. PROFRUTA.

El cultivo del

3. Méndez, W. 1998. Un cultivo nativo precolombino de Guatemala. Aguacate, promesa para las exportaciones. Agricultura Año 1, No. 1 39 – 40. 4. Duester, K.C., 2000. 35:151-157.

Pleasure of the table avocados.

Nutrition Today.

5. Bora, P.S., N. Narain, R.V.M. Rocha and M.Q. Paulo, 2001. Characterization of the oils from the pulp and seeds of avocado (cultivar fuerte) fruits. Grasas y Aceites 52:171-174. 6. Werman, M.J., I. Neeman, 1986. Effectiveness of antioxidants in refined, bleached avocado oil. J. Am. Oil Chem. Soc. 63:352-355. 7. García-Fajardo, J.A., M. del R. Ramos-Godínez y J. Mora-Galindo, 1999. Estructura de la semilla de aguacate y cuantificación de la grasa extraída por diferentes técnicas. Revista Chapingo Semi Horticultura 5:123-128. 8. Valeri, H., F. Gimeno N. 1953. Estudio fito-químico toxicológico de las frutas de aguacate (Persea americana - C. Bauhin, Pinax 441,1623). Rev. Med. Vet. y Paras. 12:131. 9. Nepote, V., N.R. Grosso and C.A. Guzman, 2002. Extraction of antioxidant components from peanut skins. Grasas y Aceites 53:391-395. 10. Geissman, J.A. & Dittmar, H.F.K., 1965. Aproanthocyanidine from avocado seeds. Phytochemistry 4: 359 -368. 11. Matsusaka, Y. Kawabata, J. and Kabai T. 2003. Antioxidant constituents in avocado (Persea Americana Mill) seeds. Nippon Shohukin Kagahu Kagahu Kaishi 50: 550 – 552. 12. Yean-Yean, Soon, P.J. Barlow, 2004. Antioxidant activity and phenolic content of selected fruit seeds. Food Chem. 88:411 – 417. 13. Terosawa, N., M. Sakahibara and M. Murata, 2006. Antioxidant activity of avocado epicarp hot water extract. Food Sci. Tech. Res. 12: 55 – 58.

46

14. AOAC, 1990. Official Methods of Analysis 15th. Ed. Association of Official Analytical Chemist. Washington, D.C. 15. Waterman, P.G. and S. Mole, 1994. Extraction and Chemical Quantification in Methods in Ecology: Analysis of Phenolic Plant Metabolites 84-89. J.H. Lawton, G.E. Likens (Eds.) Blackwell Scientific Publication London, UK. 16. Koskoski, M.E., A. Agustin G., A.M. Troncoso, J. Mancini-Filho and R. Fett, 2005. Aplicación de diversos métodos químicos para determiner actividad antioxidante en pulpa de frutas. Ciencia Tecnol. Alimentos Campinos 25:726 – 732. 17. Elez-Martinez, P., R.C. Soliva-Fortuny, S. Gorinstein and O. Martin-Belloso, 2005. Natural antioxidants preserve the lipid oxidative stability of minimally processed avocado puree. J. Food Sci. 70: 5325 – 5329. 18. Instituto Nacional de Nutrición Salvador Zubiran. Depart. Ciencia y Tec. Alimentos Div. Nutrición Exp. y Ciencia de Alimentos. 1984. Manual de técnicas de laboratorio para el análisis de alimentos. Publ. No. 63, México, D.F. 19. Duh, P.D., D.B. Yeh and G.C. Yen, 1992. Extraction and identification of ana antioxidativa component from peanut hulls. J. Am. Oil Chem. Soc. 69:814-818. 20. Duh, P.D., & G.C. Yen, 1997. Antioxidant efficacy of methanolic extracts of peanut hull in soybean and peanut oil. J. Am. Oil Chem. Soc. 74:745748. 21. Brand-Williams, N., Cuvelier, M.E., Berskt, C. 1995. Use of free radical method to evaluate antioxidante activity. Lebensm. Wiss Technol. 22: 25-30. 22. United Nation University, 1980. Evaluación nutricional de alimentos proteínicos. Eds. P.L. Pellet and U. R. Young. Publicación WHTR3/UNUP-129 Universidad de las Naciones Unidas. Tokyo – Japón. 23. Menchu M., H. Mendez, M.A. Barrera y L. Ortega, INCAP 1996. Valor Nutritivo de los Alimentos de Centro America. 24. SIG/MAGA. Sistema de Información Geográfica (SIG) MAGA 2001. Mapa Final. Areas aptas cercanas a vías asfaltadas para el desarrollo del cultivo de aguacate (Persea Americana) variedad Hass y variedad Booth 8.

47

25. Tejada C. (1979). Nutrition and feeding practices of the Maya in Central America. In: Aspects of the History of Medicine in Latin America. J. Z. Bowers and E. F. Purcell (Eds). The Joseph Macy J. Foundation 1979, pp. 54 – 85 New York. 26. Ciencia y Tecnología Maya (2000). M. de Monterroso, Ivan Azurdia Bravo (Eds). 2008 Guatemala. 27. ANACAFE, Cultivo de Aguacate. Programa de Diversificación de Ingresos en la Empresa Cafetalera, Guatemala, Junio 2004. 28. Vásquez Santizo J. (2000) Caracterización agronómica y fisicoquímica del aguacate nativo en el altiplano occidental guatemalteco, MAGA-ICTA 2000. 29. Velásquez M. J.J. Aguilar Sánchez (2004) Reproducción del aguacate en algunas áreas de Guatemala. AGRI-CULTURA Año VII No. 67, Octubre 2004 pp. 5 – 7. 30. Méndez W. (1998). Un cultivo nativo precolombino de Guatemala: Aguacate, promesa para las exportaciones. AGRI-CULTURA Año 1, No. 1 Enero 1998. pp. 39 – 40 31. Espiresen E. y S. Tortiello (1990). AGEXPORT, Guatemala, 1990.

Estudio de mercado del aguacate,

32. MAGA, Sistema de Información Geográfica (SIG) MAGA (2004). Mapa Final. Area aptas cercanas a vías asfaltadas para el desarrollo del cultivo del Aguacate (Persea americana) variedad Hass y variedad Booth 8 SIGMAGA, 2001. 33. Morton J. (1987). Avocado. Persea americana, pp. 91 – 103. In: Fruits of warm climates. Julia F. Mortin, Miami, Fl. 34. Braham & R. Bressani. Pulpa de Café. Composición, Tecnología y Utilización. Eds. J.E. INCAP, Guatemala 1978, IDRC Canadá. 35. Del Cid, M. C. 1997. Evaluación química y fisicoquímica de los subproductos del procesamiento del mango. UVG 1997. 36. Fernández Schwank, J. 1995. Composición química proximal y digestibilidad in Vitro de la mazorca de cacao fresca y ensilado. Tesis UVG. 37. Sadir R. Olio di abocato: tecnologia dell’ estrazione e industrializaciones di revani: La Revista Italiana Delles Sostanze Grasse 49:90 – 93, 1972.

48

38. Valeri H. & F. Gimeno (1953). Estudio fitoquimico toxicológico de las frutas de aguacate (Persea americana). Rev. Medicina Veterinaria y Parasitológica 12(1 a 4) 131 – 163. 39. Weatherby, Le Roy S. and D.G. Surber 1931. Chemical composition of Avocado seed. Ind. Eng. Chem. 23:1921 – 1923. 40. Slater, G.G., S. Shankman, J.S. Sheferd and R.B. Alfin-Slater. Seasonal variation in the composition of California avocado. J. Agric. Food Chem. 23:468 – 474, 1975. 41. OEA 1976. Aguacate. Seminario sobre procesamiento de frutas tropicales, México, Nov. 1976.

49

IV. ANEXOS

Muestras del fruto de aguacate utilizadas en el estudio

50

Harinas de Aguacate Procesadas en Crudo y Cocidas

51

Semillas de aguacate procesadas a diferentes tiempos de cocción

52

Almidón y pigmento obtenido de la semilla de aguacate

Bioterio, ratas en experimento utilizadas para estudios biológicos

53