elocation-id: e3696
La lenteja es de alto valor nutricional y de cultivo sostenible, por su contenido proteico es fuente alternativa de proteínas. Su transformación a harina facilitaría el desarrollo de alimentos, beneficiando su perfil nutricional y contribuyendo a la diversificación de fuentes proteicas. El objetivo fue evaluar la calidad proteica de la harina de lenteja verde y roja. La investigación se desarrolló en la Facultad de Químico Farmacobiología, Morelia, Michoacán en el año 2023. Las harinas de lenteja se obtuvieron por molienda de las semillas y por cocción tradicional (94 °C). Se realizó un análisis químico proximal y se determinaron las fracciones proteicas (método Osborne). La calidad proteica se determinó por Score y PDCAAS. La lenteja verde es alta en proteínas y fibra, la roja en carbohidratos y cenizas. Las fracciones proteicas son mayoritarias y fueron globulinas y albúminas, estas disminuyeron después de la cocción. La harina de lenteja roja presentó mejor perfil de aminoácidos corregidos por digestibilidad, con alto Score y PDCAAS. En conclusión, las de harina de lenteja son una fuente proteica alternativa para desarrollar alimentos nutritivos. Futuras investigaciones podrían optimizar sus propiedades funcionales y sensoriales mediante tecnologías como la extrusión, ampliando su uso en dietas calórico-proteicas.
Lens culinaris M., calidad proteica, fracciones proteicas, legumbres.
Las legumbres son importantes en la nutrición humana, son fuente proteica destacable (22 a 32%), este porcentaje depende principalmente del tipo de semilla y la variedad (Sáenz- Reyes et al., 2022). La lenteja contiene aminoácidos esenciales (leucina, lisina, treonina y fenilalanina) y es deficiente en aminoacidos azufrados: metionina, cisteína y triptófano (Mefleh et al., 2021).
Las lentejas son fundamentales para la seguridad alimentaria por su aporte proteico, ayudando a reducir la desnutrición y otras enfermedades (Bessada et al., 2019). Son un recurso soberano y sostenible, con larga vida útil, cultivos estables, adaptables al clima, y contribuyen a la fijación de nitrógeno, beneficiando otros cultivos y reduciendo el uso de fertilizantes (Prada et al., 2024).
Las variedades de lenteja se distinguen por su color: amarillas, naranjas, rojas, verdes, marrones y negras, con diferencias en textura, composición y apariencia (Chandler et al., 2022). La lenteja Verdina (verde de Puy) es la más producida y consumida en México, es de tamaño pequeño, de color verde-amarillento (Meenal et al., 2023).
La lenteja roja, producida principalmente en Canadá, tiene tonalidades rojizas-anaranjadas y está desprovista de piel, lo que reduce su tiempo de cocción, facilita la digestión y le da un sabor menos vegetal. Sin embargo, su contenido de fibra es menor (Kaale et al., 2022).
Las principales partes de la lenteja son: cotiledón (89%) que contiene proteínas y carbohidratos, testa (10%) con polifenoles, y eje embrionario (1%) (Samaranayaka et al., 2024). En México, Michoacán concentra el cultivo de lenteja verde (90-95%), cuya superficie ha incrementado (Sáenz-Reyes et al., 2022). La lenteja roja, aunque valorada, es importada y poco utilizada en la cocina mexicana.
El consumo tradicional de lenteja es en guisos, purés, guarniciones, aperitivos o postres; al ser fuente rica en proteínas con aminoácidos esenciales, puede complementarse con los aminoácidos esenciales de los cereales aportando proteínas de calidad. A la par proporciona carbohidratos, micronutrientes y fibra (Chandler et al., 2022).
El perfil del consumidor ha cambiado, en tal sentido, el desarrollo de productos a base de lenteja: harina, germinados, extruidos y aislados proteicos, entre otros, resultan alternativas para diversificar su consumo aprovechando su aporte en proteínas, minerales, carbohidratos, entre otros (Soto et al., 2023).
El contenido proteico en las lentejas es de 20-25%, la mayoría de estas proteínas son de almacenamiento (80%): globulinas (65-70%) y albúminas (10-15%) (Gilani, 2021). Su composición aminoacídica se caracteriza por una baja concentración de metionina y cisteína, son ricas en arginina, ácido aspártico, glutámico y lisina (Kumar et al., 2022).
Las proteínas en la lenteja se clasifican en estructurales, con actividad biológica, y de reserva (Boye et al., 2009). Para separar las fracciones proteicas (FP) de las proteínas de reserva se utiliza el método Osborne, que las clasifica según su solubilidad en distintos solventes y su pH isoeléctrico, obteniéndose cuatro tipos de fracciones (Kumar et al., 2022).
Las albúminas (25.1-31%) son solubles en agua, tienen propiedades funcionales como enzimas y lectinas. Participan en la degradación proteica durante la germinación. También incluyen proteínas de defensa: inhibidores de tripsina y lectinas. En las legumbres, las albúminas son fuente de lisina y metionina (Patto et al., 2019).
Las globulinas son proteínas de reserva solubles en soluciones salinas, constituyen entre el 26.2-34.6.5% en legumbres y se componen por legumina y vicilina (Martín-Cabrejas, 2019). En menor proporción están las prolaminas, solubles en alcohol-agua (50-80%), FP principal en cereales (maíz y trigo), ricas en prolina y glutamina. Por último, las glutelinas son solubles en medios ácidos o alcalinos (Boye et al., 2009).
La calidad proteica se refiere a la cantidad de aminoácidos esenciales y su digestibilidad. En legumbres, es menor que en las proteínas animales debido a su bajo contenido de metionina y cisteína, la resistencia de algunas proteínas a la digestión y la presencia de compuestos anti-nutricionales que afectan su digestibilidad (Khazaei et al., 2019).
Una proteína biológicamente completa contiene todos los aminoácidos esenciales en cantidad igual o superior a la establecida para cada aminoácido en una proteína de referencia. Las proteínas que poseen uno o más aminoácidos limitantes son incompletas, ya que limitan la síntesis proteica, no pudiendo utilizarse por completo (Chandler et al., 2022).
El cómputo aminoacídico o Score proteico compara la cantidad del aminoácido limitante en una proteína con una proteína de referencia. Para determinar el Score se emplean valores de los aminoácidos esenciales lisinas, triptófano, treonina, metionina y cisteína, ya que son aminoácidos que suelen encontrarse limitados en algunos alimentos (Avilés- Gaxiola et al., 2017).
La digestibilidad proteica corresponde a la proporción de nitrógeno ingerido y absorbido. El organismo humano excreta entre 10 y 25% del nitrógeno ingerido, una parte proviene del nitrógeno dietético no absorbido, la otra parte de la proteína (Suleiman et al., 2019).
El método del cómputo de aminoácidos corregido por digestibilidad (PDCAAS) evalúa la calidad nutricional de fuentes proteicas. El PDCAAS de una proteína se determina por el cómputo de aminoácidos (entre 0 y 1), multiplicado por el valor de digestibilidad de la proteína (0.8) (Boye et al., 2009; Avilés-Gaxiola et al., 2017).
La lenteja es una alternativa en la búsqueda de proteínas sostenibles debido a su contenido proteico, bajo costo de producción y cultivo sostenible. La harina de lenteja tiene potencial para desarrollar alimentos altos en proteínas, por lo que es importante evaluar su calidad y el efecto de la cocción sobre sus FP. Por ello, el objetivo fue analizar la calidad proteica de las harinas de lenteja verde y roja para determinar su potencial como fuente alternativa de proteínas.
Semillas de lenteja (Lens culinaris M.) variedades verde y roja. La verde marca Verde Valle® y la roja marca lima limón® fueron adquiridas en un mercado local de Morelia, Michoacán, México. Se trasladaron al Laboratorio de Biotecnología MC Víctor Manuel Rodríguez Alcocer de la Facultad de Químico Farmacobiología de la UMSNH.
La semilla de lenteja cruda (125 g) se trituró en seco en un molino eléctrico Golden Wall® hasta obtener un tamaño de partícula de 0.25 mm, y la harina se selló al vacío para su análisis. Otro lote de lentejas (125 g) fue cocido tradicionalmente en 400 ml de agua a 94 °C: 15 min (lenteja verde) y 7 min (lenteja roja). Las semillas cocidas se deshidrataron en un deshidratador Hamilton Beach® (12 h a 50 °C). Finalmente, se trituraron en el molino eléctrico y se sellaron al vacío para su análisis.
De la composición química de la lenteja verde y roja se determinó humedad, cenizas, proteína cruda, aceite, fibra total y carbohidratos (AOAC, 2005). El nitrógeno se determinó por el método Kjeldahl. El contenido de proteínas se calculó como nitrógeno, utilizando el factor 6.25 para convertir el nitrógeno en proteína bruta. El aceite se obtuvo por el método Soxhlet mediante extracción con hexano por 4 h.
Las cenizas fueron calculadas del peso remanente posterior a la incineración de la muestra a 550 °C por 2 h. La humedad fue determinada con base en la pérdida de peso de la muestra posterior a su secado a 110 °C por 4 h. Los carbohidratos se obtuvieron por diferencia del total de lo analizado.
Se utilizó el método de Osborne (1924). Los solventes para extracción de las FP fueron: agua destilada, cloruro de sodio al 5%. 1 g de harina de lenteja (cruda y cocida) se colocó en un tubo de ensayo con 14 ml de solvente, con tiempo de disolución de 12 h. Luego se centrifugó a 4 000 rpm por 20 min en una centrifuga eléctrica marca Dauz®, el sobrenadante se ajustó a pH 4.5 con HCL 1N y se centrifugó a 4 000 rpm por 10 min. Las FP precipitadas se lavaron con agua destilada y se secaron a 40 ºC por 12 h. Se realizaron tres ensayos para calcular el porcentaje de proteína en cada fracción: % proteína= (proteína extraída en la fracción (g)) / (cantidad de harina (g)) x 100.
La calidad proteica de la harina de lenteja se determinó calculando el Score de aminoácidos corregidos por digestibilidad (PDCAAS). Se consultaron cuadros de composición química de alimentos sobre la cantidad de proteínas en lenteja, así como el contenido de aminoácidos indispensables y la digestibilidad proteica de la semilla. Como proteína patrón se utilizó el patrón de aminoácidos para niños y adultos especificado en la WHO/FAO/UNU (2007).
El Score proteico se calculó utilizando la ecuación:
Finalmente, con base en la digestibilidad para la harina de lenteja reportada en la literatura, se calculó el PDCAAS utilizando la ecuación:
En el análisis de los parámetros químicos de la lenteja verde y roja (Cuadro 1), se observó que la lenteja verde presentó con diferencias estadísticamente significativas (p≤ 0.05) el mayor contenido de humedad (8.16%) con respecto a la variedad roja (7.3%).
Una humedad superior al 15% en legumbres, favorece la generación de hongos, contaminación y descomposición afectando la estructura de la semilla. Puede inducir su germinación debido a la activación de enzimas, comprometiendo la integridad de la semilla y su calidad nutricional (NOM-247-SSA1-2008).
La lenteja verde presentó una concentración significativamente (p≤ 0.05) más alta de aceite (1.56%) que la roja (1.03%), con una diferencia de 0.53%. Wyss et al. (2020) encontraron que diferentes variedades de lentejas tienen entre 1-3% de aceite, a excepción de la soya y el cacahuate (23.31% y 50.46% respectivamente).
Las legumbres contienen entre 2 a 5% de cenizas (potasio, magnesio, hierro y manganeso) (Bessada et al., 2019). Estos, igual que otros componentes varían según el cultivo, ambiente y genotipo (Chandler et al., 2022). La lenteja verde tiene 2.72% de cenizas y la roja (2.92%) (Cuadro 1). Valores similares (2.83%) a los reportados por Gallegos-Tintoré et al. (2004).
La lenteja roja tiene más carbohidratos (39.72%) que la verde (33.56%). Incluyen almidón, oligosacáridos y fibra (Kaale et al., 2022), estos generan una sensación de saciedad prolongada, su digestión lenta y bajo índice glucémico se asocian con una reducción de obesidad y enfermedades cardiovasculares (Ros-Berruzco et al., 2021).
El contenido en proteínas en la variedad verde fue de 27.07%, mayor (p≤ 0.05) que la roja (25.83%). Suleiman et al. (2019) encontraron 20-28% en lenteja verde y roja. Reyes-Bautista et al. (2023); Khazaei et al. (2019), reportaron valores inferiores (22.4% y 25.16%). En comparación, el garbanzo (Cicer arietinum) contiene (23.56%-21.34%), frijol negro (Phaseolus vulgaris L.) (18.5%), haba (Vicia faba) (27.17%) y arveja (Pisum sativum) (22.64%) (Chandler et al., 2022).
La FP mayoritarias en las harinas de lenteja verde y roja, cruda y cocida se muestran en el Cuadro 2. Las FP mayoritarias para ambas variedades fueron globulinas (19.19%-18.35%) y albúminas (17.1%-16.76%), significativamente más altas en la variedad verde. Estos resultados son comparables con Reyes-Bautista et al. (2023) en harina de lenteja, quienes reportaron: albúminas (46.41%) y globulinas (26.5%).
[i] Los valores son medias en base seca ± la desviación estándar (n= 3) de las fracciones proteicas extraídas (%). Letras minúsculas diferentes indican que las medias dentro de la misma variedad de lenteja son significativamente distintas entre sí. Letras mayúsculas diferentes señalan que las medias entre las variedades de lenteja verde y roja también son significativamente diferentes (p≤ 0.05).
Las FP albúminas y globulinas en la harina de lenteja verde cruda y cocida (Figura 1), la harina de lenteja cruda presentó el mayor porcentaje (albúminas 18.35-12.95% y globulinas 12.72-18.35%); sin embargo, no son estadísticamente diferentes. Cuando la lenteja es cocida, disminuyen las albúminas (9.83-9.33%) y globulinas (10.58-10.33%).
La temperatura puede desnaturalizar a las proteínas y romper enlaces peptídicos, alterando su estructura. La cocción provoca reacciones de Maillard, donde los grupos amino de las proteínas interactúan con azúcares, disminuyendo la disponibilidad de aminoácidos esenciales. Además, cambios en el pH durante la cocción puede modificar el punto isoeléctrico, afectando la solubilidad y funcionalidad proteica (Khazaei et al., 2019). Con respecto a la FP albúmina, su porcentaje en harina cruda (14.48%) es significativamente mayor con respecto a la harina cocida (9.33%). En las globulinas disminuyó de 15.57% a 10.33% en harina cocida.
Las albúminas, solubles en agua, experimentan desnaturalización durante la cocción, lo que cambia su estructura nativa al hidratarse las semillas (Lam et al., 2016). Altas temperaturas, forman complejos con otras proteínas, hidrolizándose enzimáticamente (Arango et al., 2012).
En la harina de lenteja roja, cruda y cocida, las FP albúminas y globulinas disminuyen con la cocción (Figura 2). El contenido de albúminas es mayor en la harina de lenteja cruda (13.44%) que en la cocida (9.83%). De manera similar, las globulinas son más abundantes en harina cruda (14.87%) disminuyendo significativamente en la cocción.
La cocción redujo albuminas y globulinas en un 7.9% en la harina de lenteja verde y un 10% en la roja. Sin embargo, es necesaria para el consumo directo o si la harina cruda se utilizará para otros alimentos, ya que el tratamiento térmico elimina compuestos antinutricionales: inhibidores de proteasas, lectinas, taninos y saponinas (Prada et al., 2024).
Cabe destacar que las albúminas comprenden enzimas, inhibidores de proteasas y amilasas, y lectinas. Las globulinas se clasifican en: legumina (11S) y vivilina (7S), una tercera proteína es la convicilina. La convicilina tiene aminoácidos azufrados, ausentes en vicilina (Lam et al., 2016).
El Score determina el porcentaje del aminoácido limitante en una matriz alimentaria, es el de menor proporción con respecto al mismos aminoácidos en la proteína de referencia (Fernández-Orozco et al., 2003). En el Cuadro 3 se resume el cálculo del Score proteico y el cómputo de aminoácidos corregido por digestibilidad de la proteína, incluyendo los aminoácidos limitantes.
[i] a= corresponde a la cantidad de proteína que hay en 30 g de lentejas; bN= nitrógeno; c= equivalentes de g de nitrógeno, se obtiene al dividir el contenido de proteínas de las lentejas por 6.25; d= valores obtenidos al multiplicar la cantidad de nitrógeno de la lenteja por la cantidad de lisina, metionina + cisteína, treonina y triptófano; e= representa el contenido de cada aminoácido en un gramo de nitrógeno de la muestra.
La lenteja verde presentó un menor Score en metionina y cisteína (0.66%, 0.93%) y PDCAAS (0.52 y 0.76) en comparación con la roja, siendo estos los aminoácidos limitantes. La variedad roja presentó mejores valores en lisina, treonina y triptófano (1.5, 1.69, 1.5) y PDCAAS (1.2, 1.35, 1.2). El máximo PDCAAS para aminoácidos esenciales es 1 (leche, huevo y soja) (Ros-Berruzco et al., 2021). Aun con aminoácidos limitantes, la harina de lenteja es rica en proteínas y aminoácidos esenciales, siendo adecuada para dietas proteicas y sostenibles.
Las harinas de lenteja son opciones nutritivas para reincorporarse a la dieta. Ambas variedades son alternativas a la proteína animal. Aunque las harinas crudas contienen más albúminas y globulinas que disminuyen con la cocción, esta puede mejorar su digestibilidad al reducir factores antinutricionales. La harina de lenteja roja presentó mayor calidad proteica, con mejor perfil de aminoácidos y digestibilidad.
Tecnologías como extrusión o fermentación pueden mejorar las propiedades fisicoquímicas y sensoriales. Se propone la microencapsulación para la estabilidad de los compuestos bioactivos de la harina de lenteja verde y estudiar su efecto en la reducción de colesterol y presión arterial.
Las autoras(es) agradecen a la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, México, a la Coordinación de Investigaciones Científicas (CIC) y al Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnologías (CONAHCYT) por la beca para el estudiante egresado. Este proyecto contó con el apoyo de la Coordinación de Investigación Científica de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, México. Convocatoria 2022-2023.
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