Estudio de la aptitud del garbanzo (Cicer arietinum L.) para la elaboración de alimentos con perfil saludable

Tesis (Doctor en Ciencias Agropecuarias) -- UNC- Facultad de Ciencias Agropecuarias, 2024

Fil: Losano Richard, Pedro. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentina.

Fil: León, Alberto Edel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Cátedra de Química Biológica; Argentina.

Fil: León, Alberto Edel. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos Córdoba (ICYTAC); Argentina.

Fil: León, Alberto Edel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos Córdoba (ICYTAC); Argentina.

Fil: Carreras, Julia Juana del Carmen. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentina.

El garbanzo (Cicer arietinum L.) es una planta leguminosa adaptada a climas semiáridos que se destaca por aportar nitrógeno al suelo. Sus granos son una excelente fuente de proteínas, carbohidratos funcionales y compuestos minoritarios bioactivos con un potencial efecto positivo en la salud de las personas. Gracias a décadas de investigación y desarrollo, Argentina posee una amplia diversidad genética de garbanzo, esta diversidad se ve reflejada en la composición físico-química y la morfología que tienen los granos de cada genotipo. El uso y el valor de los granos en la industria alimentaria depende de estas características. Conocer el efecto de cada genotipo de garbanzo sobre la calidad tecnológica de los alimentos permite vincular las decisiones del productor con la industria que los procesa. El objetivo de este trabajo fue evaluar la influencia de diferentes genotipos de garbanzo sobre la calidad físico-química, tecnológica y funcional de diferentes alimentos. Al mismo tiempo estudiar la bioaccesibilidad y el efecto prebiótico de los compuestos bioactivos presentes. En este estudio, se investigó el efecto del ambiente y la genética en el rendimiento y calidad del garbanzo a campo. Los resultados demostraron que el cultivar Kiara UNC-INTA sobresalió por su rendimiento promedio, mientras que los cultivares desi, de menor tamaño y coloración más oscura, se destacaron por su rendimiento estable en diferentes condiciones. El agua es el factor ambiental que más influyó en el crecimiento del garbanzo. En ambientes con estrés hídrico se observó una disminución en la altura de las plantas y el contenido de proteínas. Respecto a la influencia genética, se determinó una alta heredabilidad en el tamaño del grano. Este atributo se estudió de manera precisa y eficiente mediante el análisis de imágenes, diferenciando al cultivar Kiara UNC-INTA por su elevado calibre (9-10 mm). Los patrones morfológicos identificados en las imágenes se correlacionaron con la composición química de los granos. Los granos más pequeños presentaron un mayor contenido de fibra soluble e insoluble, la cual afecta significativamente la calidad tecnológica de los alimentos, influyendo en la absorción de agua de las harinas y la textura final. Adicionalmente, en las imágenes se asoció un color más oscuro con un mayor contenido de polifenoles con elevada capacidad antioxidante. En este sentido, destaca el innovador cultivar Chañarito UNC, de color negro. En cuanto a la bioaccesibilidad de los compuestos presentes en los granos, se constató que el procesamiento necesario para elaborar alimentos aumenta la digestibilidad del almidón y las proteínas. Los diferentes genotipos permitieron obtener una amplia variedad de calidades tanto en pastas, como hummus y fainá. Por último, se determinó la presencia de galactoligosacáridos con alto potencial prebiótico en los granos de garbanzo y sus derivados. Se evaluó la capacidad de estos compuestos para promover el crecimiento de bacterias probióticas in vitro, observando una importante actividad de las bacterias beneficiosas en la producción de ácidos grasos de cadena corta. Los aportes realizados por esta tesis convalidan el efecto saludable del consumo de alimentos hechos con garbanzo. Además, brindan herramientas a la cadena de valor para obtener un alimento de mejor calidad científicamente validada.

Chickpea (Cicer arietinum L.) is a leguminous plant adapted to semi-arid climates, which stands out for providing nitrogen to the soil. Its grains are an excellent source of proteins, functional carbohydrates and minority bioactive compounds with a potential positive effect on human health. Thanks to decades of research and development, Argentina has a wide genetic array of chickpeas. Such a diversity is visible in the chemical and physical composition and the morphology of grains in each genotype. The use and value of grains in the food industry depends on these characteristics. Knowing the effect of each chickpea genotype on the technological quality of foods makes it possible to link farmers’ decisions with the processing industry. The aim of this study was to assess the influence of diverse chickpea genotypes on the physical, chemical, technological and functional quality of different food products. The bioaccessibility and prebiotic effect of the bioactive compounds were also studied. First, the effect of environment and genetics on chickpea yield and quality in the field was investigated. The results showed that the Kiara UNC-INTA cultivar stood out for its superior average yield, while the desi cultivars, smaller in size and darker in colour, stood out for their stability under different conditions. Water was confirmed as a crucial factor for chickpea growth. In water-stressed environments, a decrease in plant height and protein content was observed. With respect to genetic influence, grain size was shown to be highly determined by heritability. This attribute was studied accurately and efficiently by image analysis, making the Kiara UNC-INTA a distinct cultivar by its high calibre (9-10 mm). The morphological patterns identified in the images were correlated with the chemical composition of the grains. Smaller grains had a higher content of soluble and insoluble fibre, which significantly affects the technological quality of the food, water absorption of the flours and final texture. Additionally, a darker colour was associated with a higher content of polyphenols with high antioxidant capacity, as revealed by the images. In this regard, the black colour of the innovative cultivar Chañarito UNC stood out. Regarding the bioaccessibility of the compounds present in the grains, it was found that the processing necessary to produce food increases the digestibility of starch and proteins. The use of different genotypes made it possible to obtain a wide variety in the quality of pasta, hummus and fainá. Finally, the presence of galacto-oligosaccharides with high prebiotic potential in chickpea grains and their derivatives was determined. The ability of these compounds to promote the in vitro growth of probiotic bacteria was evaluated, and an important activity of the beneficial bacteria in the production of short-chain fatty acids was observed. The contributions of this thesis help prove the healthy effect of the consumption of foods made with chickpea. In addition, they provide tools enhancing the value chain to obtain a better and scientifically validated-quality food.

Fil: Losano Richard, Pedro. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentina.

Fil: León, Alberto Edel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Cátedra de Química Biológica; Argentina.

Fil: León, Alberto Edel. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos Córdoba (ICYTAC); Argentina.

Fil: León, Alberto Edel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos Córdoba (ICYTAC); Argentina.

Fil: Carreras, Julia Juana del Carmen. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentina.