El guar (del hindi : ग्वार : gvār) o frijol de racimo , con el nombre botánico Cyamopsis tetragonoloba , es una legumbre anual y la fuente de la goma guar . También se conoce como frijol gavar, gawar o guvar. El nombre del género Cyamopsis significa parecido a un frijol (del griego : κύαμος : kýamos "frijol" + griego : ὄψις : ópsis "vista"). El nombre específico proviene del latín : tetragōnoloba que significa de cuatro lóbulos .
Se desconoce el origen de la Cyamopsis tetragonoloba , ya que nunca se la ha encontrado en estado silvestre. [1] Se supone que se desarrolló a partir de la especie africana Cyamopsis senegalensis . Fue domesticada posteriormente en el sur de Asia , donde se ha cultivado durante siglos. [2] El guar crece bien en zonas semiáridas, pero son necesarias lluvias frecuentes.
Esta legumbre es una planta valiosa en un ciclo de rotación de cultivos, ya que vive en simbiosis con bacterias fijadoras de nitrógeno. [3] Los agricultores de las regiones semiáridas de Rajastán siguen la rotación de cultivos y utilizan guar para reponer el suelo con fertilizantes esenciales y fijación de nitrógeno , antes del próximo cultivo. El guar tiene muchas funciones para la nutrición humana y animal, pero el agente gelificante en sus semillas (goma guar) es el uso más importante. [2] La demanda está aumentando debido al uso de goma guar en la fracturación hidráulica ( gas de esquisto bituminoso ). [2] También es un ingrediente principal del juguete Slime . Aproximadamente el 80% de la producción mundial se produce en la India , pero debido a la fuerte demanda, la planta se está introduciendo en otros lugares.
Cyamopsis tetragonoloba crece erguida y alcanza una altura máxima de hasta 2-3 metros (7-10 pies). Tiene un tallo principal único con ramificación basal o ramificación fina a lo largo del tallo. Las raíces pivotantes de guar pueden acceder a la humedad del suelo a bajas profundidades. [3] Esta leguminosa desarrolla nódulos radiculares con bacterias del suelo fijadoras de nitrógeno rizobios en la parte superficial de su sistema radicular. Sus hojas y tallos son en su mayoría peludos, dependiendo del cultivar. Sus hojas finas tienen una forma ovalada alargada (5 a 10 centímetros (2 a 4 pulgadas)) y de posición alterna. Los racimos de flores crecen en la axila de la planta y son de color blanco a azulado. Las vainas en desarrollo son bastante planas y delgadas y contienen de 5 a 12 semillas ovaladas pequeñas de 5 milímetros ( 1 ⁄ 4 pulgadas) de largo (TGW = 25-40 gramos (1- 1+1 ⁄ 2 oz)). Por lo general, las semillas maduras son blancas o grises, pero con exceso de humedad pueden volverse negras y perder capacidad germinativa. El número de cromosomas de las semillas de guar es 2n=14. [4] Las semillas de las habas de guar tienen una característica notable. Su grano consiste en un germen rico en proteínas (43–46%) y un endospermo relativamente grande (34–40%), que contiene grandes cantidades de galactomanano. [2] Este es un polisacárido que contiene polímeros de manosa y galactosa en una proporción de 2:1 con muchas ramificaciones. [5] Por lo tanto, exhibe una gran actividad de enlace de hidrógeno [1] teniendo un efecto viscosificante en líquidos.
El guaraná es tolerante a la sequía y amante del sol, pero susceptible a las heladas. [1] Aunque puede soportar lluvias escasas pero regulares, requiere suficiente humedad en el suelo antes de la plantación y durante la maduración de las semillas. [6] Los períodos frecuentes de sequía pueden provocar un retraso en la maduración. [3] Por el contrario, la humedad excesiva durante la fase de crecimiento inicial y después de la maduración conduce a una menor calidad de las semillas. [1] El guaraná se produce cerca de las zonas costeras de la región de Gandhidham en Kutch, Gujarat, India.
Cyamopsis tetragonoloba (L.) puede crecer en una amplia gama de tipos de suelo. Preferiblemente en suelos fértiles, de textura media y franco arenosos que estén bien drenados, ya que el encharcamiento disminuye el rendimiento de la planta. El guar crece mejor en condiciones alcalinas moderadas (pH 7-8) y es tolerante a la salinidad. Sus raíces pivotantes están inoculadas con nódulos de rizobios y, por lo tanto, produce biomasa rica en nitrógeno y mejora la calidad del suelo . [3]
[3] [4]
El guaraná se cultiva principalmente en el noroeste de la India, con cultivos más pequeños en las zonas semiáridas de las altas llanuras de Texas en los EE. UU. , [7] Australia y África. La zona de cultivo más importante se centra en Jodhpur en Rajastán, India, donde la demanda de guaraná para fraccionamiento produjo un auge agrícola como en 2012. [8] Actualmente [¿Cuándo? ¿A partir de 2023?], India es el principal productor de frijol en racimo, representando el 80% de la producción del total mundial, mientras que las regiones de Rajastán , Gujarat y Kutch ocupan las áreas más grandes (82,1% del total) dedicadas al cultivo de guaraná. Además de su cultivo en la India, el cultivo también se cultiva como cultivo comercial en otras partes del mundo. [9] Varios productores comerciales [10] han convertido sus cultivos a la producción de guaraná para apoyar la creciente demanda de guaraná y otros cultivos orgánicos [11] en los Estados Unidos.
Pusa Naubahar y Pusa Sadabahar. Se siembran semillas a razón de 30 kilogramos/hectárea (9–11 lb/acre) con un espaciamiento de 45–60 × 20–30 cm (18–24 × 8–12 in) en febrero-marzo y junio-julio. Durante la temporada de lluvias, las semillas se siembran a 2–3 cm (~1 in) de profundidad en los caballones y en los surcos durante los meses de verano. El FYM se aplica a razón de 25 toneladas/ha (11,1 toneladas/acre). La recomendación de N, P2O5 y K2O para el cultivo es de 20:60:80 kg/ha (18:53:71 lb/acre). El rendimiento promedio es de 5 a 6 toneladas/ha (2,2–2,6 toneladas/acre). Existe poca información disponible sobre la variabilidad genética del frijol en racimo que aborde los rasgos cualitativos (Pathak et al. 2011). [12]
Agricultura
Uso doméstico
Las semillas de la semilla de guar contienen un gran endospermo. Este endospermo está formado por un gran polisacárido de galactosa y manosa. Este polímero es soluble en agua y presenta un efecto viscosificante en agua. La goma guar tiene multitud de aplicaciones diferentes en productos alimenticios, productos industriales y la industria extractiva .
En varios alimentos y bebidas la goma guar se utiliza como aditivo para cambiar su viscosidad o como fuente de fibra.
La goma guar parcialmente hidrolizada (PHGG) se produce mediante la hidrólisis enzimática parcial del guaraná, el galactomanano del endospermo de las semillas de guar ( goma guar ). Es un polisacárido neutro que consiste en una cadena principal de manosa con unidades laterales de galactosa individuales que se encuentran en casi dos de cada tres unidades de manosa. El peso molecular promedio es de aproximadamente 25.000 daltons . Esto da como resultado una PHGG que aún se ensaya y funciona como una fibra dietética soluble.
El PHGG que se vende comercialmente es completamente soluble, estable a los ácidos y al calor, no se ve afectado por los iones y no se gelifica en altas concentraciones. El PHGG comercial tiene aproximadamente un 75 % de fibra dietética y tiene un efecto mínimo en el sabor y la textura de los alimentos y bebidas. El PHGG es completamente fermentable en el intestino grueso, con una alta tasa de formación de ácidos grasos volátiles. El pH de las heces se reduce junto con un aumento en el volumen fecal que consiste principalmente en masa celular bacteriana y agua. Los estudios clínicos han demostrado un efecto prebiótico del PHGG. Los estudios han demostrado que el PHGG se puede utilizar para mantener la regularidad. El PHGG se utiliza en alimentos para la suspensión de partículas, la emulsificación, el antienvejecimiento , el control de los cristales de hielo y los productos horneados con bajo contenido de grasa.
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Los derivados de la goma guar que han reaccionado posteriormente se utilizan en aplicaciones industriales, como las industrias papelera y textil, la flotación de minerales, la fabricación de explosivos y la fracturación hidráulica (fracking) de formaciones de petróleo y gas. [8] [17] La goma guar se suele reticular con iones de boro o cromo para hacerla más estable y resistente al calor. La reticulación de la goma guar con iones metálicos da como resultado un gel que no bloquea la formación y ayuda de manera eficiente en el proceso de limpieza de la formación. La goma guar y sus derivados forman complejos de gel con iones de aluminio, circonio, titanio, cromo y boro. [18] La reacción borato-guar es reversible y depende del pH (concentración de iones de hidrógeno) de la solución. Esta reacción se utiliza para dar al "slime" de juguete su consistencia. La reticulación de la goma guar con borato ocurre a un pH alto (aproximadamente 9-10) de la solución. La goma guar ha demostrado ser un sustituto útil de la goma de algarroba (elaborada a partir de semillas de algarrobo ).
La harina de guar korma y la harina de guar churi se utilizan ampliamente como materia prima para producir varios tipos de alimentos para ganado, alimentos para acuicultura, alimentos para peces, alimentos para aves de corral, alimentos para productos lácteos, alimentos para cerdos, etc.
El uso de goma guar en la extracción de petróleo y gas de esquisto mediante fracturación hidráulica (fracking) ha aumentado considerablemente la demanda. Solo el 10% de la producción india se utiliza en el país. El 90% restante se exporta para las industrias de gas de esquisto y petróleo. En consecuencia, muchos antiguos campos de algodón o trigo se convierten en campos de guar, ya que los costos de producción son más bajos. El aumento de los precios de la goma guar también tiene otras razones. [19]
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