domingo, 24 de abril de 2011

EL METODO CIENTIFiIO (III)

Met inv 2010
El método científico
J. Seminario

“…es siempre mejor contar con un método, aunque éste sea deficiente, que no tener ninguno a mano…” (Luis Piscoya).

Introducción. El criterio de demarcación entre la investigación científica y no científica es el método. Es decir, la investigación es científica si sólo si usa el método científico. Si bien es cierto, no existe total acuerdo entre los científicos, en cuál es el método general de la ciencia, existe un método que los científicos y la ciencia usan mayoritariamente. Pero hay que reconocer que existen otros métodos minoritarios que también pretenden erigirse como métodos generales de la ciencia. Entonces, cabe preguntarse ¿cuál es la disciplina que estudia el método o los métodos?, ¿qué es el método?, ¿cuál es su relación con la técnica?, ¿cuál es el método científico y en qué consiste? ¿cómo se aplica el método científico en cada disciplina?. En esta presentación nos proponemos absolver estas preguntas.


La metodología

El diccionario de la RAE la define por un lado, como ciencia del método y en segundo lugar como el conjunto de métodos que se siguen en la investigación científica o en una exposición doctoral. Para Ferrater (2001), la metodología se ocupa de investigar los métodos generales empleados en la ciencia y la filosofía. Por su parte, Sabino (2000) sostiene que la metodología es el estudio del método o métodos y abarca la justificación y la discusión de su lógica interior, el análisis de los diversos procedimientos concretos que se emplean en las investigaciones y la discusión acerca de sus características, cualidades y debilidades.

Para Bunge (2002) la metodología es el estudio de los métodos más generales y exitosos en las diversas ramas de la investigación. Y para Tamayo (2004) la metodología es el tratado del método o la ciencia del método. También es la investigación sistemática y formulación de métodos que debe usarse en la investigación científica.

Desde una perspectiva parecida, Miller citado por Eyssaautier (2006) dice que la metodología es un cuerpo de conocimientos que describe y analiza los métodos, indicando sus limitaciones y recursos, clarificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus potenciales para los avances de la investigación. En este sentido el objetivo de la metodología es el mejoramiento de los procedimientos y el criterio utilizado en la conducción de la investigación científica

De todo lo dicho por los autores mencionados, se deduce que la metodología en términos prácticos es una disciplina, que por un lado, pone en manos del investigador los diversos métodos generales aplicables en cada disciplina y en cada investigación.  Por otro lado,  justifica, valida, analiza su lógica interna y sustenta su elección y aplicación en casos específicos. Entonces, en una investigación específica, será pertinente hablar de metodología cuando se va a emplear más de un método (descritos, analizados, explicados y justificados), de lo contrario sólo debe referirse al método.  

 

Importancia en los diferentes campos de la actividad humana. Es indudable que la metodología será útil e importante en cualquier actividad humana. Sin embargo, es mucho más relevante en el trabajo científico y profesional. Por ello es que cuando se hace referencia  a la metodología, casi siempre nos referimos a la que se aplica en la investigación científica. 




 

El método

La palabra método significa hacer algo con arreglo a un orden o siguiendo un camino para alcanzar un fin o una meta determinados. El término proviene de meta = hacia, a lo largo, y odos = camino: camino hacia algo (García, 2003). Sin embargo, Piscoya (1995) hace notar que –en investigación-- esto no implica un camino necesariamente preexistente, sino un camino que puede ser creado y perfeccionado en el proceso de la práctica. En otras palabras, en investigación, a veces el camino se hace al andar. Feliz coincidencia entre un filósofo e investigador y el poeta Antonio Machado: “Caminante, son tus huellas el camino, y nada más; caminante, no hay camino, se hace camino al andar. Al andar se hace camino, y al volver la vista atrás se ve la senda que nunca se ha de volver a pisar. Caminante, no hay camino, sino estelas en el mar”.

Un método se expresa en normas o reglas. Es decir, un  método es un conjunto de normas regulativas o reglas que adecuadamente observadas, conducen al logro de un fin o meta o al menos lo facilitan (Piscoya, 1995).

Luis Piscoya nos recuerda que hay métodos de alta seguridad. Por ejemplo, un algoritmo. Este se define como un conjunto de pasos finitos y concatenados que de manera segura permite solucionar un tipo específico de problema repetitivo, al que ya se le ha encontrado y sistematizado una solución metódica. Y  hay otros métodos  en los que las reglas no garantizan el logro de la meta, pero la facilitan. Un ejemplo es el método científico. Pero, el autor sugiere que  es mejor contar con algún método, aunque deficiente, que no tener ninguno (Piscoya, 1995)


La técnica

Un concepto relacionado y con el cual se confunde el concepto de método, es el de técnica. Esta se define como los procedimientos operativos rigurosos, bien definidos, trasmitidos y susceptibles de ser aplicados repetidas veces en las mismas condiciones (Alonso, 1997). También, modernamente,  se la define como la manera de usar las herramientas científicas. Entendiéndose por éstas, a los instrumentos físicos o conceptuales que se usan en el quehacer científico. Por ejemplo, el uso del cálculo y del análisis gráfico, son diferentes técnicas para encontrar el valor mínimo o máximo de una función (Ackoff, citado por Eyssautier, 2006). En biología, son técnicas notables la de  tinción de tejidos y la de corte de tejidos. En resumen, las técnicas se refieren a procedimientos más específicos que se usan al aplicar un método (Eyssautier, 2006). En algunos casos, la distinción entre ambos, es difícil.  Así,  podemos encontrar casos en lo cuales se habla de técnica documental, o método documental; técnica de la encuesta o método de la encuesta; técnica de observación o método de observación.

Otra definición de técnica es: Conjunto de normas que se siguen en el desarrollo práctico de una actividad humana, intelectual o manual, o en sentido más específico; el conjunto de las actividades humanas que, con bases sólo empíricas o bien aplicando nociones científicas más complejas con fines prácticos, tienden a la creación de utensilios, instrumentos y aparatos adecuados para mejorar los aspectos materiales de las condiciones de vida humana (Editorial Planeta, 2001).

La técnica es muy antigua, más antigua que la ciencia. Sin embargo, a partir del siglo XVI la técnica moderna y la ciencia empezaron a compenetrarse y a  partir del siglo XIX la investigación científica empezó a ejercer su influencia sobre la técnica. Y en el siglo XX la ciencia se convirtió en el principal factor del progreso técnico. Pero a su vez, la técnica en muchos casos, ha sido el principal impulsor de la ciencia y la ha llevado a niveles extraordinarios, principalmente a través de la puesta en uso de instrumentos muy finos. Hoy, la técnica tiene como fuente y protectora a la ciencia básica y las dos constituyen los motores de la sociedad moderna (Bunge, 2003). 

Por otra parte, la tecnología viene a ser la aplicación sistemática del conocimiento científico para la solución de los problemas  de la sociedad. Esto implica el uso de teorías y técnicas específicas. La tecnología también es conceptuada como el conjunto de los instrumentos y procedimientos industriales de un determinado sector o producto.



El método científico (MC) o método general de la ciencia

Hay consenso entre los científicos en que la ciencia tiene que tener un método general ó método científico (MC). Este lo podemos definir como el conjunto de reglas seguidas en la investigación científica. Es un criterio de demarcación entre la investigación científica  y no científica. Es decir, una investigación es científica si solo si, usa el método científico.

Sin embargo, hay ciertas discrepancias en cuál es ese método general de la ciencia. En otras palabras, en la ciencia hay más de un método general y muchos métodos específicos (estos últimos se refieren a cada disciplina en particular). Sin embargo, el método general mayoritariamente usado en la ciencia es el deductivo o hipotético-deductivo, del cual nos vamos a ocupar. En este sentido, la ciencia y los científicos se unifican, en cierto modo, por el uso de este método.


El método hipotético deductivo (HD). También denominado método del “ensayo y error” o de conjeturas y refutaciones (Pérez,  2004). Popper en su obra La lógica de la investigación científica, publicada originalmente de alemán, en 1934, propone el método deductivo como el método general de la ciencia, en contraposición al método inductivista, predominante hasta ese momento, propiciado por los neopositivista del Círculo de Viena (1922-1936), con  larga trayectoria, desde Aristóteles (322-384 a.C), Bacon (1561-1626) y Galileo (1564-1642).

Según este método, dado un problema, la solución (nuevo conocimiento) se obtiene partiendo de una generalización o hipótesis (abstracción) y mediante un proceso de deducción cada vez menos abstracta se llega a los hechos motivo de estudio (observación, medición), para confirmar o no confirmar la hipótesis planteada al principio. Como puede verse, es un camino que va desde la concepción del problema hasta la respuesta o solución. Es decir, la investigación se inicia con el problema frente al cual se plantea una hipótesis o respuesta provisional. El problema de investigación aquí no surge de las observaciones (como en la inducción) sino del estado del conocimiento de una ciencia, en un momento dado. Son problemas teóricos por ejemplo, las inconsistencias internas de una teoría, los desacuerdos, la derivación de nuevas hipótesis no contrastadas de teorías más o menos consolidadas, las articulaciones entre teorías. Y son ejemplos de problemas empíricos todos los casos ante los cuales las teorías no han dado respuestas satisfactorias. 

La hipótesis es la respuesta anticipada que el investigador plantea frente al problema y sirve como guía para buscar evidencias en la realidad. Entonces, para contrastar la hipótesis con los hechos se tienen que deducir de ésta consecuencias observacionales, llamadas también implicaciones contrastadoras que deben observarse en la realidad de ser correcta la hipótesis. Una implicación contrastadora es una predicción observable que se deduce de la hipótesis y que debe cumplirse (observarse) si ésta es verdadera. Es decir, las implicaciones contrastadoras son la base para contrastar la hipótesis con los hechos, a través de la observación o la experimentación (Vieytes, 2004: 65).

En síntesis sigue cualquiera de estos caminos:

Problema                Hipótesis                Contrastación

Generalización                 deducción                  contrastación      

Enunciados                Enunciados                     enunciados
Generales                   menos generales              empíricos

Problema                  hipótesis                  variables                 indicadores                 índices
      
Concluyendo y según cualquiera de los esquemas anteriores,  el método general de la ciencia es hipotético porque, dado un problema, establece una generalización, desde la teoría (hipótesis, teoría). Y es deductivo, porque a partir de esa generalización, mediante un proceso de deducción (de enunciados cada vez menos generales) llega a contrastar la hipótesis con los hechos. Es decir, tiene como base una proposición teórica.  En la práctica, incluye a la inducción (cuando toma datos de los hechos, para contrastar la hipótesis).



Asimetría entre la verificación y refutación de una proposición universal: inducción versus deducción

La pregunta que se plantean los investigadores es: ¿Por qué nunca podremos sostener que una proposición es verdadera? La respuesta es: Porque por más cisnes blancos que observemos, nunca podremos observar y enumerar la totalidad de ellos, para concluir definitivamente (confirmar la verdad) que todos los cisnes son blancos. O como sostiene Piscoya (1995:137), “debido a que una hipótesis científica se refiere a todos los objetos del universo del discurso, es una proposición universal cuya verdad no podemos establecer completamente nunca”. El autor se refiere a que por la limitada existencia del ser humano, sólo le es posible hacer un número finito de observaciones, pero nunca del número total de casos a que se refiere la hipótesis. De ahí que, una hipótesis no puede ser verificable, sino solamente corroborable o confirmable a través de las consecuencias observacionales.

Entonces: ¿Por qué sí podemos sostener que una proposición es falsa? La respuesta es:  Porque bastará que observemos un solo cisne que no sea blanco para concluir que no todos los cisnes son blancos. En otras palabras, refutar la proposición o hipótesis . Es decir, “es posible mostrar la refutabilidad de un enunciado universal concerniente al mundo empírico, pero nunca es posible demostrar su verdad de manera concluyente” (Ruíz y Ayala, 2000).

Por esta asimetría es que interpretando a Popper (1977, traducido por Víctor Sánchez)  se plantea que se debe buscar siempre la falsación, la refutabilidad o contrastabilidad de lo que se afirma, antes que la verificación. A esto Popper  denomina el criterio de demarcación (entre la ciencia y otras formas de conocimiento). Y se define como la capacidad de una proposición de ser refutada o falsada. Sólo constituyen proposiciones científicas aquellas que pueden ser refutadas (es decir para las cuales es posible establecer un experimento u observación que las contradiga) (Piscoya, 1995; Ruiz y Ayala, 2000).

Esta característica
“hace patente que la ciencia avanza con mayor seguridad cuando descarta hipótesis que cuando las confirma y que el conocimiento científico siempre es provisional y perfectible debido a que ninguna hipótesis es definitivamente verdadera. Para serlo tendría que ser irrefutable y consecuentemente, tener un estatuto inconmovible que la colocaría en una situación independiente de los hechos. En otras palabras, tendría que dejar de ser una proposición superable para convertirse en un dogma de naturaleza irrecusable, pero ocurre que si hay algo que caracteriza nítidamente a la ciencia es la ausencia de cualquier tipo de dogma, porque él significaría el anquilosamiento total del conocimiento, y, consecuentemente, su negación” (Piscoya,1995:139).

¿En que consiste el método científico HD? Aclaro que de aquí en adelante, cuando nos referimos al método científico, nos estamos refiriendo al método mayoritario de la ciencia, el hipotético deductivo. Este es un procedimiento de actuación general seguido en el conocimiento científico. Este método científico tiene como característica principal la replicabilidad, lo que conduce al consenso en la comunidad científica. Es decir que, siguiendo el método científico, el investigador hace posible que cualquier otro investigador, cuando estudie el mismo fenómeno, obtenga los mismos resultados. 

El método científico consiste en formular cuestiones o problemas sobre la realidad del mundo, con base en la observación de la realidad y la teoría ya existentes. En anticipar soluciones a estos problemas, es decir, formular hipótesis y en contrastar estas hipótesis o soluciones propuestas, con la misma realidad, mediante la observación de los hechos, la clasificación de ellos y su análisis. En síntesis, el camino que sigue es: Problema ---- hipótesis --- contrastación.


Pauta general  del método científico (HD). Bunge (1972) establece la pauta (regla, norma) que otros autores denominan etapas o fases, del siguiente modo:































Fig. 1. La pauta del método científico (Bunge, 1972)
 




Reglas resumidas del método científico. Bunge (1972), además considera que el método científico en general deberá observar las siguientes  reglas generales:

1. Formular el problema con precisión y, al principio, específicamente
2. Proponer conjeturas bien definidas y fundadas de algún modo y no simples suposiciones u ocurrencias sin fundamento (las hipótesis).
3. Someter las hipótesis a contrastación (dura no laxa)
4. No declarar verdadera una hipótesis satisfactoriamente comprobada; considerarla como parcialmente verdadera
5. Preguntarse por qué la respuesta es como es y no de otra manera


Otra forma de ver el método científico.  Luis Piscoya, con gran acierto establece las etapas del método científico de modo muy resumido, como aparece en la Fig. 2.

A modo de conclusión:  Como ya dijimos, dentro del rigor científico, una investigación es científica si sólo si usa el método científico. Pero tengamos presente que un método de investigación científica no es un conjunto de pautas o reglas que se pueden aplicar como una fórmula o receta para obtener la verdad. El conocimiento de las reglas o pautas del método científico ayuda en la investigación pero a hacer investigación se aprende investigando.  Como sostiene Bunge (1976: 45) “puesto que el método científico es la manera de conducir investigaciones científicas, no puede aprenderse separadamente de éstas”. Y en otro momento (pag. 44) dice:   “el método no suple al talento sino que lo ayuda”



















Surgimiento de nuevos problemas
 




























Fig. 2.  Etapas del método científico (Piscoya, 1995)







Características del método científico (HD). Siguiendo a varios autores las características más importantes del MC son:

1. Es teórico de principio a fin. Su punto de partida es una teoría o un conjunto racional y sistemático de ideas, sobre el tema tratado. Es también su fin porque de los resultados de la observación e inducción empíricos realizados, se deben deducir nuevos principios que reformen, completen o confirmen las teorías iniciales. La misma teoría es necesaria para observar la realidad (no hay mente en blanco). Los hechos de por si son muchos y nada dicen si no se sabe interpretarlos, con ideas y enfoques previos.

2. Es problemático-hipotético. Porque se basa en la formulación de problemas, cuestiones e interrogantes sobre la realidad y en adelantar conjeturas o soluciones probables (hipótesis).

3. Es a la vez deductivo e inductivo.  Como ya se explicó antes, el método más usado y conocido como método general de la ciencia es deductivo (o hipotético-deductivo). La deducción se basa en la derivación de conceptos o enunciados a partir de otros conceptos o enunciados establecidos anteriormente, no de la observación de la realidad, como sostiene la inducción. Pero a la vez, el método es inductivo en cuanto llega un momento en que usa la observación para obtener los datos, los clasifica, con el fin de determinar las uniformidades o regularidades que presentan. 

4. Es crítico. Debe someter a crítica, examen o juicio, todas las fases operaciones y resultados (contraste y verificación). Por otro lado, en ningún caso los logros del método científico son definitivos y siempre están sujetos a revisión. Popper (1977) se refiere a esta característica de la ciencia cuando sostiene que los científicos deben estar dispuestos a la crítica mutua. A esto le llama: Cooperación hostil-amistosa de los científicos.

5. Es circular. Porque “los enunciados se prueban mediante datos empíricos y estos se analizan o interpretan sobre la base de aquellos” (Del Campo, 1969). Existe interacción continua entre la experiencia y la teoría y con base en la teoría, se capta y explica la realidad.

6. Es analítico-sintético. Estudia la realidad distinguiendo y separando sus elementos y procura luego recomponer los elementos separados, obteniendo una nueva visión global del conjunto y de las relaciones estructurales entre sus elementos.

7. Es selectivo en doble sentido. Dentro de la multiplicidad de aspectos, concentra su  atención en los más relevantes y entre la masa de datos recogidos debe procurar detectar en el análisis de los más significativos. Es decir, hace abstracción en todo momento.

8. Abierto a la intuición e imaginación. Si bien debe atenerse a las reglas metodológicas formales, al mismo tiempo debe fomentar la intuición y la imaginación, aun en el caso de que no se atenga estrictamente a dichas reglas  o teorías admitidas.

 


Elementos básicos del método científico

El método científico tiene como elementos básicos a los conceptos, las definiciones, las hipótesis, las variables y los indicadores.

Los conceptos. Son abstracciones o construcciones teóricas  que explican un hecho o fenómeno. También se dice que es el “contenido significativo de las palabras” (Pfänder citado por Ferrater, 2001), pero las palabras no son los conceptos y pueden haber conceptos sin que existan palabras correspondientes (signos, símbolos, números). O puede decirse que son representaciones mentales que sintetizan propiedades de los objetos, los cuales pueden ser formales o fácticos. Para Lavado (2008) el concepto es la unidad mínima de significado o una idea simple tal como poder, cultura, aprendizaje.

Un conjunto de conceptos relacionados entre si forma un sistema conceptual, que es la base de la ciencia y el punto de partida para el método científico. Por eso es que Polit y Hungler (1997) dicen que “los conceptos son los ladrillos con los cuales se construyen las teorías”.
Se considera que los conceptos son construcciones u objetos mentales, por medio de los cuales comprendemos las experiencias que emergen de la interacción con nuestro entorno, a través de su integración en clases o categorías relacionadas con nuestros conocimientos previos. La formación del concepto está estrechamente ligada al contexto. Esto significa que todos los elementos, incluyendo lenguaje y cultura, y la información percibida por los sentidos que sea accesible al momento en que una persona construye el concepto de algo o alguien, influyen en la conceptualización . (Wikipedia, la enciclopedia libre, 2008).
Por otro lado, se dice que los conceptos  (y las categorías)  “son el resultado de la actividad generalizadora del pensamiento humano. Así por ejemplo, en el concepto árbol se expresa lo que es común, característico y propio de todos los árboles, no sólo las características de un árbol individual. Y en el concepto roble se generaliza lo que es propio de esta especie de árbol…” (García, 2003).
Las definiciones. Una definición es la “manifestación del empleo específico de un concepto o término” (Tamayo, 2004). Es la delimitación o indicación del límite que separa un objeto de los demás (Ferrater, 2001). Es decir, la definición describe los rasgos esenciales del objeto que se define y se precisan los rasgos que lo diferencian de otros objetos. La definición, por lo tanto, expresa los aspectos a partir de los cuales se establece el concepto y, además, traduce a términos que  simbolizan ese conjunto de rasgos esenciales y diferenciables. Las definiciones y los conceptos están íntimamente relacionados y de ellos depende la formulación y la prueba de la hipótesis.

También se dice que definir es explicar el significado de una palabra, término o expresión. Es decir, delimitar con precisión lo definido, dando a conocer las cualidades que lo caracterizan, de manera que el objeto no pueda ser confundido con otro (Metz, 2004).

Existen varios tipos de definiciones. Asi por ejemplo, las definiciones pueden referirse al origen de la palabra misma. Es decir son definiciones etimológicas. Sin embargo, desde el punto de vista de la investigación, las definiciones más importantes son las que se remiten o se refieren a un concepto (definiciones conceptuales). Estas a su vez, pueden ser (Metz, 2004):

a)       Definiciones por género y diferencia específica. Esta definición se desarrolla en dos etapas. Por ejemplo, para definir el significado de la palabra hombre, se procede así:

Se coloca la palabra cuyo significado se quiere definir dentro de un género o de una clase:

1.       Género: animal
2.       Clase: ser

Se diferencia el significado de la palabra del significado de las otras que pertenecen a la misma clase:

Diferencia específica: 1. Racionalidad
                                    2. Compuesto de cuerpo y alma

De estos dos pasos, se pueden obtener las siguientes definiciones de acuerdo con la diferencia específica que se señale del término por definir:

  1. El hombre es un animal racional
  2. El hombre es un ser compuesto de cuerpo y alma

Es conveniente agotar las diferencias específicas para no confundir el objeto con otro. Pruebe definir el concepto de árbol.

Tarea.  Ensayemos definir la palabra árbol:

Entonces, una definición conceptual comprende dos partes básicas: El término que se desea definir (definiendum) y la parte que permite explicar el significado del término (definiens). Esta última parte está formada por el género o la clase a la cual pertenece el término y las diferencias específicas que lo distinguen de otros términos que pertenecen al mismo género o clase. En este sentido, una definición se expresa en la forma de una igualdad, cuyo primer miembro es el definiendum y el segundo el definiens (Piscoya, 2007).  


b. Definición genética. En este tipo, se explica la causa o el proceso de la expresión que se va a definir. Por ejemplo: La tuberculosis es la enfermedad producida por el bacilo de Koch. El agua es el resultado de la combinación de una molécula de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

Otros tipos de definiciones que remiten a un concepto son la descriptiva, mediante las propiedades o diferencias contingentes del objeto. Y la aclaratoria, que define un término con otros términos, frecuente en los diccionarios, pero de poca rigurosidad lógica o científica (Metz, 2004).

En investigación científica, por lo general las definiciones que se usan en un campo o disciplina ya están establecidas en la literatura especializada. Lo que pasa es que, por lo general, para un mismo concepto existe más de una definición. Entonces, la tarea del investigador es elegir la definición que mejor convenga a su investigación. En  otros casos, puede ser necesario crear o adaptar definiciones para un caso específico (ver constructos).

c. Definición operacional.  En investigación definir significa observar y lograr conclusiones sobre hechos y fenómenos explicados a través de indicadores de las variables en estudio. Entonces, para someter a prueba o contrastación una hipótesis, se debe definir la variable o variables, tanto conceptualmente como operacionalmente. La primera definición, como ya vimos, significa tomarla desde la teoría o literatura especializada. En cambio, la definición operacional,  implica establecer las acciones que hay que realizar para medir u observar la variable a través de indicadores (y éstos a su vez mediante  índices o ítems). Por ejemplo, para medir la variable pobreza, un indicador importante puede ser la posesión de servicios básicos. Otro indicador puede ser la tenencia de empleo.

Las hipótesis. Ya definida antes. Una hipótesis es una suposición o conjetura verosímil de relaciones entre hechos o fenómenos, sujeto a contrastación. Es la respuesta que se anticipa ante una pregunta o problema de investigación.

Las variables. Son características o propiedades de un hecho o fenómeno que pueden variar entre elementos, unidades o conjuntos. Las variables en la investigación surgen de las preguntas, de los objetivos y de las hipótesis. Pero, fundamentalmente deben quedar establecidas y definidas con claridad en las hipótesis para hacerlas operativas. Es decir, observables, medibles.

Los indicadores. Son subdimensiones de las variables, que expresan o dimensionan alguna característica de un conjunto de elementos o población. La luz eléctrica es un indicador de la corriente eléctrica. El PBI es un indicador económico o de la economía de un país. La escherichia coli es indicador de contaminación por heces. Bunge (1999) dice que los indicadores son el vínculo o puente entre datos por un lado y teorías por el otro. 


El método científico específico. Asi como hay un método general (que por mayoría es el hipotético deductivo), aplicable a todas las ciencias a manera de un protocolo general, a partir de éste, cada disciplina establece su propio método. Entonces, el método científico específico se define como el “conjunto de reglas derivadas del método científico general, que prescriben los procedimientos y tácticas a usarse en la investigación, dentro de una disciplina científica particular. En otras palabras, es una particularización del MC general” (Piscoya 1987). Por lo tanto, la ciencia en general dispone de una amplia variedad de métodos. Esto se debe a la diversidad de la realidad objetiva y cada uno de sus procesos y elementos exige un enfoque especial para su investigación. Inclusive, los diferentes fenómenos de cada ciencia también exigen para su investigación métodos específicos.


Otros métodos generales de investigación

El método inductivo (Bacon, Hume, Mill). En contraposición a la deducción, la inducción se define como el paso de lo particular a lo general, de lo particular a lo universal, de los hechos  a las leyes o de enunciados singulares o particulares a enunciados universales. Tiene como base a la observación. Entonces, la inducción elabora enunciados universales a partir de premisas o evidencias particulares. Las teorías se infieren de las observaciones. La base de la inducción es el principio de uniformidad de la naturaleza sostenido por ciertos filósofos (Hume, Mill) que señala que “lo sucedido una vez en la naturaleza volverá a suceder, si las circunstancias se asemejan lo suficiente” (ó aquello que ocurrió en el pasado ocurrirá en el futuro). Bajo esta premisa, la inducción prioriza los datos y sostiene que la observación es el punto de partida de toda investigación y única base segura para el conocimiento y la ciencia” (Vieytes, 2004).

Sin embargo, sabemos que cualquier conclusión obtenida de este modo, corre siempre el riesgo de resultar falsa.  Por ejemplo, cualquiera sea el número de cisnes blancos observados, no justifica concluir que todos los cisnes son blancos.  Por ello, la inducción como método tiene profundas objeciones referidas justamente  a la obtensión de generalidades a partir de observaciones singulares y al hecho de sostener que la investigación empieza con la observación. 

El método dialéctico. Considera que el conocimiento se obtiene a partir de la práctica (lo primero es la materia). Se parte de la práctica y en un proceso de generalizaciones cada vez mayores se llega a formular teorías, o sea conocimiento científico. Es un enfoque dinámico de los hechos y fenómenos y sus interrelaciones, como totalidad: antecedentes, interrelaciones, génesis, historia. Todo está sujeto a las leyes de la dialéctica: Tránsito de los cambios cuantitativos en cualitativos, unidad y lucha de contrarios, negación de la negación (García, 2003).

¿Existe el método analítico-sintético?. Hay cierto consenso en que éste  ya no es más un método, sino por el contrario se ha convertido en una característica de la ciencia. Durante todo su trabajo, el investigador, deberá hacer análisis y síntesis de los hechos, informaciones o conocimientos con los cuales establece contacto. Entonces el análisis y la síntesis atraviesan todo proceso investigativo.





Referencias bibliográficas

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sábado, 9 de abril de 2011

Metabolitos primarios y secundarios en RTAs


Metabolitos primarios y secundarios en raíces y tubérculos andinos y su relación con el uso. Una revisión
J Seminario
Introducción
Muchas plantas alimenticias andinas, entre ellas las tuberosas (raíces, tubérculos, cormos) son ricas en determinados nutrientes (inorgánicos  y orgánicos). Por este motivo, a la vez que tienen función alimentaria y nutritiva, son elementos que previenen, disminuyen el riesgo o sirven para el tratamiento de ciertas enfermedades. Por esta característica se les denomina alimentos nutracéuticos o funcionales.  Estos se definen como cualquier alimento o ingrediente del mismo que proporciona un beneficio probado a la salud humana. También se definen como cualquier alimento en forma natural o procesada, que además de sus componentes nutritivos contiene componentes adicionales que favorecen a la salud, la capacidad física y el estado mental de una persona (Alvidrez-Morales et al. 2002) o aquellos productos que además de alimentar pueden ayudar a prevenir las enfermedades y/o a mantener la buena salud de los consumidores (Boucher 1999).

Las plantas para crecer y reproducirse necesitan de ciertos elementos que los toman del ambiente en cantidades diversas de acuerdo a sus necesidades y disponibilidad.  Sin embargo, algunos son llamados esenciales porque son indispensable para la vida de todas las plantas en general. Algunos son requeridos en cantidades relativamente grandes (por lo general, su concentración en el tejido vegetal es mayor de 0.1 %). Estos son llamados macronutrientes: El H proviene del agua y el oxígeno y el carbono de la atmósfera. Otros (minerales)  provienen del suelo: N, P, K, Ca, Mg, S. Otro grupo de elementos que también provienen del suelo son requeridos por la planta en pequeñas cantidades y por eso reciben el nombre de micronutrientes, elementos menores u oligoelementos: Cu, Mn, Zn, Fe, B, Mo, Cl. Algunos de los elementos esenciales forman el cuerpo de la planta (C, H, O, N, P, Ca, Mg, S) y otros sólo intervienen en el metabolismo ya se directamente o como parte del sistema enzimático (K, micronutrientes).
Además, ciertos elementos son esenciales sólo para ciertas especies o grupos de éstas: El Na es esencial para las plantas de ciclo fotosintético C4, el Co es requerido por los organismos fijadores de N (simbióticos y no simbióticos) y el Ni sería esencial para determinadas especies (Salisbury y Ross 1985; Gardner et al. 1985).    
Los requerimientos de las plantas, de ambos grupos de elementos son variables y también su acumulación en el cuerpo difiere de una especie a otra. De modo que, algunas especies son fuentes importantes de estos elementos para el hombre y los animales. Asimismo, al morir y descomponerse, las plantas  liberan al medio los macro y micronutrientes contenidos.
Por otro lado, las plantas en su proceso metabólico elaboran una serie de compuestos o metabolitos (productos del metabolismo) que se clasifican en primarios y secundarios de los cuales nos ocupamos en la primer parte de esta revisión. Luego hacemos una breve descripción de los principales grupos de  metabolitos secundarios en las plantas en general y finalmente, tratamos sobre la composición química de las principales especies de raíces y tubérculos (excepto papa), con énfasis en los metabolitos primarios y secundarios, en relación con sus propiedades y los usos.

Metabolitos primarios.  Son compuestos producidos por casi todas las plantas por ser esenciales para las vías bioquímicas que controlan el crecimiento (división, alargamiento  y diferenciación, celular), la fotosíntesis, la respiración, transporte de asimilados, asimilación de nutrientes, la floración, , la maduración de los frutos, etc. En otras palabras, son indispensables para la vida de la planta (y los microorganismos). Estas sustancias  incluyen carbohidratos, glucósidos, aminoácidos, proteínas, lípidos,  ácidos nucleicos y vitaminas. Algunos  son componentes básicos de la alimentación humana. El rol desempeñado por estos metabolitos primarios y otras sustancias incluyendo hormonas y enzimas, en el funcionamiento de las plantas es estudiado por la
 Fitofisiología.  Los ácidos nucleicos (ADN, ARN) contienen la información genética que a su vez establece el esquema principal de todos los procesos vegetales.  Este es el objeto de estudio de la Fitogenética.
 Estos metabolitos primarios son relativamente uniformes en su estructura y son los genes los que controlan la materia prima para su producción y dan las instrucciones para la formación de catalizadores (enzimas) que intervienen en su síntesis y descomposición (Gottlieb et al. 2001, Martin  2000).
Metabolitos secundarios (MS). Son productos del metabolismo especial, por eso también se denominan metabolitos especiales. Por lo general, son los que dan los olores, colores, sabores y propiedades medicinales de ciertas plantas (y microorganismos). Son muy variados en su estructura y no están uniformemente distribuidos en todos los vegetales. No intervienen en los procesos fisiológicos básicos, como los primarios, de modo que su ausencia no causa ningún problema. Aunque son dependientes de los mismos sistemas enzimáticos que los primarios y se forman a partir de éstos. Están restringidos a ciertos vegetales (familias, géneros, especies) y microorganismos.
La mayoría de estas sustancias están asociadas bajo la forma de sales o glucósidos solubles en agua. Algunos pueden ser los productos de desecho de los procesos fisiológicos. Sin embargo, se considera que la función de la mayoría de éstos compuestos es intervenir en las interacciones de las plantas con su medio. Es decir, a adaptarse a las condiciones del medio en su competencia con otras plantas. Como protectoras frente al ataque de microorganismos, insectos y animales depredadores, como sustancias alelopáticas (que inhiben el crecimiento de otros organismos), como atrayentes para  los insectos polinizadores o como dispersantes de frutos y semillas (Ricker y Daly 1998, Gottlieb 2001). Algunos, --sobre todo en microorganismos-- constituyen tóxinas o antibióticos.
Los aceites esenciales ayudan a reducir la pérdida de líquidos en las plantas que crecen en zonas áridas, a repeler los insectos y a desanimar a los herbívoros.  Algunos alcaloides (compuestos de sabor amargo, generalmente venenosos) desalientan a los depredadores. También protegen a la planta de infecciones (fitoalexinas). En plantas que crecen en suelos pobres y que no pueden reciclar el N  u obtenerlo de las bacterias, los alcaloides funcionan como depósito de este elemento. Otros intervienen en el metabolismo intermediario como precursores de otros metabolitos, en la digestión y absorción de proteínas, carbohidratos y minerales y en la biodisponibilidad de vitaminas (Ricker y Daly 2001, Ojeda 2010).
Por sus diversos efectos biológicos, los metabolitos secundarios han sido motivo de atención de la química, la farmacología, la etnofarmacología y la industria,  para la obtensión de nuevas drogas, saborizantes, perfumes,  antibióticos, fungicidas, insecticidas y herbicidas. Una herramienta moderna para la prospección de metabolitos secundarios últiles en plantas y microorganismo es la biología molecular.
El estudio de los MS es complejo. Por ejemplo,  a veces, una planta medicinal no actúa con un solo componente, sino con varios componentes balanceados (alcaloides, terpenos, flavonoides, cumarinas, quinonas, antraquinonas, taninos). Esto conlleva a que, por ejemplo, cuando se extrae un principio activo, supuestamente responsable de un efecto, o si se obtiene mediante síntesis química, éste no tiene el efecto esperado. Quiere decir que estos compuestos actúan como complejo, como “un todo”.
La Fitoquímica estudia  los metabolitos primarios y secundarios en su origen, estructura y distribución en los vegetales. Busca nuevos compuestos vegetales y nuevas fuentes de medicamentos y otros satisfactores. También  contribuye con la quimiotaxonomía, disciplina que intentan aclarar la relación entre los diferentes taxa pertenecientes a diferentes niveles taxonómicos, mediante la detección de ciertas sustancias fitoquímicas. Por ejemplo, la familia de las cactáceas, fue ubicada dentro del orden Centropsermales  porque los quimiotaxónomos descubrieron que estas plantas contienen betalinas. Estos pigmentos son característicos de las familias  de este orden. Otros ejemplos similares han permitido a los botánicos confirmar o modificar la clasificación de los vegetales ( Martin 2000, Gottlieb 2001).
Kulinski (2000) agrupa a los compuestos vegetales según provengan del metabolismo primario y secundario de la siguiente forma (Tabla 1).

Tabla 1. Compuestos vegetales según el tipo de metabolismo
Metabolismo primario
Metabolismo secundario
1.      Glúcidos(osas simples, oligosacáridos, polisacáridos)
A.     Isoprenoides: terpenos, aceites esenciales, saponinas, cardiotónicos.

2.      Lípidos y ceras vegetales
B.     Derivados fenólicos:
             B.1. Shiquimatos: fenoles, ácidos    
              fenólicos, cumarinas, lignanos,     
              flavonoides, antocianinas, taninos.
             B.2. Acetatos: quinonas,antracenósidos.

       3.   Aminoácidos y proteínas
              C. Alcaloides
4.      Acidos nucleicos


5.      Compuestos nitrogenados: glucósidos cianogenéticos, glucosinolatos, enzimas

Fuente. Kuklinski (2000)
Como se puede apreciar, este autor considera a los compuesto nitrogenados (glucósidos cinanogenéticos, glucosinolatos) como metabolitos primarios. Sin embargo, otros autores los consideran como secundarios. Esto puede deberse a que  la diferencia entre metabolitos primarios y secundarios es sólo funcional, No se distinguen por las moléculas precursoras, estructura química, u origen biosintético.  La diferencia entre las vías bioquímicas es difusa, y a veces, un compuesto considerado metabolito primario, por la acción de una sola enzima se convierte en lo que se considera un metabolito secundario. También hay compuestos clasificados como metabolitos secundarios que cumplen también funciones primarias en las plantas. En conclusión, la distinción entre metabolitos primarios y secundarios  resulta  arbitraria. No hay una división precisa.


Tabla. Diferencias generales entre metabolitos primarios y secundarios
Metabolitos primarios
Metabolitos secundarios
Productos del metabolismo primario

Productos del metabolismo especial. Biosintetizados a partir del metabolismo primario
Indispensables para la vida del organismo
Importantes para la sobrevivencia y la interacción del organismo con su entorno.
Son producidos como productos únicos

Generalmente se producen como mezclas de productos químicamente relacionados.
Intervienen como productos finales o como intermediarios en la diferentes rutas metabólicas (anab./catab.): Indispensables para la vida del organismo
No intervienen en el metabolismo primario. No indispensables para la vida del organismo (sin funciones metabólicas directas aparentes)
Ampliamente distribuidos en plantas y
Microorganismos: Son universales
Distribución taxonómica restringida (a veces característico de una familia, de un género, de una especie, de un grupo subespecífico).
Carbohidratos, aminoácidos, proteínas, lípidos, vitaminas, glúcosidos, ácidos nucleicos, etc.
Ej. Alcaloides, terpenos, flavonoides,
esteroides, cumarinas, etc.

Grupos de metabolitos secundarios importantes
Alcaloides. Son sustancias orgánicas nitrogenadas de carácter básico (mayoritariamente de origen vegetal). Tienen una estructura compleja y ejercen acciones fisiológicas diversas, inclusive a dosis muy bajas. Son tóxicos y capaces de precipitar con ciertos reactivos característicos. Se conocen 12 000 alcaloides. Estos contienen uno o más átomos de N, son biosintetizados principalmente  a partir de aminoácidos.  Casi todas las plantas que contienen alcaloides son dicotiledóneas y las familias en donde más abundan son: Solanáceas, papaveráceas, Rubiáceas, Apocináceas, Lamiáceas. Algunas familias monocotiledoneas  con alcaloides son Amarillidáceas y Liliáceas. Los alcaloides más conocidos son: la cocaína, la morfina, la atropina, la colchicina, la quinina, la estrinina, la coniina (cicuta), la dopamina, la anfetamina,  la atropina, la histamina, el acido nicotínico (vitamina), la  cafeína, la nicotina, emetina (Ipecacuana).   
En papa  existen dos alcaloides en la forma de glicoalcaloides (alcaloides unidos a moléculas de azúcar):α solanina y α chaconina.
Aceites esenciales (aceites volátiles, aceites etéricos). Son productos volátiles de naturaleza compleja, elaborados por ciertos vegetales, en diversos órganos, a los que les dan un aroma agradable. Se encuentran exclusivamente en vegetales superiores y en Angiospermas. Destacan las coníferas, Apiáceas, Lamiáceas, Lauráceas, Asteráceas, Mirtáceas, Rutáceas.
Quimicamente están conformados en su mayoría por compuestos isoprenoides (con un esqueleto  de uno a varios anillos hexacíclicos que derivan del isopreno ( H2C=C(CH3)-CH=CH2) y también de fenilpropanoides. Se conocen más de 5 000 aceites esenciales. Se usan en alimentos, perfumería, productos de limpieza, industria farmacéutica.
Sus acciones más frecuentes son:
Vía externa: Antisépticos, rubefacientes, desodorante, analgésicos, antinflamatorios, insecticidas, repelentes, cicatrizantes, vulnerarios.
Vía interna: Expectorantes, coleréticos, colágenos, carminativos, digestivos, diuréticos, estomacales, antiespasmódicos, sedantes, estimulantes, cardíacos, antinflamatorios, antisépticos, estimulantes circulatorios.
Glucósidos cardíacos. Tienen un esqueleto característico del tipo esteroide (ver figuras 3.1., 3.3. de Ricker y daly, pag 97 y 129), llamado aglicón (aglicona o genina), ligado a una o varias moléculas de azúcar (la combinación se denomina glucósido). Producen siempre el mismo tipo de efecto sobre el músculo cardíaco, al fortalecer la capacidad de contracción y reducir el ritmo cardíaco. Se conocen más de 100 aglicones diferentes. Todos los  glucósidos cardíacos conocidos  son compuestos que derivan de la planta llamada digital  (Digitalis purpurea,). Se usan ampliamente en el tratamiento de la insuficiencia cardíaca.
Glucósidos cianogenéticos. Son glucósidos que en la planta cumplen funciones de defensa. Son venenos potentes que impiden la respiración celular. Al ser hidrolizados por ciertas enzimas forman ácido cianhídrico (HCN). Uno de ellos es la amigdalina que se encuentra en las semillas de la familia rosáceas: Almendro, ciruelo, cereza, melocotonero, manzana, peral. La Lotoaustralina se encuentra en la yuca (Manihot), la trifolina, se encuentra en el trébol blanco (T. repens), la linamarina se encuentra en la linaza (Linum), la yuca (Manihot) y el trébol blanco.
Glucosinolatos. Llamados mustard oil glucosides (glucósidos del aceite de mostaza), o thioglucosidos. Estos glucósidos se encuentran en plantas no emparentadas. En las  Brasicáceas (repollo, coles, maca) y en el género Drypetes de la familia Putranjivaceae (antes este género se lo consideraba dentro de la familia Euforbiaceae). También están presentes en las Tropaeoláceas (e.g. mashua). Para otros autores estos constituyen metabolitos primarios.
Saponinas. Son glucósidos (heterósidos) formados por un azúcar (parte glucídica) y un aglicón (parte no glucídica) denominada sapogenina (o genina). Los azúcares más frecuentes en las saponinas son  glucosa, arabinosa, ramnosa, galactosa y xilosa. Esta última puede ser de naturaleza esteroide o triterpénica (de carácter no polar).  Se denominan saponinas triterpénicas si tienen aglicón triterpénico y las que tienen aglicón con estructura esteroídica se denominan saponinas esteroídicas.  Las saponinas se caracterizan por su capacidad para producir espuma cuando están en solución acuosa y se agita. La espuma se forma debido a que las saponinas disminuyen la tensión superficial del agua. Por lo tanto, son  tensioactivos  naturales. Se denominan saponinas monodesmosídicas cuando el azúcar o azúcares se unen por una única posición a la genina. Se denominan saponinas bidesmosídicas si el azúcar o azúcares se unen por dos puntos a la genina.



Entre sus efectos está disminuir la capacidad de absorción de los alimentos en el tubo digestivo (adelgazamiento) y  eliminar mucosidades bronquiales. En forrajes disminuye su palatabilidad. Por su acción irritante sobre las células, producen un aumento de las secreciones pulmonares y por lo tanto tiene efecto expectorante y antitusivo. Aumentan la circulación sanguínea del riñón, aumentando la filtración glomerural y tienen efecto diurético. Tienen efecto antiedematoso, antiinflamatorio, antihemorroidal y cicatrizante, estimulante, tonificante y antiestrés (acción adaptógena). También tienen efecto antimicrobiano, antiviral, molusquicida. Son agentes espumantes y emulsionantes. Las saponinas esteroídicas se utilizan para obtener los aglicones esteroídicos que son precursores de los fármacos esteroídicos (hormonas sexuales, glucocorticoides). Las fuentes más notables son las partes subterráneas de las Dioscoreas (D. prezeri, D. deltoides, D. composita, D mexicana, D. zingiberensis, D. villosa, D. hirsuta, D. persimilis, entre otras), las hojas y raíz de Agave sp. (sisal) y la raíz y rizoma de zarzaparrilla (Smilax). También están en la maca (Lepidium, Brasicácea).                 
Flavonoides. Contienen un esqueleto característico de 15 átomos de carbono (véase la parte superior derecha en silibina, figura 3.14: pag 130 de Ricker y Daly 1998).  Gran cantidad de flavonoides son amarillos, de ahí su nombre (flavus=amarillo). Desde el punto de vista quimiotaxonómico los flavonoides son los más ampliamente difundidos de todos los compuestos vegetales secundarios, y están presentes en su mayoría, en las partes aéreas de las plantas. Se han aislado más de 300 flavonoides.
Ácido orto-cumárico
 
Ácido Trans-cinámico
 
Ácido Shiquímico
 
Cumarinas. Son metabolitos secundarios que proceden de la ruta del ácido shiquímico. Son derivados del benzo-α-piranosa. Muchas son fenólicas, por lo que se incluyen dentro de los derivados fenólicos.











 








Ampliamente distribuídas en los vegetales pero hay algunas familias que poseen mayor cantidad: Fabáceas, Rubiáceas, Rutáceas, Asteráceas, Apiáceas, Apocináceas. También hay en algunos hongos como el Asperguillus. Sus principales efectos son: Acción vitamínica P (disminuyen la permeabilidad capilar y refuerzan los capilares). Tónico para los nervios, fotosensibiladores, antiinflamatorios, vasodilatadores coronarios, con ligero efecto hipnótico, sedantes, anticoagulantes. Pueden ser antibacterianas y antifúngicas, laxantes.
Quinonas. Son compuestos aromáticos con dos grupos cetona. Son dicetonas insaturadas que por reducción se convierten en polifenoles. Algunas son: Bezoquinonas, antraquinonas, fenantraquinonas, anfraquinonas.
Betalaínas. Las betalaínas son pigmentos rojos y amarillos, solubles en agua,  que están presentes solamente en el orden Caryophillales (centrospermales) :Amaranthaceas, Quenopodiáceas, Baseláceas, Portulacáceas, Fitolacáceas, Cariofilaceas, Nictagináceas. En contraste de la mayoría de las otras plantas, cuyos pigmentos son antocianinas (flavonoides). Al igual que los demás pigmentos, cumplen funciones de atracción de polinizadores y dispersores, y probablemente tienen funciones adicionales  como absorción de luz ultravioleta y protección contra el herbívoros.
Antocianinas (flavonoides). Son compuestos fenólicos, hidrosolubles, presentes en las vacuolas celulares de las plantas, solubles en agua,  que se sintetizan a partir de fenilalanina y malonil-CoA. Todos los flavonoides comparten la vía biosintética central, pero los productos finales son muy variados entre especies de plantas. Se encuentran en todas las embriofitas. Tienen funciones de protección contra la luz ultravioleta, defensa contra herbívoros, pigmentación, entre otros. Los flavonoides más conocidos son las antocianinas, pigmentos de las flores de muchas plantas. Hay tanta variabilidad entre especies (se han enumerado alrededor de 9 000 flavonoides) que se utilizan para diferenciar especies de plantas.

Composición química de las raíces y tubérculos andinos, con énfasis en los metabolitos primarios y secundarios, sus propiedades y usos


Yacón [Smallantus sonchifolius (Poepp. & Endl.) H. Robinson]
Las raíces de yacón contienen poca materia seca y su composición química es variable (Tabla ). En general,  éstas  raíces contienen entre 10 a 17% de materia seca (el resto es agua). De esta materia seca el 90%  son carbohidratos y de estos carbohidratos el 60% son azúcares denominados oligofructanos (FOS). El 40% restante está formado por otros azúcares: sacarosa, fructosa y glucosa. Los FOS son polímeros de fructosa, con una molécula terminal de glucosa cuyo grado de polimerización varía entre 2 a 16 (GF2-GF16) (Seminario et al. 2003). Antes se creía que el yacón contenía inulina (GF2-GF60), luego se demostró que su contenido es insignificante. Los FOS tienen las siguientes características:
Muy solubles en agua
Ligero sabor dulce (30 a 50% del poder edulcorante del azúcar de mesa)
Funcionan como alimentos funcionales o nutracéuticos.
Tienen los efectos de la fibra dietética . No son metabolizados en el tracto digestivo humano (dietéticos). Sólo a nivel del colon son fermentados (Escudero y Gonzales 2006, Valenzuela y Maiz 2006). Aquí sirven de alimento para un grupo de bacterias benéficas. Es decir, son prebióticos.  Estas bacterias se les denomina bifidobacterias o probióticos, las cuales están asociadas a una serie de efectos benéficos para la salud humana.   
Por otro lado, las hojas de yacón contienen: Polifenoles (203 mg/100 g de peso fresco), principalmente ácido clorogénico (48.5 12.9 mg/100 g de peso fresco). Este es un antioxidante muy potente. Aminoácidos, especialmente triptófano, aminoácido esencial, también de acción antioxidante. Tres fitoalexinas derivadas de 4-hydroxiacetofenona. De acción antifungosa. Di y sesquiterpenos, especialmente el ácido ent-kaurénico, de efectos protectores contra insectos, Tres melanpólidos conocidos: polymatín, uvedalín y enhydrín. Ultimamente  se ha detectado un nuevo melanpólido –lactona sesquiterpeno, llamado sonchifolín. Todos estos melanpólidos tienen acción antifungosa (Lachman et al. 2003).

Tabla 4. Rangos y promedios de la composición química de 10 accesiones de yacón procedentes de Perú, Bolivia, Ecuador y Argentina (en relación a 1 kg de material comestible de raíz fresca)
Variable
Promedio
Rango
Materia seca (g)
115
98-136
Carbohidratos totales (g)
106
89-127
Fructanos (g)
62
31-89
Glucosa libre (g)
3.4
2.3-5.9
Fructosa libre (g)
8.5
3-9-21.11
Sacarosa libre (g)
14
10-19
Proteína (g)
3.7
2.7-4.9
Fibra (g)
3.6
3.1-4.1
Lípidos (g)
244
112-464
Calcio (g)
87
56-131
Fósforo (g)
240
182-309
Potasio (g)
2282
1843-2946
Fuente: Hermann, 1999.
La etnobotánica del yacón registra usos como rejuvenecedor, tratamiento de males renales, tratamiento de la diabetes,  mejorador del pelo de los animales  y otros (Seminario et al. 2003).

Mashua (Tropaeolum tuberosum R.&P.)
En la Tabla 5 se presenta la composición química promedio y el rango de variación, del tubérculo de maca.
Los análisis de aminoácidos de la proteína del tubérculo de mashua muestran una composición nutricional satisfactoria, comparada con las recomendaciones de la OMS (Shah et al. 1993;citados por Grau et al. 2003).
Alto contenido de ácido ascórbico (vit C): 77.37 a 77.5 mg/100 g de material fresca. Una entrada ecuatoriana con 96.62 mg/100 g de materia fresca (Garu et al. 2003, Espín et al. 2004).
Contiene isotiocianatos, en la forma de glucosinolatos, conocidos por sus propiedades antibióticas, insecticidas, nematicidas y diuréticas. Esto explica el uso en medicina tradicional, y como protector de cultivos. Los tiocianatos liberan cianuro (venenoso) por hidrólisis. La cocción del tubérculo libera los tiocianatos y mejora el sabor. El sabor picante característico de la mashua  es producido por  el p-metoxibenzil isotiocianato, compuesto específico de T. tuberosum ssp. Tuberosum (Grau et al. 2003).
Su riqueza en provitamina A, en términos de equivalentes de retinol (ER) es la más alta comparada con los contendios de otras tuberosas (olluco, yacón, oca, arracacha, chago, achira). Mashuas del Ecuador mostraron en promedio  73.56 ER/100 g de materia fresca y una entrada de color amarillo-anaranjado registró 162.87ER/100 g de materia fresca.

Usos tradicionales de la mashua
La mashua es conocida por sus efectos benéficos sobre el hígado y los riñones (Hodge 1946, Oblitas  1969; citados por Grau et al. 2003).  También es recomendada para desórdenes de la próstata y los riñones (Salcedo 1986, Brack 1999, citados por Grau et al. 2003)
Se dice que la usan personas con diabetes (el tubérculo y el agua de cocido). También en el tratamiento del dengue, malaria, disfunciones  post-parto y contra enfermedades de la piel (igual que T. majus =).
Sin embargo entre los numerosos efectos, mashua es más conocida porque suprimiría el apetito sexual, disminuiría el potencial reproductivo y la función eréctil en el hombre (Herrera 1964, Hodge 1951, León 1967, Oblitas 1969, Brack 1999; citados por Grau et al. 2003). No hay pruebas científicas al respecto.  Testimonios de campesinos dicen lo contrario o que su efecto es indiferente.
Los cronistas dicen:
“Mascada cruda la isaña, que es la raíz desta planta, es algún tanto amarga, tiene mucha agudeza y pica tanto la lengua que no se puede comer cruda, pero cocida queda dulce. Tiene la virtud esta raíz de reprimir el apetito venéreo, según dicen los indios; y así, afirman que mandaban los reyes incas del Perú llevar copia deste mantenimiento en sus ejércitos, para que comiendo dél los soldados, se olvidasen de sus mujeres”(Cobo  1980, I, 367, citado por Patiño 1964)
“…Otra hay semejante a ésta en el talle, más no en el gusto; antes contraria, porque toca en amargo y no se puede comer sino cocida, llamada añus; dizen los indios que comida es contraria a la potencia generativa; para que no les hiziesse daño a los que se preciavan de galanes tomaban en una mano una varilla o un palillo mientras la comían, y comida así dezían que perdía su virtud y no dañava. Yo les oí la razón y algunas vezes vi el hecho, aunque davan a entender que lo hazían más por vía de donaire que no por dar crédito a la burlería de sus mayores” (Garcilazo de la Vega, s.f. Comentarios reales de los incas, Tomo III, Libro octavo, Capítulo X)

Tabla. Composición química del tubérculo de mashua por 100 g de parte comestible (Peso fresco)
Componente
Unidad
Rango
Media
Fuente
Humedad
g
79.2-93.8
n.a
Barrionuevo, 1975, Brito y Espín, 1999
Proteína cruda
g
1.1-2.7
1.5
Barrionuevo, 1975
Grasa
g
n.a.
0.7
Collazos et al., 1996
Fibra
g
0.5-1.5
0.9
Barrionuevo, 1975
Minerales
g
0.6-1.1
0.8
Barrionuevo, 1975
Azúcares Totales
g
n.a.
3.5
Brito y Espín, 1999
Azúcares reduct.
g
n.a.
2.9
Brito y Espín, 1999
Almidón
g
7.0-10.5
8.9
Barrionuevo, 1975
Energía
kcal
35-50
n.a.
Collazos et al., 1996; Brito y Espín, 1999
Calcio
mg
n.a.
12
Collazos et al., 1996
Potasio
mg
1.3-1.8
1.5
Barrionuevo, 1975
Hierro
mg
n.a.
1.0
Collazos et al., 1996
Fósforo
mg
0.6-0.8
0.7
Barrionuevo, 1975
Vit. A.(βcaroteno equival)
mg
n.a.
10
Collazos et al., 1996
Tiamina
mg
n.a.
0.10
Collazos et al., 1996
Riboflavina
mg
n.a
0.12
Collazos et al., 1996
Niacina
mg
n.a.
0.67
Collazos et al., 1996
Acido Ascorb.
mg
n.a
77.5
Collazos et al., 1996
Lisina
mg/g prot
35-69
n.a.
Sha et al.1993, King and Gershoff, 1987
Treonina
mg/g prot
22-46
n.a.
King and Gershoff, 1987; Sha et al. 1993
Valina
mg/g prot
25-88
n.a.
King and Gershoff, 1987; Sha et al. 1993
Isoleucina
mg/g prot
25-44
n.a.
King and Gershoff, 1987; Sha et al. 1993
Leucina
mg/g prot
35-56
n.a.
King and Gershoff, 1987; Sha et al. 1993
Tirosina
mg/g prot
13-62
n.a.
King and Gershoff, 1987; Sha et al. 1993
Triptofano
mg/g prot
5-12
n.a
King and Gershoff, 1987; Sha et al. 1993
Cisterna
mg/g prot
1.4-29
n.a
Gross et al. 1989
n.a =
Fuente: Grau et al., 2003

Chago Mirabilis expansa (R. & P.) Standley
La raíz es rica en proteínas (niveles más altos que en otras tuberosas) y en Ca y P (ver tablas). Además se han encontrado dos  proteínas inactivadoras de ribosomas (RIPs), tipo I (cadena simple) Las dos RIPs llamadas ME1 y ME2 tienen actividad antimicrobiana. Las dos fueron activas contra hongos que producen pudrición en raíces: Phytium irregulare, Phytophthora drechsleri, Verticillium dahliae, Fusarium oxysporum solani, Fusarium proliferatum, Alternaria solani, Trichoderma reesei y Trichoderma harzianum. La mayor acción se observó contra los tres últimos. También se comprobó su actividad antimicrobiana contra Pseudomonas syringe, Agrobacterium tumefaciens, A rhizogenes, Xanthomonas campestris pv. Versicatoria, y Erwinia carotovora (Vivanco et al. 1999, Vivanco, 1999)
Estudios realizados en la Universidad de Pensilvania (EU) mostraron que las proteínas solubles de las raíces de M. expansa y M. multiflora (ornamental de Norteamérica) contienen una proteína similar a la proteína antiviral de Mirabilis (MAP) aislada inicialmente de raíces y hojas de M. jalapa (buenas tardes, dondiego). Esta proteína mostró ser inhibitoria del mecanismo de transmisión del virus TMV en tabaco, tomate, camote y ají. Inhibe la transmisión del virus mosaico moteado verde del pepino (cucumber green motle mosaic virus). También inhibe la síntesis de proteínas en Escherichia coli y en eucariotes (Habuta et al. 1991; citado por Vivanco s.f.). Además se demostró que los extractos de M. jalapa previenen la infección de los virus PVX,PVY y PLRV y del viroide PSTVd, en la papa. ¿Tendrán los extractos de M. expansa los mismos efectos que los de M. jalapa?
Además se ha detectado presencia importante de triterpenos, esteroides y flavonas (Espín et al. 2004). 

Maca (Lepidium meyeni Walpers)
 Los estudios fitoquímicos indican que contiene varios metabolitos secundarios como alcaloides, glucosinolatos, esteroides, triterpenos, compuestos fenólicos, flavonoides, taninos y saponinas. Además, es destacable su contenido en proporciones importantes de metabolitos primarios y minerales, destacando en estos últimos: Ca, P, Mg, K, Cu, Zn, Mn, Fe y Se (ver tablas).
Glucosinolatos aromáticos en maca. La maca contiene isotiocianatos aromáticos (glucosinolatos), encontrados en otras Brasiáceas, como glucotropaenolina y m-methoxyglucotropaeolina, Estos compuestos parecen tener actividades preventidas sobre tumores, especialmente del sistema gastrointestinal, en animales experimentales. Sin embargo, la concentración de estas sustancias es mucho más alta en otros alimentos como la col de Bruselas y brócoli). En ese caso no tiene ninguna ventaja, para poblaciones que consumen habitualmente estas coles, pero sí para el caso peruano en donde el consumo de coles es mínimo.
Alcaloides. Cuatro alcaloides han sido identificados en la maca llamados macaina 1,2,3 y 4.
La presencia de estos compuestos se la ha relacionado con la actividad afrodisíaca y la función antiesterilidad. Existen pruebas preliminares que confirman estos efectos.
Ácidos grasos poliinsaturados. Más del 50% de los ácidos grasos  que contiene la maca son no saturados: linoleico (omega 6), linolénico (omega 3), oleico (omega 9). 
Usos tradicionales de la maca y algunas evidencias científicas sobre sus efectos
En la medicina tradicional la maca tiene una función afrodisíaca y de antiesterilidad.  Los habitantes de la meseta del Bombón, han sostenido que una dieta basada en maca puede contrastar el efecto inhibitorio de la altitud (msnm) sobre la actividad sexual y la capacidad reproductiva del hombre y los animales. Esta acción ha sido mostrada en algunos experimentos en animales de granja. La ingesta regular de maca induce al incremento de la relación sexual y un incremento de los folículos de Graaf en animales hembras, mientras en animales machos el volumen del fluido seminal se incrementa en 20%, la movilidad del esperma es 40% y el número de espermatozoides en 33%. Todo esto conduce a un mayor número de animales preñados. Para lograr esto, el % de maca en la dieta debe ser alrededor del 6%.
La limitante de los primeros estudios consistía principalmente en la falta de un grupo control. Por este motivo se han realizado por lo menos cuatro estudios en animales con un grupo control, los cuales, han confirmado el efecto afrodisíaco. Sobre la base de esta investigación es probable que la fracción activa esté relacionada con los ácidos grasos polinsaturados. Entre estos, dos serían de particular importancia: macaena y macamida. Sin embargo, la presencia de estos compuestos varía enormemente en los productos de maca que hay en el mercado (0,15 a 0.84%). Por ello otros autores han hipotetizado que en este efecto podrían estar implicados los isotiocianatos y las sustancias esteroides.
Estudios clínicos y farmacología experimental.  Se han realizado varios estudios. Dos en Italia, uno en China y uno en Perú. En Italia el primero mostró cómo el efecto afrodisíaco en ratas, visible a través del incremento de la performance copulativa, es independiente del valor nutritivo de la maca. En el segundo, se mostró cómo sobre todo, el extracto hexánico es responsable de este efecto y no el extracto clorofórmico.
En China, se suministró como suplemento de la dieta de ratas con un extracto al 10% por 22 días. El grupo tratado tuvo un incremento en el número de intromisiones sexuales, cuatro veces mayor  y un incremento en el número de hembras positivas, con la presencia de 2,5 veces más espermatozoides en el esperma.
Mientras que en el caso peruano se mostró que un extracto acuoso de maca (66.7 mg/ml) dado por 14 días resultó en un incremento en el peso de los testículos y de los epidídimos, con un incremento en el número de espermatozoides maduros. Los dos últimos estudios esencialmente indican como el uso de maca tiene efecto sobre la esterilidad masculina más que un simple efecto afrodisíaco.
Un estudio realizado en el Perú, con nueve personas entre 22 y 44 años, mostró que tomando tabletas de maca (1500 a 3000 mg/tableta) por cuatro meses, produjo un incremento en el volumen del semen, en la cantidad de espermatozoides y en la movilidad de los espermatozoides (Bianchi, 2003).
Obregón (1998, 2000,2001), resume los efectos de la maca en animales:
Efectos sobre la fertilidad en ratas, cuyes, ovinos y vacunos:
-          Aumento del número de crías
-          Mayor peso de las crías al nacer
-          Mayor número de machos
-          Mejor fenotipo: más grandes, robustos y vigorosos
-          En ratas jóvenes, el extracto hexánico de maca les da características sexuales maduras.
Efecto antiestrés en ratones. Los ratones alimentados con 30% de maca cruda o maca cocinada más de 70% de un alimento balanceado (ABC) mostraron mayor resistencia a desarrollar estrés, menor estrés y de más rápida desaparición, que los animales alimentados con 100% de alimento balanceado (ABC).
Efecto afrodisíaco en ratones y ratas. Se administró extracto lipídico purificado de maca a ratones. Se evaluó el número de introducciones completas. Se evaluó el período de erección latente en ratas con disfunción eréctil. Se concluyó que la administración oral de extracto lipídico purificado de maca, mejora la función sexual de ratones y ratas evidenciado por:
-          Incremento en el número de introducciones completas en ratones normales.
-          Incremento en el número de hembras positivas para esperma (2.5 veces más que el control).
-          Disminución del período de erección latente en ratas con disfunción sexual.
Efecto en el crecimiento de trucha arco iris. Lee et al. (s.f.) realizaron una investigación con harina de maca para el mejoramiento de la tasa de crecimiento y la sobrevivencia de la trucha arcoíris. En un primer experimento se formularon cuatro dietas basadas en harina de trigo y en caseína semipurificada de manera que eran isonitrogenadas e isocalóricas. A esta dieta base se le aplicó cuatro niveles de harina de maca: sin maca (control), 5%, 10% y 15% de harina de maca, respectivamente. Se emplearon truchas en su primera etapa de alimentación (promedio de peso inicial = 0.094 g), distribuídas randomizadamente en grupos de 40 por tanque y tres tanques por tratamiento dietario.
Cada grupo experimental fue alimentado, durante 15 semanas, con una tasa del 6% del peso vivo, al inicio y de 3% del peso vivo, al final del experimento. El peso total de los peces fue medido cada 2 semanas. Al final de la prueba se tomó el peso de los peces, el % de peso ganado (peso vivo ganado x 100/ peso inicial vivo), la razón de conversión (peso seco de alimento consumido/ peso vivo ganado) y la sobrevivencia acumulativa calculada.
La tasa de crecimiento fue incrementada significativamente en los peces alimentados con maca en comparación al grupo control (sin maca). Esta tasa de crecimiento fue significativamente diferente desde las 8 semanas hasta el final del experimento (15 semanas). Entre los grupos suplementados con maca, los alimentados con 10 y 15% de harina de maca exhibieron la tasa de crecimiento más alta. Hubo una significativa diferencia en la sobrevivencia acumulativa de los alevinos, durante el experimento. La suplementación con harina de maca incrementó significativamente la supervivencia.
Un segundo experimento se realizó después de la primera prueba de alimentación, en la cual se trataba de confirmar los resultados. Se tomaron truchas juveniles (promedio de peso = 1.56  ± 0.02 g) que habían sido alimentadas con una dieta comercial, se las distribuyó randomizadamente en grupos de 25 y dos grupos por tratamiento. Los peces fueron alimentados con una de las tres dietas: comercial, control, 15% de harina de maca, durante 8 semanas, con una tasa que varió de 3.5%  del peso vivo al inicio y 3% del peso vivo al final de la prueba. Al final del experimento se tomó el peso de los peces, el % del peso ganado y se calculó la razón de conversión del alimento. Los peces alimentados con la dieta con 15% de harina de maca mostraron una tasa de crecimiento significativamente más alta, comparados con los alimentos con la dieta control (sin maca) o la dieta comercial.

Tabla 1. Composición química de la maca (por 100 g)      
Componente
Parte comestible cocida
Humedad
35.51 g
Nitrógeno total
1.71 g
Proteínas (N. por 6.25)
10.30 g
Lípidos (extracto estéreo)
26.10 g
Carbohidratos (por diferencia)
24.63 g
Cenizas
3.46 g
Calcio
207.90 mg
Hierro
9.93 mg
Fósforo
328.10 mg
Calorías
384 00 kcal
*Se usó maca seca ecotipo amarillo, procedente de Junín
Fuente: Baquerizo Vásquez, G. 1968. Estudio químico-bromatológico del Lepidium meyeni Walp. Citado por Obregón 1997

Tabla 2. Valor nutritivo de la maca (por 100g de material fresco)
1
Componentes mayores
Contenido

Agua
68.7%

Proteínas
3.80%

Extracto etéreo
0.60 g

Carbohidratos
23.00 g

Fibra
1.90 g

Ceniza
1.40 g

Calorías
176.00 Kcal
 2
Vitaminas


Caroteno
0.07 mg

Tiamina
0.15 mg

Riboflavina
0.31 mg

Ácido ascórbico
3.10 mg
3
Minerales


Calcio
94.00 mg

Fósforo
57.00 mg

Hierro
2.20 mg
*Se usó raíces de maca de los distritos de Carhuamayo (4125 m) y Huayre (Huancayo)
Fuente: Mayta Alvarez, T. 1993. Estudio de la maca y su valor nutritivo. Citado por Obregón, 1997.

Tabla 3. Análisis de la fracción proteica de la maca cruda
Fracciones Proteicas
Clara
Oscura
Albúminas + globulina
74.01
72.02
Glutelinas
15.30
13.32
Prolaminas
10.68
14.65
Proteínas verdaderas
42.19
41.55

Se usaron raíces de maca (clara y oscura) procedentes de Ondores, Junín
La harina cocida, de la mezcla de la maca oscura y clara tuvo un PER (relación de eficiencia proteica de 0.58, siendo el PER del control (caseína) de 2.33.
Fuente: Torres Villanueva, R. 1984. Estudio nutricional de la maca y su aplicación en la elaboración de una bebida. Citado por Obregón, 1997.

Tabla 4. Análisis químico de tres ecotipos de maca (por 100 g de parte comestible)
Determinación
Análisis proximal (g)
Amarillo
Rojo
Negro
Promedio
Humedad
9.71
10.14
10.47
10.10
Proteínas
17.99
17.22
16.31
17.17
Grasa
0.82
0.91
0.82
0.85
Fibra
5.30
5.45
4.95
5.23
Ceniza
3.49
3.68
3.63
3.6
Carbohidratos
62.69
62.60
63.82
63.03
Nitrógeno total
2.87
2.76
2.42
2.68
Nitrógeno no Proteico
1.55
1.16
1.36
1.35
Proteína pura (NP x 6.25)
8.25
9.97
7.7
8.64
Almidón
37.86
37.52
38.18
37.85
Azúcares solubles
Reductores directos
6.17
6.03
7.02
6.40
Azúcares solubles
Reductores indirectos
16.52
17.26
17.10
16.96
Vitaminas (mg %)




Niacina
43.03
37.27
39.08
39.79
Ácido ascórbico
3.52
3.01
2.05
2.86
Riboflavina
0.61
0.50
0.76
0.62
Tiamina
0.42
0.52
0.43
0.45
Sales minerales (mg%)




Potasio
1130
1160
1000
1096.67
Sodio
20
20
40
26.67
Magnesio
70
80
80
76.67
Calcio
190
200
240
210
Fósforo
320
290
280
296.67
Oligoelementos(ppm)




Cobre
6
6
8
6.67
Zinc
32
30
30
30.67
Manganeso
22
20
22
21.33
Hierro
80
62
86
76
Boro
12
24
26
20.67
Se usó maca procedente deCarhuamayo, Junín
Fuente: Illesca G., María 1994. Estudio químico y fitoquímico de tres ecotipos de Lepidium meyeni Walp. Citado por Obregón, 1997.


Tabla .Aminoácidos presentes en Lepidium meyenii

Aminoácido
(mg/g proteína)
1
Ácido glutámico
156.5
2
Arginina
99.4
3
Ácido aspártico
91.7
4
Leucina*
91.0
5
Valina*
79.3
6
Glicina
68.3
7
Alanita
63.1
8
Fenilalania
55.3
9
Lisina*
54.3
10
Serina
50.4
11
Isoleucina*
47.4
12
Treonina*
33.1
13
Tirosina*
30.6
14
Metionina*
28.0
15
HO-Prolina
26.0
16
Histidina*
21.9
17
Sarcosina
0.7
18
Prolina
0.5

Cisteina
Nd

Triptofano
Nd
*esenciales. La cisteína y tirosina se forman a partir de metionina y fenilalanina
nd = no determinado.
Fuente: Dini et al.,1994. Composición química de Lepidium meyenii, citados por Obregón, 1997.

Tabla. Esteroles y ácidos grasos, presentes en Lepidium meyenii
Esterol
%
Sitosterol
45.50
Campestrol
27.30
Ergosterol
13.60
Brasicasterol
9.10
Ergostadienol
4.50
Ácidos grasos
%
Saturados
40.10
Insaturados*
52.70
Saturados/ insaturados
0.76
*De los cuales: Linoleico: 32.6%; Oleico: 11.1%.
Fuente: Obregón (1997).

Zheng et al. (2000) citados por Lee et al.(s.f.) dicen que maca contiene fitosteroles como campestrol, stigmasterol y betasitosterol e, isotiocianatos. Se conoce que el betasitosterol tiene efecto en los esteroides sexuales, consecuentemente afectan los eventos reproductivos en mamíferos y peces.
Otros compuestos en maca: Alcaloides y flavonoides
Tabla  .Rangos de componentes principales, vitaminas, minerales y energía, encontrados en diversos análisis de maca seca
Componente
Rango
Humedad
5-19.62
Proteínas
10.1-18.25
Grasa
0.20-2.20
Carbohidratos
51.81-76.05
Ceniza
3.46-6.43
Fibra
3.85-8.50

Vitaminas (mg/100g)

Caroteno
0.07
Tiamina (B1)
0.15-1.17
Riboflavina (B2)
0.31-0.76
Ácido ascórbico (C)
0.80-3.52
Niacina
37.27-43.03
Además de B6, D3 y P


Macronutrientes (mg/100 g)

Calcio
150-650.35
Fósforo
183-329
Magnesio
70-114.63
Potasio
1000-2050
Sodio
18.70-40

Micronutrientes

Cobre
6 a 8 ppm y 5.90 mg/100 g
Zinc
30 a 32 ppm y 2.80 a 6.12 mg/100 g
Manganeso
20 a 22 ppm y 9.93 a 24.37 mg/100 g
Hierro
0.27 a 0.30 mg/100 g
Selenio
12 a 26 ppm
Boro

Además de trazas de Silicio, aluminio, vestigios de bismuto

Energía
176-384 kcal
Fuente: Obregón, 1997.


Arracacha (Arracacia xanthorrhiza Bancroft)
La arracacha tiene varias bondades nutricionales y medicinales, que se explican por sus contenidos en determinados metabolitos y minerales. En primer lugar, la alta digestibilidad de los almidones se debería a la proporción de amilosa/amilopectina. Se conoce que mientras más bajo es el contenido de amilosa mayor es la digestibilidad.
El almidón es una mezcla de dos polisacáridos estructuralmente diferentes. La amilosa que es una molécula lineal compuesta de 250 a 300 unidades D-glucopiranosa unidas por ligaduras glucosídicas  α 1-4 que le dan a la molécula la forma de hélice. El otro componente es la amilopectina que consiste de 1000 a más unidades de glucosa conectadas con ligaduras α 1-4, aunque también hay uniones 1-6 (4% del total de uniones), que forman ramificaciones. Debido a estas diferencias la amilosa es más soluble en agua que la amilopectina. La amilosa reacciona con el yodo y produce un compuesto azul oscuro y la amilopectina da color azul violeta o púrpura. En la mayor parte de los almidones las proporciones sonde 25 % de amilosa y 75% de amilopectina (Valencia 1995).
En la literatura aparecen diferentes datos para la amilosa en arracacha: 4% (Santacruz et al. 1997), 23% (Kibuts y Mazzari 1981, citados por Pereira y Santos s.f.), 10% (Rodríguez 1997), 14% (Carpio y Ruales 1993), 18.5% (Rodríguez 1997), 20% (Villacrés y Espin 1999, Gonzáles y Repo Carrazco 2001) En general el almidón de arracacha tendría menor contenido de amilosa que otros almidones conocidos. Por ejemplo, en la tabla siguiente encontramos que el almidón de oca tiene el valor más alto de amilosa (29%), por lo tanto, se puede prever que este será de digestión lenta, mientras que el almidón de arracacha con menor contenido de amilosa será de fácil digestión. Esto explica el uso tradicional de la arracacha para niños, enfermos, convalecientes y discapacitados.

Tabla  , Contenido de amilosa/amilopectina (%) en el almidón de varias tuberosas  
Especie
Amilosa
Amilopectina
Oca
29
71
Olluco
26
74
Mashua
27
73
Chago
21
79
Arracacha
20
80
Papa
23
77
Achira
26
74
Maíz
26
74
Arroz
25
75
Trigo
24
76
Fuente: Villacrés y Espín 1999
La otra ventaja de la arracacha es su alto contenido de beta caroteno (pro vitamina A) Existen diferentes datos en la literatura, los datos de Pereira (s.f.) dicen que el promedio es de 1760 IU, con una variación entre 255 a 6879 IU (razón máximo/mínimo = 27) esto indicaría que existe la posibilidad de seleccionar materiales genéticos con mayor contenido de este nutriente como es explicable las de pulpa amarilla tienen mayor contenido.
También es necesario destacar los altos contenidos de Ca, P y Fe de la arracacha, que permiten cubrir las necesidades para dietas balanceadas, mediante la ingestión de cantidades no muy grandes.
Espín et al. (2004) encontraron saponinas abundantes en cultivares blancos y amarillos de arracacha y las arracachas de pulpa morada fueron ricas en leucoantocianinas.
Uso medicinal de la arracacha. Los estudios de Valderrama y Seminario (2002) en el norte peruano, mostraron que existen más de 20 formas de uso de la arracacha silvestre y cultivada  en medicina tradicional. Entre estos se mencionan:  Galactógeno en mujeres  (y animales), contra el susto o mal de espanto  en niños, en disfunciones del parto, posparto, menopausia, anticonceptivo, antinflamatorio. También como tonificante en casos de desnutrición.  
No se conoce sobre los principios activos específicos de la arracacha. Las apiáceas contienen flavonoides, fenilpropanoides, monoterpenos y macromoléculas como peroxidasas, esterasas y proteínas.  Las plantas de esta familia presentan canales secretores esquizógenos, ricos en aceites esenciales, resinas o gomorresinas. Estas sustancias se encuentran en raíces, corteza, frutos, semillas. Tendrían acción antiséptica y bactericida (Hill 1965, Harbone 1971). También presentan fenoles que tienen propiedades emenagogas (provoca o aumemta la menstruación). El ácido ferúlico se encuentra en las resinas y gomas de las apíaceas y tienen efecto antiespasmódico, emenagogo, vermífugo, carminativo (favorece expulsión de gases). También contiene alcoholes acetilénicos de alta toxicidad.  
Dentro del género Arracacia se conoce que  A. vaginata y A. nelsonii (mexicanas) contienen cumarinas, terpenoides y flavonoides (Calderon y Ríos 1975, Delgado y Garduño 1985, en Valderrama y Seminario 2002). Hacen faltan estudios específicos sobre las arracachas silvestres y cultivadas.

Oca (oxalis tuberosa Mol.)
Se informa de la presencia de abundantes saponinas en ocas blancas y amarillas de Ecuador. Abundantes triterpenos y esteroides y leucoantocianinas en los de pulpa amarilla. También se han detectado flavonoides  (Espín et al. 2004).

Olluco (Ullucus tuberosus Caldas).
En olluco un factor importante que limita su consumo en ciertos sectores, pero que a la vez tiene ventajas para la salud es el contenido de mucílago (“baba”). Se puede extraer por centrifugación, después de rebanado, macerado y tamizado. El rendimiento de mucílago en ollucos de Ecuador fue de 6% en relación a olluco fresco. Los mucílagos son polisacáridos coloidales hidrofílicos, solubles en agua e insolubles en alcohol. Forman geles, emulsiones y espumas. Estas propiedades son de aplicación en alimentos, farmacia y medicina. Al ser ingeridos son prácticamente no digeribles y por tanto fisiológicamente inertes e inocuos en humanos. Tienen aplicaciones en problemas gástricos, como laxante intestinal (similar a la sábila y la linaza), cuya función es incrementar el volumen de las heces y reducir el estreñimiento. También se usan en el tratamiento de heridas. En forma de cataplasma se usan para tratar inflamaciones.  Se usan en transfusiones para aumentar el volumen sanguíneo. Sin embargo, los mucílagos solubles a pH básico pueden afectar la absorción de nutrientes a nivel intestinal y estomacal. También pueden tener aplicaciones en la suspensión de medicamentos insolubles, para impedir la precipitación de metales pesados en sus soluciones (formación de suspensiones coloidales), en la preparación de jaleas y emulsiones. Como ingredientes de lociones para manos, fijadores de cabello, etc.  Los ollucos de color rojo tienen altos contenidos de saponinas y compuestos fenólicos. Se detectaron también leucoantocianinas (Espín et al. 2004).

Yuca (Manihot esculenta Crantz)
Contiene 18 aminoácidos esenciales, contiene niveles importantes de Fe, Ca, K, P, Mg, Zn, Cu, betacarotenos, vitaminas del complejo B (B1, B1, B6, B12) y vitamina C, contiene ácido fólico (vitamina antianémica), también contiene niacina, ácido pantoténico (que evita el deterioro de la piel). Se usa contra la gastritis, úlceras gástricas, hepatitis, tifoidea, asma, rinitis, trastornos circulatorios, próstata, cistitis, artritis.  Es expectorante, antiinflamatoria, depurativa. Como alimento es altamente digestiva. Las hojas son ricas en proteínas y se consumen cocidas como verdura. También se usan como forraje.

Referencias
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