TECNOCIENCIA CHIHUAHUA, Vol. XVI (2) e 912 (2022) https://vocero.uach.mx/index.php/tecnociencia
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ISSN-e: 2683-3360
Artículo de Revisión
Propiedades nutricionales, funcionales y bioactivas
de alimentos a base de sorgo: Avances y
oportunidades para su aprovechamiento integral
Nutritional, functional and bioactive properties of sorghum-based
foods: Advances and opportunities for its integral exploitation
*Correspondencia: arely.leon@ciad.mx (Arely León López)
DOI: https://doi.org/10.54167/tecnociencia.v16i2.912
Recibido: 20 de enero de 2022; Aceptado: 14 de marzo de 2022
Publicado por la Universidad Autónoma de Chihuahua, a través de la Dirección de Investigación y Posgrado.
Resumen
En la actualidad existe una demanda creciente por parte del consumidor de alimentos, que además
de ser nutritivos y apetecibles, aporten un beneficio adicional a la salud. La evidencia científica de
los efectos benéficos que el sorgo (Sorghum), tiene en la salud humana ha ido aumentando, y por lo
mismo, la demanda de alimentos a base de este cereal también se ha incrementado, incluso en los
mercados alimentarios de países desarrollados. Debido a su composición química, el grano de sorgo
es considerado una fuente rica de nutrientes y compuestos bioactivos. Sin embargo, el reacomodo
estructural adoptado y las interacciones que establecen dichos compuestos, compromete su
biodisponibilidad, digestibilidad, funcionalidad y propiedades sensoriales. No obstante, el sorgo se
distingue de otros cereales por su alta tolerancia al calor y resistencia a la sequía, lo que amplía su
potencial como cultivo sostenible para la futura seguridad agroalimentaria ante el desafío del cambio
climático. En este escenario, parte de la comunidad científica ha orientado su investigación en busca
de mejorar los alimentos tradicionales que se derivan del sorgo, así como a la elaboración de
alimentos novedosos para impulsar su aprovechamiento a través de la industria alimentaria. En esta
revisión se analizan los avances en las mejoras de las propiedades nutricionales, funcionales y
bioactivas de alimentos a base de sorgo y se discuten algunas áreas que han sido poco investigadas,
las cuales constituyen una oportunidad para el aprovechamiento integral de las propiedades del
sorgo en la alimentación humana.
Palabras clave: Sorghum, composición, alimentos de sorgo, propiedades funcionales
Arely León-López1*, Ana María Mendoza-Wilson1, René Renato Balandrán-Quintana1
1Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C. Coordinación de Tecnología de Alimentos de
Origen Vegetal, Carretera Gustavo Enrique Astiazarán Rosas, No. 46, 83304, Hermosillo, Sonora, México.
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Abstract
Nowadays there is a growing demand by the consumer for foods that, in addition to being nutritious
and palatable, provide an additional benefit to health. Scientific evidence of the beneficial effects that
sorghum has on human health has been increasing, and for this reason, the demand for food based
on this cereal has also increased, even in the food markets of developed countries. Due to its chemical
composition, sorghum grain is considered a rich source of nutrients and bioactive compounds,
however, the adopted structural rearrangement, and the interactions established by said
compounds, compromises its bioavailability, digestibility, functionality, and sensory properties.
Nevertheless, sorghum is distinguished from other cereals by its high tolerance to heat and resistance
to drought, which expands its potential as a sustainable crop for future agro-food security in the face
of the challenge of climate change. On this background, part of the scientific community has directed
its research in search of improving traditional foods derived from sorghum, as well as the
development of novel foods to promote their use through the food industry. In this review, advances
in the improvement of the nutritional, functional and bioactive properties of sorghum-based foods
are analyzed and some areas that have been little investigated are discussed, which constitute an
opportunity for the integral use of the properties of sorghum in human food.
Keywords: Sorghum, composition, sorghum-based foods, functional properties
Introducción
Los cereales forman parte esencial tanto de la dieta de animales como del ser humano. El sorgo se
encuentra dentro de los cinco principales cereales producidos en el mundo después del trigo, maíz,
arroz y cebada, debido a que este cultivo es bastante resistente a la sequía y tolerante a las altas
temperaturas. El Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA por sus siglas en inglés),
estimó que la producción mundial de sorgo en el período 2020–2021 fue alrededor de los 61.62
millones de toneladas (MT). Aproximadamente 48% de la producción mundial de sorgo, se utiliza
como pienso y 42% se destina para consumo humano. Su producción se centra en países de África
occidental y central, siendo Nigeria (6.9 MT) y Sudán (5.0 MT) los principales productores, pero este
cereal es de los más extendidos en el continente debido a que es considerado un alimento básico
esencial. En la región de Asia, la producción de sorgo se centra en dos países, China (3.55 MT) e India
(3.85 MT), los cuales producen el 94% del total en esta región. En América el principal país productor
es Estados Unidos (9.474 MT), seguido de México (4.5 MT), Argentina (3.2 MT) y Brasil (2.1 MT)
(Badigannavar et al., 2016; Teferra & Awika, 2019; Treviño-Salinas et al., 2021).
En las regiones de África y Asia gran parte del sorgo se utiliza para el consumo humano, debido a
la escasez de alimentos y el tipo de clima que favorece su producción. En América se utiliza
principalmente para la alimentación animal y en la industria de alcoholes para producir etanol. En
México, el sorgo se utiliza para la alimentación de los animales; sin embargo, la producción de
alimentos a base de sorgo para consumo humano mejora el mercado y los ingresos de los
agricultores, debido a los bajos costos de producción (de Morais et al., 2017; McGinnis & Painter,
2020). En la Figura 1, se observa la tendencia en producción y consumo humano de sorgo en México
durante el periodo del 2010 al 2019 (FIRA 2019, SIAP 2020). El sorgo puede clasificarse en tres tipos:
sorgo forrajero (utilizado para alimentación animal), sorgo granífero (utilizado para alimentación
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humana) y sorgo escobero (utilizado para la elaboración de fibras y escobas) (Nieblas et al., 2016;
Treviño-Salinas et al., 2021).
Figura 1. Producción y consumo de sorgo en México de 2010 a 2019 (FIRA 2019, SIAP 2020).
Figure 1. Sorghum production and consumption in Mexico 2010-2019 (FIRA 2019, SIAP 2020).
El sorgo tiene un valor nutricional alto, debido a la gran cantidad de nutrientes que presenta, los
cuales pueden dividirse en tres categorías principales: a) macronutrientes, b) micronutrientes y c)
compuestos bioactivos (Serna-Saldivar & Hernández, 2020; Rashwan et al., 2021). Macronutrientes
son los nutrientes de los alimentos que consumimos en mayor cantidad y que aportan energía, como
proteínas, carbohidratos y lípidos. Los micronutrientes son sustancias que necesitamos en pequeñas
cantidades y no aportan energía, pero son esenciales para el buen funcionamiento de nuestro
organismo, entre estos se incluyen los minerales y vitaminas. Los compuestos bioactivos son
aquellos que, tras su ingesta, brindan efectos benéficos a la salud del consumidor; por ejemplo, la
prevención de enfermedades crónicas (hipertensión, diabetes, obesidad). Desde el punto de vista
químico estos compuestos poseen diversas estructuras y en el sorgo abundan los compuestos
fenólicos, destacando los ácidos fenólicos, luteolinidinas y las procianidinas (Girard & Awika, 2018;
Cabrera-Ramírez et al., 2020; McGinnis & Painter, 2020).
La composición química y valor nutritivo del sorgo puede cambiar entre las diversas variedades que
existen (de Morais et al., 2017; Sorour et al., 2017; Wu et al., 2018) debido a la genética y condiciones
medioambientales donde es cultivado. El contenido y tipo de proteínas, carbohidratos, lípidos y
compuestos fenólicos otorgan al sorgo las facilidades para poder desarrollar diversos tipos de
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alimentos como los productos de panificación (pan, pasteles, galletas, pastas) e inclusive algunas
bebidas, tanto alcohólicas como no alcohólicas. La incorporación del sorgo en alimentos susceptibles
de consumo humano beneficia su salud debido a las propiedades funcionales como acción
antioxidante, antidiabética, entre otras.
1. Composición química del sorgo
En la Tabla 1 se muestra la composición aproximada de los componentes mayoritarios del sorgo,
así como de vitaminas y minerales. A continuación, se detalla la localización anatómica, en el grano,
de cada uno de estos, además de otros compuestos bioactivos presentes.
Proteínas
Las proteínas del sorgo se encuentran distribuidas en todo el grano y se clasifican en kafirinas
(prolaminas), glutelinas, albúminas y globulinas. Las kafirinas y glutelinas son las proteínas de
reserva del endospermo y las albúminas y globulinas son las proteínas de reserva que más abundan
en el germen (Figura 2). Las kafirinas representan del 70 al 80% de las proteínas totales en el grano
y se dividen en α-Kafirinas (80%) que tienen un peso molecular de 25 a 23 kDa, β-Kafirinas (8 a 13%)
con pesos moleculares de 16, 18, and 20 kDa, γ-Kafirinas (9 a 21%) con pesos moleculares entre 20 y
28 kDa y en menor proporción, δ-Kafirinas con un peso molecular de 13 kDa. Las kafirinas están
estrechamente relacionadas con la calidad y digestibilidad del sorgo y los alimentos que se derivan
de este cereal (Badigannavar et al., 2016; Li et al., 2018; Balandrán-Quintana et al., 2019; Castro-Jácome
et al, 2020; Xu et al., 2021).
Figura 2. Estructura del grano de sorgo (Obra: Creación de los autores).
Figure 2. Structure of sorghum grain (Artwork: Authors creation).
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Carbohidratos
El almidón es el carbohidrato más abundante del sorgo, seguido de la fibra y los azúcares solubles.
El almidón constituye el 79% del peso del grano, está compuesto de 70 a 80 % de amilopectina y 20
a 30 % de amilosa; estos porcentajes se ven afectados por factores ambientales y genéticos. En cuanto
al contenido de fibra, el 6.5 a 9.5% corresponde a fibra insoluble y sólo el 0.4–2.7% corresponde a
fibra soluble, los pentosanos (arabinoxilanos) representan el componente predominante de la fibra
(2.9%), seguido de hemicelulosa (2.2%), lignina (1.6%) y celulosa (1.5%). El almidón se localiza en el
endospermo y la fibra en el salvado, el cual está constituido por las cinco capas más externas del
grano que son, el pericarpio, mesocarpio, endocarpio, testa y capa de aleurona, como se muestra en
la Figura 2 (Awika, 2017; Serna Saldívar & Hernández, 2020).
Lípidos
Los lípidos en el grano de sorgo están distribuidos en el germen (76.2%), endospermo (13.2%) y
pericarpio (10.6%) (Tabla 1 y Figura 2). Los triacilgliceroles representan el 90%, siendo los ácidos
linoleico, oleico y palmítico los más abundantes y en concentraciones más bajas están los ácidos
mirístico y palmitoleico. El sorgo también presenta un alto contenido de ceras lipídicas (2.0 mg/g de
grano), las cuales se componen de aldehídos grasos (44 a 55%), policosanoles (37 a 44%), ácidos
grasos (4 a 8%), hidrocarburos (0.5 a 0.1%), ésteres de cera (1.4%) y triacilgliceroles (0.3 a0.4%)
(Awika, 2017; Hums et al., 2018; Vanhercke et al., 2019; Treviño-Salinas et al., 2021).
Vitaminas y minerales
El sorgo es una buena fuente de vitaminas, notablemente predominan las del tipo B (0.096 a 3.688
mg/100 g del grano), también aporta vitaminas A, D, E y K. Algunas variedades que poseen
endospermo amarillo contienen además β-caroteno y los germinados de sorgo tienen vitamina C. El
sorgo contiene más de 20 minerales, entre los que abundan está el potasio (363 mg/100 g), fósforo
(289 mg/100 g), magnesio (165 mg/100 g), calcio (13 mg/100 g), selenio (12.2 mg/100 g), hierro (3.36
mg/100 g) y zinc (1.67 mg/100 g); los restantes minerales (sodio, cobre, manganeso) se encuentran en
menores concentraciones (0.284 a 2 mg/100 g). Las vitaminas en el grano de sorgo se localizan en la
parte del endospermo y germen, mientras que los minerales se localizan principalmente en el
pericarpio, testa y capa de aleurona (Tabla 1).
Tabla 1. Composición del grano de sorgo.
Table 1. Sorghum grain composition.
Nutriente
g/100 g
Proteína
13
Carbohidratos (almidón)
75
Fibra dietaria total
6.3
Lípidos
3.3
Minerales (K,P,Mg,Ca,Se, Fe, Zn)
<1.0
Vitaminas (A, D, E, K)
<0.5
(Fuente: Althwab et al., 2015)
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Compuestos fenólicos
El sorgo es una gran fuente de compuestos bioactivos, en particular los ácidos fenólicos (ácidos
siríngico, protocatecuico, cafeico, p-cumárico y sinápico) que son derivados del ácido benzoico o
cinámico, y flavonoides (apigeninidina, apigeninidina 5-glucósido, luteolinidina, luteolinidina 5-
glucósido y 3-desoxiantocianidinas) los cuales se caracterizan por dos anillos de fenilo y un anillo
heterocíclico que se diferencian por la posición y el tipo de grupos funcionales. El sorgo contiene
altas concentraciones de procianidinas, conocidas también como proantocianidinas o taninos
condensados. Las procianidinas son oligómeros o polímeros formados de unidades de (–)-
epicatequina y (+)-catequina (Figura 3). Las variedades de sorgo con testa pigmentada alcanzan altos
niveles de procianidinas, arriba del 5% de su peso seco (McCallum & Walker, 1990). En algunos
casos, se han llegado a reportar concentraciones de procianidinas, entre 7 y 8%, para variedades de
sorgo con testa roja (Waniska, 2000). Este valor es alto, ya que extractos ricos en procianidinas
obtenidos de semilla de uva alcanzan concentraciones de 5 al 12% del peso total.
Figura 3. Micronutrientes y compuestos bioactivos más abundantes en el sorgo (Obra: creación de los
autores).
Figure 3. Most abundant micronutrients and bioactive compounds in sorghum (Artwork: authors creation).
Las semillas de uva representan uno de los tejidos vegetales con mayor contenido de procianidinas
(Nakamura et al., 2003). Es conocido que las variedades de sorgo con testas pigmentadas (rojo, negro,
café) y pericarpio grueso tienen mayor contenido de fenoles, ya que es en las capas externas que
constituyen el salvado donde más se concentran (Dykes et al., 2005). El contenido de compuestos
fenólicos presentes en el sorgo dependerá de la variedad y es el aspecto más beneficioso del mismo,
ya que, gracias a estos compuestos, el sorgo puede ser utilizado en la elaboración de alimentos
funcionales. Los alimentos con propiedades funcionales han tenido efecto en la prevención del
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cáncer y enfermedades cardiovasculares, así como la reducción de la inflamación crónica y el estrés
oxidativo (Przybylska-Balcerek et al., 2019; Abah et al., 2020; Espitia-Hernández et al., 2020; Punia et
al., 2021).
La capacidad antioxidante de las procianidinas de sorgo es mayor a la de otros cereales, además de
ser mucho más efectivas que los compuestos fenólicos simples en la captación de radicales libres
(Luo et al., 2020; Palacios et al., 2021). Las procianidinas de sorgo tienen características estructurales
diferentes a otras procianidinas, como aquellas de manzana, cacao y uva, aunque todas son de tipo
B. Las procianidinas de sorgo se distinguen por estar constituidos por monómeros de (–) -
epicatequina como unidad de extensión y (+)-catequina como unidad terminal, a diferencia de las
procianidinas de manzana y cacao que están constituidos principalmente por unidades de (–)
epicatequina. En las procianidinas de uva predominan las estructuras galato (galato de
epigalocatequina y galato de galocatequina). Estas diferencias en la estructura de las procianidinas
de sorgo le dan propiedades diferentes y han sido poco estudiadas (Mendoza-Wilson et al., 2020).
2. Rearreglo estructural e interacciones de los compuestos de sorgo y
su impacto en las propiedades nutricionales funcionales y bioactivas
Los cuerpos proteicos de las kafirinas poseen una capa externa compuesta principalmente de β-
y γ-kafirinas entrecruzadas mediante puentes disulfuro y un interior comprendido
predominantemente de α-kafirinas (Labuschagne, 2018; Shah et al., 2021). Este rearreglo que adoptan
las kafirinas entre sí y las interacciones que establecen con el almidón determinan su baja
digestibilidad y pobres propiedades funcionales, ya que las α-kafirinas, que son la forma más
digerible y abundante, quedan atrapadas en una red polimérica que las vuelve poco accesibles
(Labuschagne, 2018). La digestibilidad de las kafirinas disminuye aún más durante el cocinado por
sus interacciones adicionales con las procianidinas y la fibra, que disminuyen su solubilidad e
incrementan su resistencia a ser digeridas por las proteasas como pepsina (Badigannavar et al., 2016).
Debido a estos efectos, compuestos como las procianidinas, son etiquetadas como factores
antinutricionales.
Aunque estas interacciones y rearreglo estructural entre los compuestos químicos del sorgo,
inicialmente conducen a propiedades nutricionales y funcionales negativas, desde el punto de vista
de bioactividad podrían ser propiedades benéficas y relevantes. Al respecto, una de las principales
ventajas del sorgo como cultivo saludable es su mayor proporción de componentes de almidón
resistentes y de digestión lenta en comparación con otros cereales. Esta propiedad del sorgo permite
reducir la hiperglicemia postprandial en seres humanos y podría usarse para reducir la ingesta total
de calorías de los alimentos elaborados con sorgo para el consumo humano (Teferra & Awika, 2019).
Los complejos formados entre kafirinas y procianidinas de sorgo pueden tener aplicaciones en
múltiples áreas y estas dependerán de la proporción en que se encuentren las distintas especies de
kafirinas (, β, , ). Dadas las características de los complejos kafirinas-procianidinas de ser
resistentes a la digestión enzimática y tener baja biodisponibilidad, se espera que estos podrían
proteger de manera in situ el sistema gastrointestinal, contra la acción de oxidantes para evitar el
desarrollo de enfermedades de origen oxidativo. Por otra parte, el uso de estos complejos en el
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desarrollo de películas comestibles, podrían brindar protección contra la oxidación de alimentos
(Balandrán-Quintana et al., 2019; Carmelo-Luna, et al., 2020).
3. Propiedades nutricionales y funcionales de alimentos a base de
sorgo
El creciente desarrollo de la industria alimentaria supone la innovación y creación de nuevos
productos alimenticios como son los elaborados a partir del sorgo. No obstante, también representa
uno de los mayores desafíos debido a la presencia de los componentes considerados
antinutricionales que no son exclusivos del sorgo y son comunes a todos los cereales, por ejemplo,
las procianidinas (Rashwan et al., 2021; Sruthi et al., 2021). Sin embargo, los procesos como la
germinación, la extrusión, fermentación y tratamientos térmicos (Figura 4) pueden disminuir las
interacciones entre componentes al tiempo que mejoran la biodisponibilidad de otros nutrientes
(Arouna et al., 2020; Salazar-López et al., 2020).
Figura 4. Diferentes procesos que disminuyen la interacción entre componentes del sorgo, resultando en una
mayor biodisponibilidad de nutrientes y un mejor perfil de compuestos bioactivos (Obra: creación de los
autores).
Figure 4. Different processes that decrease the interaction between components of sorghum, resulting in greater
bioavailability of nutrients and a better profile of bioactive compounds (Artwork: authors creation).
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Créditos a las imágenes (Image credits): Fermentación, Jon Sullivan -
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=24902148; Tratamientos térmicos, Feral Arts
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30894812; Germinación,
https://www.gob.mx/snics/articulos/como-se-realiza-un-ensayo-de-germinacion
La germinación es un proceso común en el área de cereales, afecta el enriquecimiento y perfil de
compuestos bioactivos debido a que conduce a la descomposición de macronutrientes como
carbohidratos, lípidos y proteínas en sus formas más simples. Durante la germinación se lleva a cabo
una acción de proteasas que ayudan a aumentar la digestibilidad de las proteínas. El sorgo
germinado es considerado más saludable en comparación con el sorgo nativo, debido a que durante
el proceso de germinación se reducen o eliminan algunos compuestos antinutricionales como las
procianidinas, fitatos e inhibidores de proteasa. Lo anterior da como resultado una mejor
digestibilidad de los nutrientes, así como una mayor disponibilidad de vitaminas, minerales y
compuestos bioactivos, incrementando la actividad antioxidante del sorgo. El tiempo y temperatura
durante la germinación son factores determinantes que afectan la digestibilidad de nutrientes y la
presencia de compuestos bioactivos, lo que modifica las propiedades antioxidantes del sorgo
(Elkhalifa & Bernhardt, 2010; Singh et al., 2017; Singh et al., 2019; Arouna et al., 2020).
La harina obtenida a partir del grano de sorgo germinado posee propiedades funcionales que la
hacen susceptible de utilizarse como materia prima en la elaboración de diversos productos para
consumo humano. Presenta una mayor solubilidad en proteínas y una concentración de gelificación
más baja, tiene más lisina y proteína más digerible debido a la degradación parcial de componentes
antinutricionales, como el ácido fítico. Además, la germinación del grano para la obtención de harina
da como resultado una disminución del contenido de amilosa y cambio en su color, disminuyendo
la luminosidad (Yi et al., 2017; Li et al., 2020). Algunos de los productos obtenidos a partir de harina
de sorgo germinado son pan, pasta y alimentos para niños. El pan obtenido con esta harina presentó
mayor volumen, cambio en el color (disminución de la luminosidad), mayor presencia de
compuestos bioactivos y, como consecuencia, mayor capacidad antioxidante. En las pastas se
incrementó el contenido de proteína y fibra, así como una mayor concentración de compuestos
bioactivos En las papillas para niños, se aumentó el valor nutricional del producto, así como la
biodisponibilidad de minerales (Kouton et al., 2017; Paiva et al., 2019; Singh et al., 2019; Cardone et
al., 2021). La utilización de este tipo de harina obtenida a partir del grano de sorgo germinado ayuda
a mejorar las propiedades fisicoquímicas y funcionales de los productos donde es adicionada.
La extrusión es una tecnología de procesamiento de alimentos ampliamente utilizada, ya que alarga
la vida de anaquel debido a las altas temperaturas, alta presión y alta fuerza de corte, usadas durante
el proceso. Adicionalmente, ocurre una menor destrucción de nutrimentos y mejora la digestibilidad.
El proceso de extrusión incrementa el potencial del sorgo como materia prima en la elaboración de
diversos productos (Galdeano et al., 2018; Yu et al., 2020). La aplicación del proceso de extrusión,
para la obtención de harinas pre-gelatinizadas (Arbex et al., 2018; de Sousa et al., 2018) y cereales
instantáneos (Anunciação et al., 2018; Lopes et al., 2018), con diferentes propiedades de sabor y
textura, modifica sus propiedades fisicoquímicas, sensoriales y funcionales, por ello esta tecnología
de procesamiento se considera adecuada para el grano de sorgo. Algunos de los alimentos obtenidos
a partir de la extrusión del sorgo, incluyendo pastas (Alavi et al., 2019), pasteles (Cayres et al., 2020),
galletas (Yu et al., 2020), bebidas (Anunciação et al., 2018; Queiroz et al., 2018) y chips (Devi et al.,
2013), presentaron una mejora en sus propiedades fisicoquímicas y sensoriales, como se muestra en
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la Tabla 2. Dentro de las propiedades que se vieron beneficiadas fueron la textura, presentaron
mayor contenido proteico, presencia de fibra dietética, vitaminas y una mayor concentración de
compuestos fenólicos. Además, las propiedades sensoriales como aceptación, apariencia, aroma,
sabor y olor fueron mejoradas al incluir sorgo en su formulación. Otra de las ventajas, además de
realzar propiedades fisicoquímicas y funcionales al aplicar la tecnología de extrusión, es que se
pueden mezclar ingredientes uniformemente, dar cocción y forma deseada al producto (Yu et al.,
2020).
La fermentación es otra de las tecnologías aplicadas para la obtención de productos a base de sorgo.
La fermentación es un proceso usado tradicionalmente para aumentar la vida útil de una gran
variedad de productos alimenticios perecederos, como las bebidas y productos de panificación, los
cuales forman parte de la dieta humana. La fermentación tiene como objetivo: la diversificación de
sabores, aromas y texturas; la preservación del alimento a través de ácido láctico, etanol y ácido
acético; el enriquecimiento de sustratos alimenticios con proteína, aminoácidos, ácidos grasos
esenciales y vitaminas, y la disminución de los tiempos de cocinado (Hugenholtz, 2013). Algunos
alimentos obtenidos por este proceso a partir del grano de sorgo son el pan de masa fermentada
(Olojede et al., 2020), el cual presentó una textura mejorada que propició una mayor aceptación por
parte del consumidor, así como una mejora en las cualidades nutricionales (contenido proteico y
fibra cruda). Otros productos son las bebidas, como la elaborada por Gallardo et al., (2013), que fue
libre de gluten, representando una opción para las personas con enfermedad celiaca. Bebidas
tradicionales “Obiolor” y “Pito” presentaron un alto contenido proteico y vitamínico (Ajiboye et al.,
2014; Sawadogo-Lingani et al., 2021). La bebida elaborada por Sun et al., (2020) presentó un alto
contenido en compuestos bioactivos (fenoles, flavonoides).
La aplicación de tratamientos térmicos para llevar a cabo la cocción de productos derivados del sorgo
como pan y pasteles (Marston et al., 2016), muffin (Poquette et al., 2014), chips (Jiang et al., 2018),
sorgo tostado para la producción de té (Xiong et al., 2019), salchichas (Slima et al., 2018), influye tanto
en las propiedades fisicoquímicas, aumentando la extensibilidad de las masas, el volumen del
producto, presencia de compuestos bioactivos, como en la mejora de sus características nutricionales
y extensión de su vida útil. En uno de los tratamientos térmicos, la nixtamalización, se incluye el
uso de bases duras. Este proceso requiere una cocción del grano en una solución de Ca(OH)2 (10kg
por cada 2 kg de harina de sorgo), durante 20 a 45 minutos, dejarlo reposar por 8 a 24 horas y
posteriormente lavarlo para eliminar el álcali y el pericarpio residuales. La nixtamalización produce
cambios en las propiedades estructurales de los productos de sorgo (harina), aumentando la
bioaccesibilidad de las proteínas, mejorando así su valor nutritivo (Gaytán-Martínez et al., 2017; Díaz
et al., 2019; Cabrera-Ramírez et al., 2020). Sin embargo, para poder desarrollar un alimento a base de
sorgo es necesario conocer sus propiedades estructurales y funcionales (Adebo, 2020; Cayres et al.,
2020).
4. Propiedades bioactivas de alimentos a base de sorgo
El sorgo se ha convertido en una alternativa para sustituir parcial o totalmente al trigo u otros
cereales en productos de panadería innovadores para el consumo humano. Además, el sorgo tiene
un gran potencial para ser utilizado como ingrediente funcional en el desarrollo de nuevos productos
por su alto contenido de fibra dietética y compuestos bioactivos (Tabla 2). La presencia de
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compuestos bioactivos en el sorgo otorgan beneficios a la salud relacionados con propiedades
funcionales como la actividad antioxidante, antihipertensiva, antidiabética y antiobesidad, entre
otras (Figura 5) (Taylor, et al., 2006; Awika, 2017; Xu et al., 2021).
El proceso antioxidante consiste en la interrupción de la reacción de los radicales libres, mediante la
transferencia de átomos de hidrógeno o electrones desde los compuestos bioactivos hacia los
radicales, lo que conduce a la formación de compuestos más estables. Los antioxidantes captadores
de oxígeno incluyen, ácidos fenólicos, flavonoides, procianidinas y carotenoides presentes en el
sorgo (Stefoska-Needham et al., 2015; Przybylska-Balcerek et al., 2019). Productos alimenticios
elaborados a partir de sorgo, como cereal para desayuno y pastas (Anunciação et al., 2017; Lopes et
al., 2018; Palavecino et al., 2019), presentaron altos niveles de compuestos bioactivos (fenoles,
flavonoides y tocoferoles) lo que incrementó su actividad antioxidante contra radicales como ABTS
(2,20-azino-bis ácido 3-etilbenzotiazolina-6-sulfónico) y DPPH (2,2-difenil-1-picrylhydrazyl). En
bebidas tanto alcohólicas y no alcohólicas el resultado de utilizar sorgo como materia prima para su
formulación dio bebidas con alta inhibición de radicales ABTS, DPPH, ROS (OH, O2˙ y H2O2), por su
elevado contenido de compuestos fenólicos (Ajiboye et al., 2014; Queiroz et al., 2018; Xiong et al., 2019;
Sun et al., 2020; Sawadogo-Lingani et al., 2021).
El sorgo también ha sido utilizado en la obtención de productos sin gluten para personas con
enfermedad celíaca y otras intolerancias al trigo (Stefoska-Needham et al., 2015; Przybylska-Balcerek
et al., 2019; Pezzali et al., 2020). La celiaquía o enfermedad celíaca es un proceso frecuente de
naturaleza autoinmune y con afectación sistémica. La celiaquía es la única enfermedad dentro de un
amplio grupo de procesos autoinmunitarios, producida por una intolerancia permanente al gluten,
que aparece en individuos genéticamente susceptibles. La celiaquía afecta aproximadamente al 1 al
2 % de la población general y afecta casi por igual a todas las razas (Lundin & Wijmenga, 2015;
Montealegre, et al., 2018). Algunos de los productos que han sido elaborados para personas con
celiaquía a partir de sorgo son: panes, pasteles, bebidas alcohólicas (cerveza), pastas, galletas entre
otros (Gallardo et al., 2013; Chávez et al., 2018; Cayres et al., 2020).
Las enfermedades transmitidas por alimentos representan un problema mundial, estas son causadas
por microorganismos que causan el deterioro de los alimentos. Los microrganismos más comunes
que causan las enfermedades transmitidas por alimentos son: Escherichia coli, Staphylococcus aureus,
Salmonella spp, Listeria monocytogenes, entre otros. El sorgo presenta actividad antimicrobiana contra
estos microorganismos, esta propiedad está relacionada principalmente con la presencia de
compuestos fenólicos como ácidos fenólicos, flavonoides y procianidinas, así como glicéridos de
fenilpropano, y fenolamidas, que son compuestos fenólicos que se han encontrado en el grano de
sorgo. Además de los compuestos fenólicos, la presencia de proteína hidrolizada del sorgo es
responsable de la actividad antimicrobiana contra bacterias tanto Gram negativas como positivas.
Esta actividad antimicrobiana presente en las proteínas hidrolizadas de sorgo depende directamente
del tamaño, secuencia y composición de aminoácidos. Por lo mencionado, el sorgo y los productos
obtenidos de él son susceptibles de ser utilizados como ingredientes funcionales en diferentes
alimentos, ayudando a retardar su deterioro debido a la acción antimicrobiana de sus compuestos
bioactivos (Adebolu et al., 2018; Xiong et al., 2019; Espitia-Hernández et al., 2020; Farida et al., 2020;
Salih et al., 2020; Garzón et al., 2022).
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Tabla 2. Alimentos a base de sorgo características fisicoquímicas, sensoriales y sus propiedades funcionales.
Table 2. Sorghum-based foods physicochemical, sensorial characteristics and their functional properties
Alimento
Método de obtención
Propiedades fisicoquímicas y
sensoriales
Propiedades funcionales
Referencia
Chips
Extrusión
Mejor textura y alta
aceptabilidad del consumidor
Devi, N. L., Shobha, S., Tang, X.,
Shaur, S. A., Dogan, H., & Alavi,
S. (2013)
Bebida alcohólica
Fermentación
Buenas características
sensoriales (color y sabor)
Producto libre de gluten
Gallardo, I., Boffill, Y., Ozuna, Y.,
Gómez, O., Pérez, M., & Saucedo,
O. (2013)
Muffin
Tratamiento térmico
Buena calidad nutricional
Control de niveles de
glucosa e insulina
Poquette, N. M., Gu, X., & Lee, S.
O. (2014)
Hojuelas,
pasta,galletas
Alimento previamente
preparado
Prevención y control de la
diabetes
Prasad, M. P. R., Rao, B. D.,
Kalpana, K., Rao, M. V., & Patil, J.
V. (2015)
Pan y pastel
Método térmico
Mayor volumen del producto
y buena aceptación por el
consumidor
Producto libre de gluten
Marston, K., Khouryieh, H., &
Aramouni, F. (2016)
Cereal para desayuno
Extrusión
Buenas características
sensoriales
Alta capacidad
antioxidante
Anunciação, P. C., de Morais
Cardoso, L., Gomes, J. V. P., Della
Lucia, C. M., Carvalho, C. W. P.,
Galdeano, M. C., & Pinheiro-
Sant'Ana, H. M. (2017)
Bebida
Extrusión
Alto contenido de fibra
dietética y compuestos
bioactivos (taninos)
Reducción de la glucemia
posprandial
Anunciação, P. C., Cardoso, L. D.
M., Queiroz, V. A. V., de
Menezes, C. B., de Carvalho, C.
W. P., Pinheiro-Sant’Ana, H. M.,
& Alfenas, R. D. C. G. (2018)
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Tabla 2 (Continuación). Alimentos a base de sorgo características fisicoquímicas, sensoriales y sus propiedades funcionales.
Table 2 (Cont.) Sorghum-based foods physicochemical, sensorial characteristics and their functional properties
Alimento
Método de obtención
Propiedades fisicoquímicas y
sensoriales
Propiedades funcionales
Referencia
Salchichas con
polisacárido de sorgo
Extiende vida útil
Mejora la estabilidad a la
oxidación
Slima, S. B., Ktari, N., Trabelsi, I.,
Moussa, H., Makni, I., & Salah, R.
B. (2018)
Harina
Extrusión
Alto contenido de
compuestos bioactivos y fibra
Reducción de obesidad en
ratas
Arbex, P. M., de Castro Moreira,
M. E., Toledo, R. C. L., de Morais
Cardoso, L., Pinheiro-Sant'ana, H.
M., dos Anjos Benjamin, L., &
Martino, H. S. D. (2018).
Chips
Tratamiento térmico
Producto rico en proteínas
Índice glucémico
intermedio
Jiang, H., Hettiararchchy, N. S., &
Horax, R. (2018).
Pan
Tratamiento térmico
Mejora en volúmenes del pan
y la extensibilidad de las
masas
Producto libre de gluten
Vasquez-Lara, F., Soto Padilla, D.,
Cordero Fernández, D. L.,
Granados Nevárez, M. D. C., Islas
Rubio, A. R., Verdú Amat, S.
Grau Meló, R., & Barat Baviera, J.
M. (2018)
Cereal para desayuno
Extrusión
Mayor contenido proteico y
de fibra
Acción antinflamatoria y
disminución del estrés
oxidativo en humanos
Lopes, R. D. C. S. O., de Lima, S.
L. S., da Silva, B. P., Toledo, R. C.
L., de Castro Moreira, M. E.,
Anunciação, P. C., & Martino, H.
S. D. (2018).
Bebida en polvo
Extrusión
Bebida baja en calorías
Actividad antioxidante
Queiroz, V. A. V., da Silva
Aguiar, A., de Menezes, C. B., de
Carvalho, C. W. P., Paiva, C. L.,
Fonseca, P. C., & da Conceição, R.
R. P. (2018)
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Tabla 2 (Continuación). Alimentos a base de sorgo características fisicoquímicas, sensoriales y sus propiedades funcionales.
Table 2 (Cont.) Sorghum-based foods physicochemical, sensorial characteristics and their functional properties
Alimento
Método de obtención
Propiedades fisicoquímicas y
sensoriales
Propiedades funcionales
Referencia
Té
Tratamiento térmico
(grano tostado)
Alto contenido de
compuestos bioactivos y
volátiles
Actividad antioxidante
Xiong, Y., Zhang, P., Luo, J.,
Johnson, S., & Fang, Z. (2019).
Pasta (espagueti y
macarrones)
Extrusión
Alta calidad y buenas
características fisicoquímicas
Alavi, S., Ruan, S., Adapa, S. S.,
Joseph, M., Lindshield, B., &
Chilukuri, S. (2019)
Sorgo
Extrusión
Alimento rico en fibra
dietética, vitaminas y
compuestos fenólicos
Buena alternativa para
controlar la obesidad en
hombres con sobrepeso
Anunciação, P. C., de Morais
Cardoso, L., Alfenas, R. D. C. G.,
Queiroz, V. A. V., Carvalho, C.
W. P., Martino, H. S. D., &
Pinheiro-Sant'Ana, H. M. (2019)
Pasta
Producto libre de gluten
Actividad antioxidante
Palavecino, P. M., Ribotta, P. D.,
León, A. E., & Bustos, M. C.
(2019)
Pasteles sabor
chocolate y naranja
Harina utilizada obtenida
por extrusión
Buena calidad sensorial
Producto libre de gluten
Cayres, C. A., Ascheri, J. L. R.,
Couto, M. A. P. G., Almeida, E.
L., & Melo, L. (2020).
Harina de sorgo
nixtamalizada
Nixtamalización
Mejor valor nutritivo
Mayor bioaccesibilidad de
proteínas
Cabrera-Ramírez, A. H., Luzardo-
Ocampo, I., Ramírez-Jiménez, A.
K., Morales-Sánchez, E., Campos-
Vega, R., & Gaytán-Martínez, M.
(2020).
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Tabla 2 (Continuación). Alimentos a base de sorgo características fisicoquímicas, sensoriales y sus propiedades funcionales.
Table 2 (Cont.) Sorghum-based foods physicochemical, sensorial characteristics and their functional properties
Alimento
Método de obtención
Propiedades fisicoquímicas y
sensoriales
Propiedades funcionales
Referencia
Harina
Extrusión
Alto contenido de compuestos
bioactivos
Reducción del índice de
masa corporal y el peso del
hígado de ratas obesas.
de Sousa, A. R., de Castro
Moreira, M. E., Toledo, R. C. L.,
dos Anjos Benjamin, L., Queiroz,
V. A. V., Veloso, M. P., &
Martino, H. S. D. (2018)
Té
Fermentación
Alto contenido de compuestos
fenólicos
Buena actividad
antioxidante
Sun, H., Wang, H., Zhang, P.,
Ajlouni, S., & Fang, Z. (2020).
Pan de masa
fermentada
Fermentación
Mejores características de textura,
nutricionales y sensoriales
Olojede, A. O., Sanni, A. I., &
Banwo, K. (2020)
Bebida
Fermentación
Cerveza rica en vitaminas del
grupo B (tiamina, ácido fólico,
riboflavina, ácido nicotínico) y
aminoácidos esenciales (lisina).
Buena actividad
antioxidante
Sawadogo-Lingani, H., Owusu-
Kwarteng, J., Glover, R., Diawara,
B., Jakobsen, M., & Jespersen, L.
(2021).
Galletas
Harina extrudida
Mejora características sensoriales
Producto con mejor calidad
nutrimental
Xu, J., Wang, W., & Zhao, Y.
(2021)
Bebidas tradicionales
“Obiolor” “Pito”
Fermentación
Alto contenido proteico
Actividad antioxidante y
las capacidades para
prevenir la oxidación de
lípidos y proteínas
Ajiboye, T. O., Iliasu, G. A.,
Adeleye, A. O., Abdussalam, F.
A., Akinpelu, S. A., Ogunbode, S.
M., & Oloyede, O. B. (2014);
Sawadogo-Lingani, H., Owusu-
Kwarteng, J., Glover, R., Diawara,
B., Jakobsen, M., & Jespersen, L.
(2021).
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Figura 5. Propiedades bioactivas y beneficios a la salud humana de alimentos elaborados a base de sorgo (Obra:
creación de los autores).
Figure 5. Bioactive properties and benefits to human health of foods made from sorghum (Artwork: authors
creation).
Créditos a las imágenes (Image credits): Pan, Rainer Zenz,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=597239; muffin, National Cancer Institute, Renee
Comet https://visualsonline.cancer.gov/details.cfm?imageid=2609; pasta, De rjp from London, UK - Fusilli,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2936775.
La inflamación es una respuesta inmune innata del cuerpo, la cual es inducida por la estimulación
de sustancias extrañas o estresores estériles celulares que generalmente surgen de una lesión o
infección. Sin embargo, la respuesta inflamatoria no regulada puede conducir a enfermedades
autoinmunes, cáncer, enfermedades musculares y esqueléticas, y causar daño a otros sistemas
corporales como el tracto gastrointestinal, los sistemas respiratorio y circulatorio y la función de los
órganos reproductivos (Stefoska-Needham et al., 2015; Luo et al., 2020). La actividad antiinflamatoria
del sorgo, al igual que las actividades funcionales mencionadas anteriormente (antimicrobiana y
antioxidante), está relacionada con la presencia de compuestos bioactivos como los compuestos
fenólicos y con la presencia de hidrolizados de kafirinas (Castro-Jácome et al., 2021). Cabe destacar
que esta propiedad funcional se ve incrementada cuando el sorgo es sometido a procesos térmicos
como la extrusión, la cual aumenta el contenido de compuestos bioactivos, aumentando la acción
antinflamatoria (Salazar- Lopez et al., 2016; Sullivan et al., 2018).
Varios estudios han demostrado propiedades antidiabéticas y antiobesidad del consumo de
productos elaborados de sorgo, desde harina (Arbex et al., 2018; de Sousa et al., 2018), hasta productos
como muffin (Poquette et al., 2014), galletas, pasta (Prasad et al., 2015), chips (Jiang et al., 2018), cereal
(Anunciação et al., 2019) y bebidas (Anunciação et al., 2018). La actividad funcional se presentó en
ópez et.al
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ensayos in vivo donde se demostró que el consumo de sorgo tiene el potencial de reducir el porcentaje
de grasa corporal, la cual juega un papel importante en el desarrollo y origen de muchas
enfermedades crónicas (Simnadis et al., 2016; Arouna et al., 2020). El consumo de productos
elaborados a base de sorgo presenta un alto contenido de fibra, en comparación con los alimentos
obtenidos de otros cereales, lo que se relaciona con la liberación gradual de glucosa en sangre y la
insulina, presentando un índice glucémico intermedio después de haber ingerido el alimento. Esto
sugiere que la matriz de nutrientes presentes en el grano de sorgo, juega un papel sinérgico en la
generación de resultados positivos sobre la salud del consumidor. Esto se atribuye a que los
nutrientes presentes en el sorgo mantienen su bioactividad, incluso después de haber sido procesado
y transformado en diferentes productos alimenticios (Simnadis et al., 2016; Jiang et al., 2018).
Finalmente, es importante destacar que se están realizando algunos esfuerzos para el mejor
aprovechamiento de algunos de los compuestos considerados como factores antinutricionales, entre
ellos, los complejos formados por procianidinas y kafirinas. Al respecto, se ha encontrado que la γ-
kafirina es la especie de polipéptido de kafirina con mayor contenido de prolina y también es la que
se une en mayor proporción y con mayor fuerza a las procianidinas. Debido a esta característica, las
biopelículas formadas por una combinación de procianidinas y γ-kafirina, poseen mayor vida de
anaquel. Además, los alimentos a base de sorgo que combinan alto contenido de γ-kafirina y
procianidinas, se perfilan como una alternativa en la dieta para reducir la ingesta de calorías y
reducir la incidencia de obesidad (Taylor et al., 2007). Las biopelículas formuladas con kafirinas y
procianidinas de sorgo, también han mostrado actividad antimicrobiana, por lo que se consideran
una promesa como películas comestibles, que además de preservar las propiedades de los alimentos
brinden al consumidor beneficios en la salud (Emmambux et al., 2004; Taylor et al., 2009). Existen
evidencias de que nano películas comestibles elaboradas con una combinación de kafirinas,
compuestos fenólicos y gelatina, mostraron potencial antimicrobiano y evitaron la pérdida de peso,
firmeza y vitaminas como el ácido ascórbico, al ser aplicadas en frutos de manzana, uvas, tomates y
pimientos (Bakhy et al., 2018).
En específico, el potencial antioxidante de los complejos formados por kafirinas y procianidinas de
sorgo, aún no ha sido bien estudiado. Trabajos previos realizados con complejos formados por
proteínas de distintas fuentes (leche, albumina de suero de bovino, nueces) y diferente tipo de
procianidinas (cocoa, té, café), han reportado resultados contradictorios en relación con que la
actividad antioxidante de dichos complejos en algunos casos aumenta y en otros disminuye. Tales
contradicciones son atribuidas al uso de diferentes métodos para estimar el potencial antioxidante.
Comprender de manera fundamental el comportamiento de los complejos kafirinas-procianidinas
de sorgo, desde un punto de vista científico, es esencial para futuras aplicaciones en la industria
alimentaria, por lo que es necesario realizar más estudios en este contexto.
Conclusiones y perspectivas
Además de ser el sorgo uno de los principales cereales producidos a nivel mundial y ser utilizado
principalmente en alimento para animales, actualmente se han desarrollado productos destinados a
la alimentación humana, debido a que el sorgo otorga buenas propiedades funcionales, como
actividad antioxidante, antihipertensiva y antimicrobiana, haciendo del sorgo una materia prima de
interés para seguir desarrollando alimentos a base de este grano. Asimismo, el sorgo es una excelente
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opción para el tratamiento de la enfermedad celiaca. La información recopilada en esta revisión,
permite ampliar el panorama acerca de los avances en las mejoras de las propiedades nutricionales,
funcionales y bioactivas de alimentos a base de sorgo.
Agradecimiento
La Dra. Arely León-López agradece al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), por
la beca (número de beca 621400) otorgada en la Convocatoria Estancias Posdoctorales por México,
Modalidad 1, para realizarse en la Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Vegetal del
CIAD, A.C.
Conflicto de interés
Los autores declaran que no tienen conflictos de interés con respecto al trabajo presentado en este
reporte.
4. Referencias
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