INTRODUCCIÓN
⌅Los ácidos grasos son componentes importantes de cuantiosas clases de moléculas lipídicas. Se encuentran en primera instancia en los triacilgliceroles y en numerosas clases de moléculas lipídicas unidas a las membranas. Están formados por un hidrocarburo de cadena larga unido covalentemente a un grupo carboxilato. Las cadenas de los ácidos grasos que sólo contienen enlaces sencillos carbono-carbono se denominan saturadas, mientras que las moléculas que contienen uno o varios dobles enlaces se denominan insaturadas (McKee y McKee, 2013MCKEE, T. y MCKEE, J. 2013. Bioquímica. Las bases moleculares de la vida. McGraw-Hill Interamericana, España, 952 p.). Los ácidos grasos forman parte de los fosfolípidos y glucolípidos, moléculas que constituyen la bicapa lipídica de todas las membranas celulares.
Según Hoyos y Rosales (2014)HOYOS, M. y ROSALES CALLE, V. V. 2014. Lípidos: Características principales y su metabolismo. Revista de Actualización Clínica Investiga, 41: 2142-2145., estos compuestos tienen funciones como aportadores de energía, estructuradores de la membrana celular, protectores de órganos, mediadores hormonales, entre otros, por lo que convierten en indispensables para la vida. Además, los lípidos juegan un importante papel durante la gestación, y en este periodo tienen lugar cambios importantes en el metabolismo lipoproteico (Ferriols et al., 2016FERRIOLS, E., RUEDA, C., GAMERO, R., et al. 2016. Comportamiento de los lípidos durante la gestación y su relación con acontecimientos obstétricos desfavorables. Clínica e Investigación en Arteriosclerosis, 28 (5): 232-244. ).
Los lípidos son macronutrientes que aportan energía al cuerpo por lo que se investiga el contenido de lípidos en el fruto de Samanea saman dado el aporte energético de las grasas a la dieta animal y el aporte que puede hacer en contenido presente en estos frutos. Esto puede constituir una nueva alternativa en la alimentación animal dado que S. saman se encuentra ampliamente distribuido en los campos de la provincia de Pinar del Río.
El conocimiento del contenido de cada alimento suministrado a los animales desde el punto de vista químico y bromatológico es de vital importancia. Dado que S. saman es una especie poco estudiada, este trabajo se planteó como objetivo general determinar la presencia de metabolitos secundarios y cuantificación de lípidos presentes en el fruto verde y seco de S. saman.
MATERIALES Y MÉTODOS
⌅Selección y características del área de estudio
⌅El estudio se desarrolló en la finca “El Algarrobo” de la Cooperativa de Créditos y Servicios (CCS) “Pedro Saiden” del municipio Pinar del Río, donde existe una población abundante de la especie S. saman en diferentes estadios de desarrollo. Además, por su cercanía al área de investigación lo que facilitó la transportación de la materia prima.
Toma de muestra de frutos verdes y secos de S. saman
⌅Los frutos se tomaron de árboles en pie, con edades comprendidas entre 12 y 15 años entre los meses de abril y junio de 2018, El muestreo se realizó de forma aleatoria, los frutos se tomaron de ocho árboles. Se realizó un muestreo en cada uno de los árboles en forma diagonal a diferentes partes del mismo: arriba, inferior, centro derecho e izquierdo.
Análisis de la calidad de la muestra
⌅Se determinaron algunos parámetros e índices de calidad del material recolectado i.e. porcentaje de humedad y pH. Para el porcentaje de humedad se utilizaron muestras de frutos verdes y maduros. El pH de la disolución se determinó con 50 mL del extracto acuoso y alcohólico de la muestra mediante potenciometría directa en pH metro (HANNA, USA).
Porcentaje de humedad
⌅El cálculo del porcentaje de humedad se realizó siguiendo el criterio de Álvarez y Meléndez (2005)ÁLVAREZ, E. y MELÉNDEZ, J. 2005. Manual de Análisis químico cuantitativo para Ingenieros Forestales. Editorial Félix Varela, La Habana, Cuba, 8 p. .
m (h) - masa húmeda
m(s) - masa seca
Procesamiento de la muestra
⌅Los frutos fueron trasladados al laboratorio de investigaciones del Centro de Estudios Forestales de la Universidad de Pinar del Río, donde como paso inicial e imprescindible, es desfibrado manualmente, para obtener partículas de 7-8 mm, según Yagodin (1981)YAGODIN, V. I. 1981. Fundamentos de química y tecnología para el tratamiento del follaje. Editorial Academia Forestal de Leningrado, URSS. y Ortega (2010)ORTEGA, I. 2010. Evaluación de la acción antibacteriana, cicatrizante, y biocida de extractos de follaje verde de Pinus caribaea Morelet var. caribaea y Corymbia citriodora. Tesis para optar por el título de Ingeniero Forestal. Universidad de Pinar del Río, Pinar del Río, Cuba. . Esto facilitó la extracción de las diferentes sustancias y los componentes activos presentes en los mismos. Se obtuvo un material fino para ser utilizado en la elaboración de los extractos.
Obtención de los extractos para el estudio fitoquímico inicial
⌅Los extractos se prepararon pesando 30 g del material vegetal en 150 mL de cada solvente, empleando solventes de diferentes polaridades, éter de petróleo, etanol y agua destilada. Se maceró por espacio de 48 h. Se comenzó con el éter de petróleo y después se filtró al vacío con bomba (Welch Ilmvac, USA). Posteriormente, el residuo vegetal fue macerado en alcohol etílico al 90 % y después de la extracción alcohólica, por último, macerada en agua destilada (Cordero y Oreaga, 2002CORDERO, E. y OREAGA, U. 2002. Técnicas de laboratorio para el trabajo con la biomasa forestal. MINAG, Cuba. ).
Tamizaje fitoquímico del fruto maduro de S. saman
⌅Para el tamizaje fitoquímico se siguió el esquema propuesto por Nogueira y Spengler (1994)NOGUEIRA, C. y SPENGLER, I. 1994. Guía para el tamizaje fitoquímico. MINSAP, Cuba., que plantea la extracción a partir de solventes de polaridades diferentes en orden creciente e.g. éter de petróleo, alcohol etílico y agua destilada.
En la identificación de los metabolitos secundarios se emplearon pruebas o técnicas simples, rápidas y selectivas para un determinado compuesto, realizándosele a cada extracto aquellos ensayos específicos para los metabolitos que de acuerdo a su solubilidad podían haber sido extraídos en cada solvente. Algunos de los ensayos que se realizaron i.e. Dragendorff para determinar alcaloides (Domínguez, 1973DOMINGUEZ, X. 1973. Métodos de investigación fitoquímica. Limusa, México, 281 p. ), tricloruro férrico para fenoles y taninos, Shinoda para determinar flavonoides, Ninhidrina para detectar proteínas, Fehling, Benedict y Molisch para azúcares y Sudan para ácidos grasos entre otros (Nogueira y Spengler, 1994NOGUEIRA, C. y SPENGLER, I. 1994. Guía para el tamizaje fitoquímico. MINSAP, Cuba.). Además, se realizaron otros ensayos como Biuret, Shakaguchi, Hopkins-cole, SH, Titulación, Colorimetría que indican la presencia de polipéptidos y proteínas, proteínas, triptófano, aminoácidos azufrados, vitamina C y hierro (Álvarez y Meléndez, 2005ÁLVAREZ, E. y MELÉNDEZ, J. 2005. Manual de Análisis químico cuantitativo para Ingenieros Forestales. Editorial Félix Varela, La Habana, Cuba, 8 p. ).
Una vez concluido el tamizaje fitoquímico se procedió a la cuantificación los lípidos, realizando tres réplicas para cada ensayo. Para cuantificar los lípidos se siguió la técnica propuesta por Cordero y Oreaga (2002)CORDERO, E. y OREAGA, U. 2002. Técnicas de laboratorio para el trabajo con la biomasa forestal. MINAG, Cuba. . Se pesaron de 3 g (se pueden tomar los gramos de la muestra en función del Soxhlet). La muestra se cubrió con papel filtro. Se montó el equipo (el matraz/ balón previamente a peso constante). Se añadió por el condensador una cantidad suficiente de éter para obtener tres descargas del extractor (medir 160 mL de éter) y se hizo circular el agua por el condensador y se inició el calentamiento del matraz. Se colocó la muestra en el Soxhlet y se introdujo en un baño a 50 - 60 ºC durante 6 - 7 h de extracción (6 a 7 min comenzó el goteo del sistema). La extracción se realizó con éter etílico. Posteriormente, se atemperó y pesó hasta la obtención del peso constante. Se cálculo del porcentaje de humedad mediante la siguiente fórmula:
M1 - masa del balón más el contenido de grasa
M2 - masa de la muestra seca
Mo - masa del balón vacío
Después de la extracción con éter el contenido del balón (grasa + éter), se destiló y quedó en el balón solo grasa.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
⌅Los frutos son legumbres o vainas (8 a 20 cm de largo, 15-19 mm de ancho, y 6 mm de espesor). Estos datos coinciden con los informados por Delgado et al. (2014)DELGADO, D. C, HERA, R., CAIRO, J., et al. 2014. Samanea saman, árbol multipropósito con potencialidades como alimento alternativo para animales de interés productivo. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, 48 (3): 205-212. en la zona oriental de Cuba. Los frutos en la zona occidental son más pesados con un promedio de 17,65 g que los del oriente cubano con un peso de 11,23 g. Estas diferencias de peso pueden deberse a las condiciones climatológicas de cada zona, además de las características edafológicas de los suelos. Las vainas son rectas o ligeramente curvas, verdes y carnosas antes de madurar, y oscuras, color marrón, una vez que maduran. Contienen una pulpa seca, oscura, dulce y nutritiva, que rodea las semillas. Según Vozzo (2010)VOZZO, J. 2010. Manual de semillas de árboles tropicales. USDA-Departamento de Agricultura de los Estados Unidos de América, Missouri, USA, 168 p. , la maduración del fruto se produce de febrero a mayo.
Análisis de la calidad de la muestra
⌅La determinación del contenido de humedad de las muestras aparece en la tabla 1. Se aprecia el elevado índice de humedad del fruto verde que marca una diferencia con los frutos secos. Esta condición hace que los frutos verdes no puedan ser conservados por un periodo prolongado, ni guardarse después de molinado, pues el agua que contiene produce la fermentación de los azúcares existentes y pierde las características que los pueden hacer atractivos para los animales.
| Frutos | Masa húmeda (g) | Masa seca (g) | Contenido de agua (g) | Por ciento de humedad (%) |
|---|---|---|---|---|
| verde | 12,6 | 7,2 | 5,4 | 42,8 |
| seco | 16 | 15,3 | 0,7 | 4,3 |
Tamizaje fitoquímico y otros ensayos
⌅Una vez obtenido los extractos se procedió a realizar el tamizaje fitoquímico obteniéndose los resultados siguientes (Tablas 2 y 3).
| Grupo de compuestos | Ensayo | Extractos | ||
|---|---|---|---|---|
| Etéreo | Alcohólico | Acuoso | ||
| Saponinas | Espuma | (+++) | (+++) | |
| Principios amargos y astringentes | Sabor | (++) | ||
| Alcaloides | Dragendorff | (-) | (++) | (+++) |
| Wagner | ||||
| Aminoácidos y aminas | Ninhidrina | (+++) | ||
| Azúcares reductores | Fehling | (+++) | (++) | |
| Fenoles y taninos | FeCl3 | (-) | (-) | |
| Gelatina | ||||
| Flavonoides | Shinoda | |||
| Leucoantocianidinas | Leucoantocianidinas | |||
| Mucílagos | Al tacto | (-) | ||
| Aceites esenciales y grasas | Sudán | (++) | ||
| Papel blanco sin reactivo | ++ | |||
| Coumarinas | Baljet | (+) | (+) | (++) |
| Carotenos | Carr-Price | |||
| Glicósidos cardiotónicos | Kedde | |||
| Triterpenos y esteroides | Lieberman-Bouchard | |||
| Quinonas | Bornträger | |||
| Resinas | (++) | (++) | (++) | |
| Grupo de compuestos | Ensayo | Extractos | ||
|---|---|---|---|---|
| Etéreo | Alcohólico | Acuoso | ||
| Saponinas | Espuma | (-) | ||
| Principios amargos y astringentes | Sabor | (++) | ||
| Alcaloides | Dragendorff | (-) | (++) | (+++) |
| Wagner | ||||
| Aminoácidos y aminas | Ninhidrina | (+++) | ||
| Azúcares reductores | Fehling | (+++) | (++) | |
| Fenoles y taninos | FeCl3 | (++) | (++) | |
| Gelatina | ||||
| Flavonoides | Shinoda | (++) | ||
| Leucoantocianidinas | Leucoantocianidinas | |||
| Mucílagos | Al tacto | (-) | ||
| Aceites esenciales y grasas | Sudán | (++) | ||
| Papel blanco sin reactivo | (++) | |||
| Coumarinas | Baljet | (+) | (+) | (++) |
| Carotenos | Carr-Price | |||
| Glicósidos cardiotónicos | Kedde | |||
| Triterpenos y esteroides | Lieberman-Bouchard | |||
| Quinonas | Bornträger | |||
Al hacer una comparación de los resultados puede comprobarse que en ambos casos están presentes metabolitos de interés para la alimentación de las crías de ganado menor como carbohidratos aminoácidos y proteínas, siendo los extractos acuosos y alcohólicos los que más presencia evidenciaron. Los carbohidratos son el componente principal para mantener un buen funcionamiento del rumen, ya que aportan energía a los microorganismos ruminales y al animal (Pinares-Patiño et al., 2003PINARES-PATIÑO, C., ULYATT, M., LASSEY, K., et al. 2003. Persistence of differences between sheep in methane emission under generous grazing conditions. Journal of Agricultural Science, 140: 227-233.; Agualongo, 2018AGUALONGO, A. 2018. Influencia de extractos vegetales y aceite de sacha inchi sobre la fermentación ruminal in vitro. Tesis para optar al título de Médico Veterinario Zootecnista. Universidad Técnica de Ambato, Ecuador, 33 p.). Estos aportan un elevado contenido energético a los frutos.
El tamizaje fitoquímico de las vainas de S. saman reveló la presencia de moderadas cantidades de los principales metabolitos secundarios, entre ellos de ácidos grasos, saponinas, esteroides, alcaloides, flavonoides, taninos y resinas, pero no se observó la presencia de los terpenoides, glucósidos, ni compuestos ácidos coincidiendo con Milián et al. (2017)MILIÁN, J. C., IGLESIAS MONROY, O., VALDES, H., et al. 2017. Estudio fitoquímico integral del Samanea saman de la región occidental de Cuba. Revista Cubana de Química, 29(3): 450-462.. Carro et al. (2014)CARRO, M. D., SARO, C., MATEOS, I., et al. 2014. Perspectivas y retos de los extractos vegetales como aditivos alimentarios en rumiantes. Albeitar, 179: 4-6. plantean que la presencia moderada de saponinas en los frutos pudiera tener un efecto favorable para los animales, ya que el consumo de saponinas aumenta el crecimiento microbiano y disminuye la población de protozoos, la proteólisis y la producción de metano, lo que favorece la economía del nitrógeno, principalmente con dietas de baja calidad.
La palatabilidad de los frutos del algarrobo para el ganado se reconoce desde hace mucho tiempo. Anicama y Guerra (2014)ANICAMA, D. J. y GUERRA GALINDO, S. A. 2014. Tamizaje fitoquímico y características farmacognósticas de hojas, frutos y semillas de Prosopis pallida (algarrobo) procedente de la ciudad de Lea. Tesis para optar por el título de Licenciado Químico Farmacéutico. Universidad Nacional San Luis Gonzaca de Ica, San Luis Gonzaca de Ica, Perú, 67 p. plantean que los frutos de la especie Prosopis pallida (Humb. & Bonpl. ex Willd.) Kunth, por sus características nutritivas y su gran palatabilidad, son utilizados también como alimento para el ganado bovino, caprino, ovino, equinos y otros animales domésticos, pudiendo sustituir al maíz y salvado de trigo, en la ración animal.
La principal utilidad del árbol se encuentra en sus vainas carnosas, que se producen en gran abundancia y constituyen un forraje muy bueno para el engorde de todo tipo de animales de pastoreo, que se alimentan de ellos con gusto como bovinos, porcinos, ovinos y caprinos (Durr, 2001DURR, P. 2001. The biology, ecology and agroforestry potential of the raintree, Samanea saman (Jacq.) Merr. Agroforestry Systems, 51(3): 223-237.). Además, Hernández et al. (2018)HERNÁNDEZ-MORALES, J., SÁNCHEZ-SANTILLÁN, P., TORRES-SALADO, N., et al. 2018. Composición química y degradaciones in vitro de vainas y hojas de leguminosas arbóreas del trópico seco de México. Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias, 9 (1): 105-120. plantean que las vainas de Enterolobium cyclocarpum (Jacq.) Griseb. y S. saman son una alternativa viable para la alimentación de rumiantes en el trópico seco dadas sus características químicas y fermentativas.
El resultado de los ensayos especiales para el fruto seco entero evidencia la presencia de otro importante grupo de compuesto donde se encuentran (Tabla 4).
| Grupo de compuestos | Ensayo | Extractos | ||
|---|---|---|---|---|
| Acuoso | Étereo | Alcohólico | ||
| Polipéptidos y proteínas | Biuret | ++ | ++ | +++ |
| Proteínas | Shakaguchi | ++ | - | +++ |
| Proteínas-aminoácidos | Ninhidrina | +++ | ++ | +++ |
| Triptófano | Hopkins-cole | - | - | - |
| Aminoácidos azufrados | SH | - | - | - |
Los resultados de la presente investigación se asemejan a los obtenidos por Delgado (2014)DELGADO, D. C, HERA, R., CAIRO, J., et al. 2014. Samanea saman, árbol multipropósito con potencialidades como alimento alternativo para animales de interés productivo. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, 48 (3): 205-212. al hacer un estudio de los frutos de S. saman en la zona oriental de Cuba, aunque se apreció mayor presencia de metabolitos en los estudios realizados en la Provincia de Pinar del Río. Esto puede deberse a que las condiciones climatológicas, los suelos y las operaciones de manejo de la especie son diferentes para ambas regiones del país.
Cuantificación de contenido de lípidos en el fruto entero de S. saman
⌅En la tabla 5 se presentan los resultados obtenidos en la cuantificación de lípidos en los frutos enteros de S. saman. Como se observa, el fruto seco de S. saman contiene aproximadamente un 4 % de lípidos, lo que eleva el nivel proteico de este producto forestal no maderable que se desecha en los bosques con un contenido de grasas de 0,08 g (Tabla 5). Estos estudios aportan valor agregado a la especie en cuestión, ya que solamente se emplea la madera.
| Ensayos | % de lípidos | Contenido de grasas (11,87 g) |
|---|---|---|
| 1 | 4,1308 | 0,08270 |
| 2 | 3,6150 | 0,07237 |
| 3 | 4,2185 | 0,08440 |
| Promedio | 3.9881 | 0.07982 |
Como se aprecia en los frutos de esta especie, se determinaron cantidades importantes de lípidos, condición indispensable para acentuar sus propiedades como alimento animal, ya que los lípidos aportan niveles de calorías a los alimentos y sobre todo son empleados como reservas energéticas (Delgado, 2014DELGADO, D. C, HERA, R., CAIRO, J., et al. 2014. Samanea saman, árbol multipropósito con potencialidades como alimento alternativo para animales de interés productivo. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, 48 (3): 205-212. ). Se sugiere monitorear el contenido de lípidos en los alimentos por poseer propiedades laxantes. Si se comparan los resultados obtenidos en esta investigación realizados entre los meses de abril y junio con los obtenidos por Sanjudo (2018), realizada entre los meses de marzo - abril, se aprecia que el rendimiento óptimo relacionado con el contenido lípido de esta especie está entre los meses de marzo y abril donde se alcanza el 26,479 %, comparados con los 11,9643 % determinados entre los meses de mayo y junio.
CONCLUSIONES
⌅El tamizaje fitoquímico al fruto verde y seco de S. saman evidenció la presencia de alcaloides, azúcares reductores, aminoácidos libres y aminas, y fenoles y taninos. La cuantificación de lípidos demostró la presencia abundante de estos metabolitos en el fruto seco. La presencia de lípidos en el fruto entero de S. saman le confiere un alto valor energético y lo convierte en potencial nutricional para la ganadería en el territorio, constituyendo una opción más para el logro de una agricultura sostenible.