Año 2020. Número 23
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Cuantificación de pectinas en la pulpa del fruto de tres especies
de tuna (Opuntioideae, Cactaceae)
Quantification of pectin in the pulp of the fruit of three tuna species
(Opuntioideae, Cactaceae)
Autor: Argenis de Jesús Montilla Pacheco
1
,
Ismelda del Valle Tovar Pérez
2
Henry Antonio Pacheco Gil
3
Dirección para correspondencia:
Recibido: 08-12-2019
Aceptado: 23-03-2020
Resumen
La tuna del género Opuntia es una de las plantas más importantes que se
encuentra distribuida en las regiones semiáridas de Venezuela, a pesar de ser
un recurso natural con un significativo valor alimentario, no existen suficientes
investigaciones a nivel nacional que proporcionen información sobre la
composición bromatológica de cada uno de sus componentes. La presente
investigación tuvo como objeto cuantificar el contenido de pectina de la pulpa
del fruto de tres especies de tuna del género Opuntia; Opuntia elatior, Opuntia
boldinghii y Opuntia ficus-indica a través del método de Carbazol, para
posteriormente realizar comparaciones entre las especies en estudio. Los
resultados obtenidos son expresados como porcentaje de ácido
anhidrogalacturónico (%AAG). El análisis arrojó los siguientes valores: Opuntia
elatior 0,1440% + 0,0044, Opuntia boldinghii 0,1313% + 0,0071 y Opuntia
ficus-indica 0,1531% + 0,0087. Se concluye que existen diferencias
significativas entre el contenido de pectina de cada especie por cada 100g de
muestra analizada.
Palabras clave: Opuntia; pectina; ácido anhidrogalacturónico; Carbazol.
1
Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí. Ecuador.
2
Magister en Enseñanza de la Química. Profesora de Biología y Química. Investigadora de la Universidad
Pedagógica Experimental Libertador-Instituto Pedagógico de Barquisimeto, Barquisimeto. República Bolivariana de
Venezuela.
3
Profesor Investigador. Facultad de Ingeniería Agrícola. Universidad Técnica de Manabí. Ecuador.
Argenis de Jesús Montilla Pacheco, Ismelda del Valle Tovar Pérez, Henry Antonio Pacheco Gil
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La Técnica. Publicación semestral. Vicerrectoría Académica. Universidad Técnica de Manabí, ECUADOR
Abstract
Of the genus Opuntia prickly pear is one of the most important plants which is
distributed in the semi-arid regions of Venezuela, despite being a natural
resource with an significant nutritional value, there is not enough research at
national level as Please provide information about the each of its components
bromatological composition. The present research aimed to quantify the content
of pectin from the pulp of the fruit of three species of the genus Opuntia tuna;
Opuntia elatior, Opuntia boldinghii and Opuntia ficus - indicated by Carbazole
method, then make comparisons between species to study.The results are
expressed as a percentage of acid anhidrogalacturonico (% AAG). The analysis
showed the following values: Opuntia elatior 0,1440% + 0,0044, Opuntia
boldinghii 0,1313% + 0,0071 and Opuntia ficus - indica 0,1531% + 0,0087. It is
concluded that there are significant differences between the content of pectin
for each species per 100g of sample.
Keywords: Opuntia; pectin; anhydrogalacturonic acid; carbazole.
Introducción
La tuna es una de las plantas más importantes que se encuentra en las zonas
semiáridas de Venezuela, las cuales son utilizadas mayormente para la
producción de forrajes, y en algunos casos sus frutos y cladodios son
consumidos en forma fresca por productores sin ser comercializados. Se han
adaptado muy bien a zonas áridas caracterizadas por condiciones secas, lluvias
erráticas y suelos pobres expuestos a la erosión.
Algunas especies son inclusive consideradas como plantas naturalizadas en
países como Sudáfrica y Australia, donde las condiciones ambientales son
particularmente favorables (Kiesling, 1998). Además es una planta que no
requiere tierras de gran calidad, por lo que puede crecer en suelos poco fértiles,
y los cuidados para su producción son mínimos (Ortiz et al. 2013).
Hoy en día, la tuna se produce en 32 países entre los cuales se encuentran
México, Túnez, Argentina, Italia, Sudáfrica, Chile, Israel y EE.UU (Sáenz &
Berger, 2006). La taxonomía de la tuna es sumamente compleja debido a
múltiples razones, entre las que destaca el hecho de que los fenotipos
presentan gran variabilidad según las condiciones ambientales. Además, es
frecuente encontrar casos de poliploidía, ya que se reproducen en forma sexual
o asexual.
Las opuntias constantemente se hibridizan dando como resultado nuevas
formas y tipos más o menos distintos, lo que complica más su clasificación
(Lozada, 2007). La tuna pertenece al reino Plantae, división: Magnoliophyta,
clase: Magnoliopsida, orden: Caryophyllales, familia: Cactaceae, género:
Opuntiae (García, 2013). Así mismo, se encuentran innumerables especies las
cuales varían según su región nativa. En Venezuela, las especies más comunes
son: O. bisetosa Pittier, O. boldinghii Britton et Rose, O. caracasana Salm-Dyck,
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O. caribaea Britton et Rose, O. curassavica (L.), O. depauperata Britton et Rose,
O. schumannii Weber, O. ficus-indica y O. elatior (Moreno et al. 2008).
El fruto es una falsa baya con ovario ínfero, uniloculado y carnoso, en que la
cáscara corresponde a la envoltura del ovario y la pulpa corresponde al lóculo
desarrollado (Lavin & Kuni, 2004). La forma y tamaño de los frutos es en
promedio de 7-9 cm de largo, 5-6 cm de diámetro y 8-14 g de peso.
Estos presentan características distintas según las variedades cultivadas y se
diferencian principalmente por el color de la cáscara y la pulpa del fruto. Se
pueden encontrar cáscaras de colores rojos, anaranjados, púrpuras, amarillos y
verdes con pulpas, en general, de los mismos colores. La epidermis de los frutos
es similar a la del cladodio, con areolas y abundantes gloquidios y espinas.
La cáscara de los frutos es de diverso grosor según la especie, siendo también
variable la cantidad de pulpa entre las variedades. La pulpa presenta semillas
de 4-4.5 mm de longitud, las que se consumen junto con la pulpa. Los frutos
presentan semillas abortivas, lo que aumenta la proporción de pulpa comestible
(Sáenz & Berger, 2006).
Su importancia como alimento, radica en el hecho de la existencia de
evidencias de ser un alimento prehispánico y el potencial que representa en la
actualidad para la industria gastronómica y farmacológica (Moreno et al. 2008).
Algunos autores (Scheinvar, Olalde-Parra & Gallegos-Vázquez, 2015; Monroy-
Gutiérrez, Martínez-Damián, Barrientos-Priego, Gallegos-Vázquez, Cruz-Alvarez
& Vargas-Madríz, 2017) han descrito la potencialidad de las especies del género
Opuntia a nivel mundial, donde destaca su utilización en la elaboración de
numerosos productos tales como: mermeladas, jaleas, compotas, salsas,
mayonesas, confites, bebidas dietéticas y fuentes de pigmentos naturales como
betalaínas que presentan efectos anti-oxidantes, anticancerígenos, anti-
microbiano y contribuyen a combatir la arteriosclerosis, entre otros usos.
(Chasquibol et al. 2008).
A pesar de ser un recurso natural y fuente importante para la alimentación, así
como para la preparación de medicinas; no existen suficientes investigaciones a
nivel nacional que proporcionen información sobre la composición
bromatológica de cada uno de los componentes del fruto (pulpa, pericarpio y
semilla) y cladodios, según (Anaya, 2003).
La presente investigación tiene como objeto cuantificar las pectinas de la pulpa
del fruto de tres especies distintas de tuna, Opuntia elatior, Opuntia boldinghii y
Opuntia ficus-indica, para determinar si existen diferencias entre el contenido
de pectina de cada especie.
Metodología
Se utilizaron frutos en madurez fisiológica, con dimensiones y peso similares
para las 3 especies en estudio, sin daños físicos ni microbiológicos,
recolectados en tres plantas ubicadas en la localidad de Bobare, municipio
Argenis de Jesús Montilla Pacheco, Ismelda del Valle Tovar Pérez, Henry Antonio Pacheco Gil
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Iribarren del estado Lara, los cuales fueron trasladados al laboratorio de
Química Agroindustrial de la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado,
en Barquisimeto, Venezuela, lugar donde se hizo el análisis respectivo.
Preparación de la Muestra
Luego de la selección se realizó el lavado de los frutos con agua potable, a fin de
retirar impurezas y gloquidios, seguido de la separación de sus partes
estructurales, piel, cáscara y pulpa, manualmente utilizando un cuchillo de
acero inoxidable.
Una vez realizada la separación se procedió a la molienda de la pulpa con un
molino marca Toastmaster modelo 1119, y tamizado con un tamiz de 40 mesh
para la reducción de tamaño. Las muestras utilizadas fueron secadas en estufa
de vacío marca LAB-LINE modelo 3608, durante 6 días a una temperatura de
70°C y se les determinó humedad por el método 394.06 A.O.A.C. (2000).
Para la realización del análisis las muestras se codificaron como O.E.1, O.E.2,
O.E.3, O.B.1, O.B.2, O.B.3, O.F.1, O.F.2, O.F.3; haciendo referencia a la
especie de la que proviene el fruto y al número de muestras analizadas.
Ejemplo: O.E.1 está referido a la especie Opuntia elatior réplica 1.
Cuantificación de Pectinas
Se conocen varios métodos colorimétricos para la cuantificación de sustancias
pécticas, entre ellos el método de Carbazol y del m-hidroxifenilfenol (Barazarte
et al. 2010; Barazarte et al. 2017).
Para determinar el contenido de pectina de las muestras en estudio, se utilizó el
método Carbazol, esta determinación consiste en una reacción colorimétrica
para obtener el contenido de pectina de los frutos de Opuntia elatior, Opuntia
boldinghii y Opuntia ficus-indica, expresado en porcentaje de ácido
anhidrogalacturónico (%AAG). Según Terrazas et al. (s.f), el ácido galacturónico
es la unidad estructural de las sustancias pécticas.
Se pesaron 2g de muestra de cada especie previamente secada y pulverizada, a
la cual se le realizaron dos lavados con etanol al 99%, se filtró con papel de
filtro Whatman N°1 para retirar los azúcares y se realizó la Prueba de Molish. Al
residuo obtenido en el papel de filtro se le adicionan 150ml de
etilendiaminotetra-acético (EDTA) al 0,5% y se ajustó el pH de la solución
obtenida a 11,5 con NaOH 1N, se dejó la suspensión en reposo durante 30
minutos a temperatura ambiente. Pasados este tiempo se ajustó nuevamente el
pH a 5,5 con ácido acético (CH
3
COOH) 1N.
Se adicionaron 0,05g de la enzima Pectinasa (Aspergillus Niger, solución
acuosa, producto P2736, marca Sigma) y se dejó en reposo durante toda la
noche a una temperatura de 0°C. La solución obtenida se llevó a aforo en un
balón aforado de 500 ml, se filtró y se tomó una alícuota de 10ml por cada
muestra, para luego aforar nuevamente a 100ml.
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Para la determinación se adicionó en un tubo de ensayo 12ml de solución de
ácido bórico con ácido sulfúrico concentrado y 2ml de cada muestra por
triplicado, dejándose en reposo durante 15 minutos a temperatura ambiente.
Posteriormente las muestras se colocaron en baño de agua hirviente durante 30
minutos, enfriándose luego durante 30 segundos en baño de hielo. Finalmente
se adicionó 1ml de Carbazol a cada muestra, se dejó en reposo durante 25
minutos a temperatura ambiente para la formación de color, y se realizaron las
lecturas correspondientes de absorbacia en Spectronic 20 a 520 nm.
Curva estándar de calibración para el Ácido anhidrogalacturónico (AAG):
Para la curva patrón se pesaron 120,5 mg de ácido anhidrogalacturónico
monohidratado previamente secado en estufa de aire a 30°C durante 5 horas, el
cual se colocó en un balón aforado de 1L. Se adicionaron 0,5 ml de NaOH 1N y
800 ml de agua destilada, se agitó con agitador magnético durante 15 minutos
y se llevó a aforo (Barazarte et al. 2017). Se dejó en reposo durante 12 horas y
se tomaron alícuotas de 5, 10, 15, 20, 25, 30. 35, 40, 45 ml. Cada alícuota se
llevó a aforo con agua destilada en un balón aforado de 100 ml y se dejó en
reposo hasta el desarrollo de color.
Análisis Estadístico
Para el análisis de los valores obtenidos en la cuantificación de pectina de las 3
especies de la tuna del género Opuntia, se empleó estadística descriptiva
(promedios y desviación estándar). Se aplicó al análisis de varianza (ANOVA)
haciendo uso del programa Microsoft EXCEL, a fin de evaluar si existen
diferencias significativas entre el contenido de pectinas en la pulpa de los frutos
de las especies de Opuntia en estudio (O.elatior, O.boldhingii, O. ficus-indica).
Luego se analizaron los resultados aplicando la prueba de Tukey.
Para el análisis se establecieron las siguientes hipótesis de estudio:
Hipótesis nula:
H
0
: μ
OE
= μ
OB
= μ
OF
Hipótesis Alterna:
H
1
: El contenido de pectina es distinto para cada especie en estudio.
Donde:
μ
OE
es el contenido de pectina de la especie O. elatior.
μ
OB
es el contenido de pectina de la especie O. boldhingii.
μ
OF
es el contenido de pectina de la especie O. ficus-indica.
Resultados
En el cuadro 1, se muestran los valores obtenidos, promedio y desviación
estándar de tres réplicas del contenido de pectina de cada una de las especies
del género opuntia estudiadas, expresados en porcentaje de ácido
anhidrogalacturónico (%AAG); estos resultados fueron obtenidos a partir de la
Argenis de Jesús Montilla Pacheco, Ismelda del Valle Tovar Pérez, Henry Antonio Pacheco Gil
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curva estándar de calibración para el ácido anhidrogalacturónico que se
muestra en la figura 1.
Cuadro 1. Porcentaje de ácido anhidrogalacturónico de las especies del género Opuntia.
Especies
%AAG
O.E.
0,1440+0,0044ª
O.B.
0,1313+0,0071
b
O.F.
0,1530+0,0087ª
*Letras distintas indican diferencias significativas (p<0,05).
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0
0.0001
0.0002
0.0003
0.0004
0.0005
0.0006
0.0007
0.0008
Concentración (gr AAG/ml)
Absorbancia (520nm)
Figura 1. Curva de calibración estándar para el ácido anhidrogalacturónico.
Discusión
En relación a los resultados obtenidos en el cuadro 1, se determinó que existen
diferencias significativas entre los promedios del contenido de pectina de la
pulpa del fruto de las tres especies del género Opuntia en estudio, debido a que
el P-valor es menor a 0,05, por tanto existe suficiente evidencia estadística para
rechazar la hipótesis nula.
La Prueba de Tukey arrojó que no existen diferencias significativas entre el
contenido de pectina de la pulpa de los frutos de las especies O. elatior y O.
ficus -indica, obteniéndose respectivamente los valores de 0,1440g de
pectina/100g de muestra y 0,1531g de pectina/100g de muestra; sin embargo
la especie O. boldhingii presenta un contenido de pectina significativamente
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distinto a las especies O. elatior y O. ficus-indica, reportando el menor contenido
de pectina con un valor de 0,1313g de pectina/100g de muestra.
Estos resultado son similares a los valores reportados por Moreno et al. (2008),
en su investigación “Análisis Bromatológico de la tuna Opuntia elatior
(Cactaceae)”, donde reporta que la pulpa de la especie en estudio contiene
0,12+0,02g de pectina/100g de muestra, en el estudio de Rodríguez et al.
(1996) se obtuvo un 0,17% (Sáenz & Sepulveda, 2001); 0,17 a 0,19% (Sáenz &
Sepulveda, 1999) y superior al de 0,03% (González & Icaza, 2007), lo que indica
que pese a ser contenidos muy bajos, son cercanos a los valores más altos
informados. El contenido de pectina determinado en la pulpa aunque es poco,
sugiere su utilización en la formulación de mermeladas y jaleas, aprovechando
la capacidad de gelificación de este polisacárido.
Esta investigación contribuye a incrementar el valor agregado de estas frutas y
a la creación de nuevos productos para el mercado interno y la
agroexportación.
Conclusiones
Según los resultados obtenidos se determinó que la pulpa de los frutos de las
especies del género Opuntia no representan una fuente importante de pectinas;
sin embargo, con la presente investigación se logró demostrar, que así como
existen variaciones entre las características morfológicas de los frutos según la
variedad, estas presentan características similares a las pectinas cítricas
comerciales; lo cual hace factible su uso en diversas aplicaciones de la
industria alimentaria.
En cuanto a su composición existen diferencias significativas entre el contenido
de pectina de la pulpa del fruto de las especies en estudio, esto indica la
importancia de realizar nuevos análisis para la caracterización físico-química
de los frutos por especie, estableciendo similitudes y diferencias entre cada
una, para lograr de esta forma un mejor aprovechamiento de la tuna del género
Opuntia como recurso poco explotado en Venezuela.
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