Análisis bromatológico de la tuna Opuntia elatior Miller (Cactaceae)

Bromatological evaluation of tune Opuntia elatior Miller (Cactaceae)

M. J. Moreno Álvarez¹, D. García Pantaleón, D. Belén Camacho, C. Medina Martínez y N. Muñoz Ojeda

¹Autor de correspondencia e-mail: morenoalvarez@cantv.net Universidad Simón Rodríguez, Ingeniería de Alimentos, Laboratorio de Biomoléculas Canoabo, Carretera Nacional vía Urama, sector Los Naranjos, estado Carabobo, Venezuela

Resumen

Opuntia elatior Br et R, es una Cactaceae distribuida en las regiones áridas y en la costa venezolana. Se efectuaron evaluaciones bromatológicas mediante normas AOAC a la pulpa: humedad (88,17% ± 0,04); acidez (0,04% ± 0,06); pH (5,20 ± 0,01); SST (11,0 ºBrix ± 0,1); carotenoides (3,234 mg/100 g ± 0,010); betalainas (6,93 mg/100 mL ± 0,01); vitamina C (15,09 mg de ácido ascórbico/100 g ± 0,08); pectina (0,12 g/100 g ± 0,1); proteína (0,83 g/100 g ± 0,05); extracto etéreo (0,30 g/100 g ± 0,06); fibra cruda (2,38 g/100 g ± 0,13); cenizas: (0,31 g/100 g) ± 0,05); ELN (8,01 g/100g ± 0,20); energía (38,01 calorías ± 0,34); calcio (50,66 mg/100 g ± 1,52) y fósforo (8,88 mg/100 g ± 0,21). En el caso de los cladodios humedad (91,32% ± 0,21); acidez (0,79% ± 0,08); pH (4,70 ± 0,01); SST (6,0 ºBrix ± 0,1; carotenoides (32,660 mg/100 g ± 0,010); vitamina C (6,88 mg de ácido ascórbico/100 g ± 0,73); pectina (0,10 g/100 g ± 0,08); proteína (0,32 g/100 g ± 0,03); extracto etéreo (0,34 g/100g ± 0,02); fibra cruda (0,37 g/100 g ± 0,03); cenizas (2,19 g/100 g ± 0,08); ELN (5,46 g/100 g ± 0,36); energía (26,23 calorías ± 1,29); calcio (275,00 mg/100 g ± 2,00) y fósforo (12,23 mg/100 g ± 0,96). Se concluye que la tuna O. boldinghii constituye una importante alternativa para la industria agroalimentaria venezolana.

Palabras clave: Opuntia, cactus, tuna, análisis bromatológico, zonas semiáridas, Cactaceae

Abstract

Opuntia elatior Miller is a Cactaceae distributed in dry regions and Venezuelan coast. By using the AOAC norms, the following bromatological composition was determined in pulp: (moisture: 88.17 ± 0.04%; acidity: 0.04 ± 0.06%; pH: 5.20 ± 0.01; total soluble solids: 11.0 ± 0.1 ºBrix; total carotenoids: 3.234 ± 0.010mg/100 g; betalains 6.93 ± 0.01 mg/100 mL; vitamin C: 15.09 ± 0.08 mg of ascorbic acid/100 g; pectin: 0.12 ± 0.02 g/100 g; protein: 0.83 ± 0.05; fat: 0.30 ± 0.06; crude fiber: 2.38 ± 0.13; ash : 0.31 ± 0.05; nitrogen free extracts: 8.01 ± 0.20; energy: 38.01 ± 0.34 calories; calcium: 50.66 ± 1.52 mg/100 g and phosphate: 8.88 ± 0.21 mg/100 g); and stems (moisture: 91.32 ± 0.21%; acidity: 0.79 ± 0.08%; pH: 4.70 ± 0.01; total soluble solids: 6.0 ± 0.1ºBrix; total carotenoids: 32.660 ± 0.010mg/100 g; vitamin C: 6.88 ± 0.73 mg of ascorbic acid /100 g and pectin: 0.10 ± 0.08 g/100 g; protein: 0.32 ± 0.03 ; fat: 0.34 ± 0.02; crude fiber: 0.37 ± 0.03 ; ash : 2.19 ± 0.08 ; nitrogen free extracts: 5.46 ± 0.36; energy: 26.23 ± 1.29 calories; calcium: 275.00 ± 2.00 mg/100 g and phosphate: 12.23 ± 0.96 mg/100 g). In conclusion, O elatior is an important alternative material for Venezuelan agro-alimentary industry.

Key words: Opuntia, cactus, tune, bromatological analysis, semidry zones.

Recibido el 22-6-2005 Aceptado el 3-3-2007

Introducción

La Familia Cactaceae se considera un grupo botánico del nuevo mundo, siendo México el país con el mayor centro de diversidad (Ortega-Nieblas et al., 2001). Esta representada por especies del tipo columnares, formas redondeadas y trepadoras los cuales son alimentos de murciélagos (Soriano et al., 1991; Sosa y Soriano 1996), pájaros (Fleming y Sosa 1994) y humanos (Domínguez-López 1995). Los cactus son recursos importantes de las zonas semiáridas, los cuales son utilizados como forrajes, y son consumidos de forma fresca tanto los frutos como los cladodios. Su importancia como alimentos, 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 alimentaría y farmacológica (Moreno-Álvarez et al., 2003; Ortega-Nieblas et al., 2001; Viloria-Matos y Moreno-Álvarez 2001). Algunos autores han descrito la potencialidad de las especies del género Opuntia de las cuales se destaca su utilización en la elaboración de numerosos productos tales como: mermeladas, harinas deshidratados, conservas, jugos, confituras, bebidas alcohólicas y fuentes de pigmentos naturales como betalainas que presentan efectos anti-oxidantes, anti-cancerigenos, anti-microbiano y contribuyen a combatir la arteriosclerosis (Ewaidah y Hassan1992; Butera et al., 2002; Joubert 1993; Kanner et al., 2001; Moreno-Álvarez et al., 2003; Sáenz et al., 1998; Sepúlveda et al., 2000). Adicionalmente, se ha descrito que el consumo de las raquetas o cladodios favorece la disminución del colestérol, triglicéridos y la hipoglucemia (Butera et al., 2002).

El género Opuntia, está constituido por especies que se adaptan a regiones donde las precipitaciones están comprendida entre 200-300 mm.año^-1 (Odoux y Domínguez-López 1996). En Venezuela, está representado por: O. bisetosa Pittier, O. boldinghii Britton et Rose, O. caracasana Salm-Dyck, O. caribaea Britton et Rose, O. crassa Haw (excluida por ser considerada como un ecotipo de O. caracasana Salm-Dyck), O. curassavica (L.) Miller, O. depauperata Britton et Rose, O. schumannii Weber y O. elatior Miller (Trujillo y Ponce 1988). Actualmente se ha incorporado a la lista la especie O. lilae Trujillo & Ponce, faltando tres nuevas especies por describir, lo que haría un total de 11 (Baltasar Trujillo, comunicación personal 31/05/2004), las cuales esta distribuidas como elementos naturales de los ecosistemas semi-áridos.

O. elatior se encuentra distribuida en las costas del caribe (Ponce 1989); a pesar de ser un recurso natural con un importante valor alimentario para las especies silvestres y consumo humano no existe mayor información sobre su composición bromatológica de los componentes de los frutos (pulpa, pericarpio y semilla) y cladodios.

Materiales y métodos

Muestreo y traslado

Se utilizaron frutos y cladodios de la tuna Opuntia elatior Miller, colectados en cuatro plantas en el municipio Miranda, caserío Sabaneta, estado Carabobo, Venezuela (cosecha Julio 2003). Se trasladaron al Laboratorio de Biomoléculas de la Universidad Simón Rodríguez, núcleo Canoabo para efectuar los respectivos análisis. Muestras de referencia se colectaron y se depositaron en el Herbario de la Facultad de Agronomía, UCV, Maracay, Venezuela; la identificación de los especimenes estuvo a cargo del Profesor Baltasar Trujillo la cual fue comparada con muestras de referencia. Los criterios utilizados para el muestreo de los frutos fueron: madurez óptima de consumo, color rojo homogéneo, sin rastros de deterioro. Para el traslado se utilizaron envases de poliestireno térmicos acondicionados con CO₂ (s), la temperatura alcanzada fue de 7 ± 1ºC. Se colectaron 30 cladodios para la evaluación morfométrica y bromatológica. Los criterios de muestreo fueron: presentaron frutos maduros, sin rastros aparente de deterioro y ubicados en las zonas más jóvenes de la planta lo cual comprendía desde el extremo apical y continuamente hasta el cuarto cladodio. Las colectas se efectuaron a las 12:01-1:00 pm, con la finalidad de garantizar un valor constante de acidez titulable durante el estudio, debido al síndrome fotosintético CAM que presentan la familia Cactaceae.

Evaluación morfométrica y procesamiento de las muestras

Un número de 30 frutos y cladodios fueron medidos y pesados individualmente para determinar: diámetro, longitud y peso promedio. Los frutos se lavaron con agua corriente para la remoción de las espinas y secados con papel absorbente. El pericarpio fue separado manualmente utilizando cuchillos de acero inoxidable; el resto de la fruta se procesó en un extractor de zumo (Eastern Electric^®, modelo JX5000) para lograr la separación de la semilla de la pulpa. Los cladodios fueron lavados de igual manera que los frutos y secados con papel absorbente.

Análisis proximal

En material fresco se evaluó el porcentaje de humedad (AOAC 1990), sólidos solubles (SST) los cuales se expresaron como ºBrix determinándose mediante un refractómetro marca Bausch & Lamb modelo Abbe-3L, de precisión ± 0,1º. La acidez fue expresada en g de ácido cítrico /100 g pulpa, la pectina se expresó como g /100 g pulpa (AOAC 1990). El valor de pH se determinó en un potenciómetro Hanna Instrumens, modelo pH 211 Microprocessor pHmeter de precisión ± 0,01. La Vitamina C (mg de acido ascorbico/100 g) se valoró por el método de titulación del 2,6 dicloro-indofenol (COVENIN 1977). La determinación de betalainas se evaluó a 537 nm a pH 6,1, utilizando el coeficiente de extinción molar (E ^1cm 1%: 11201.mol ^-1.cm^-1), según procedimiento establecido por Sapers y Hornstein, (1979).

Se tomaron 100 gramos de muestras parcialmente secas de pericarpio, semillas, pulpa y cladodios previamente sometidas en una estufa marca FELISA modelo FR-294AD, a una temperatura de 44 ± 1ºC durante 72 horas hasta obtener una humedad remanente de 7%. Luego se procedió a una molienda en un molino marca OSTER modelo 4726. Los análisis de proteínas, grasa, fibra, cenizas, calcio y fósforo se efectuaron siguiendo la metodología propuesta por la (AOAC 1990). El extracto libre de nitrógeno (ELN) se calculó por diferencia. El contenido de carotenoides totales se cuantificó mediante curva de calibración (Y: 0,029 + 38,138X) a 440 con un espectrofotómetro marca Baush & Lomb, modelo Spectronic 20. El contenido calórico se determinó según procedimiento descrito por Bognar y Piekarki, (2000). Todos los análisis se realizaron por triplicado calculando su respectiva desviación típica.

Resultados y discusión

En el cuado 1 se muestran los valores porcentuales de los diferentes elementos que conforman el fruto: pulpa (41,70%), pericarpio (28,23%) y semilla (30,07%). El rendimiento en pulpa, es similar a los resultados obtenidos por Domínguez-López (1995) para Opuncia ficus indica, no así para el resto de los componentes.

Cuadro 1. Composición porcentual de los componentes del fruto de O. elatior.

N: 30

En lo que respecta a la caracterización morfométrica de los frutos y cladodios los resultados se presentan en el cuadro 2; estos coinciden con los señalados por Ponce (1989) para especimenes de otras localidades geográficas en Venezuela.

Cuadro 2. Características morfológicas de los frutos y cladodios.

N: 30 ± ds

En el cuadro 3 se presenta la composición química y físico-química para los diferentes constituyentes de O. elatior. Los resultados obtenidos con respecto al contenido de humedad determinados para la pulpa, pericarpio, semilla y cladodios fueron similares a los señalados por otros autores para la especie O. ficus indica (Domínguez-López 1995; Vélez y De Vélez 1990). Los parámetros acidez titulable, pH, sólidos solubles, vitamina C y pectinas para pulpa y cladodios presentan similitud con los descritos para las especies O. robusta-robusta, O. ficus indica y O. boldinghii (Moreno-Álvarez et al., 2003; Odoux y Domínguez-López 1996; Sáenz 1997; Sepúlveda et al., 2000; Viloria-Matos y Moreno-Álvarez 2001). El contenido de pectina determinado en la pulpa, sugieren su utilización en la formulación de mermeladas y jaleas, aprovechando la capacidad de gelificación de este polisacárido (Belitz y Groosch 1988). El valor de energía (calorías) para la pulpa fue inferior al señalado por Vélez y De Vélez (1990) para la pulpa de O. ficus indica, no así para la penca la cual muestra valores semejantes. Los valores calcio y fósforo para la pulpa presentan diferencias con los señalados para O. ficus indica (Domínguez-López 1995).

Cuadro 3. Composición química y físico-química de O. elatior (por cada 100 g de materia húmeda).

Valores promedios de tres repeticiones ± ds  ND: valores no determinados

El análisis cuantitativo de betalainas (6,93 ± 0,01 mg/100 mL) determinados en este estudio fueron, similar a los descritos para las especies: O. sherri (6,00m g/100 mL) y O. ficus indica (8,90 mg/100 mL) (Odoux y Domínguez-López 1996); pero superiores a los señalados por Moreno Álvarez et al., 2003 para O. boldinghii. Estos resultados permiten inferir que se trata de recursos biológicos con un alto potencial antioxidante debido a la presencia de estos metabolitos (Butera et al., 2002; Joubert 1993).

Los valores de proteínas y grasa determinados en la pulpa son ligeramente superiores a los descritos por Domínguez-López (1995) para O. ficus indica. En relación a los valor de cenizas y ELN presentan similitud para otras especies del genero Opuntia (Domínguez-López 1995; Vélez y De Vélez 1990). Situación similar se presenta para el pericarpio en relación a los parámetros: proteínas, grasa, cenizas y fibra (excepto para ELN que fue mayor) (Domínguez-López 1995).

En referencia a los valores de humedad, proteína, grasa, fibra, cenizas, determinados en las semillas muestran similitud con los señalados por Domínguez López (1995) para O. ficus indica; pero no así para el extracto libre de nitrógeno, el cual presenta un valor mayor en esta investigación.

La concentración de carotenoides totales de la pulpa (3,234 mg/100 g), es superior al señalado por otros autores para especies del mismo genero (Domínguez-López 1995; Moreno-Álvarez et al., 2003; Sáenz et al., 1998). Para las semillas el valor de carotenoides totales (14,933 ± 0,010 mg/100 g de muestra), es mayor a los descritos por Moreno-Álvarez et al. (2003) para frutos de O. boldinghii. Los resultados descritos en esta investigación, permiten destacar la importancia de las semillas como fuente de natural de estos pigmentos con capacidad antioxidante (Delgado-Vargas et al., 2000). En cuanto a la cuantificación de carotenoides en el pericarpio, estos fueron superiores a los señalados por (Sáenz 1997 y Moreno-Álvarez et al. 2003) los cuales describen valores de 0,5 - 0,260 mg/100 g de muestra para O. ficus indica y O. boldinghii, respectivamente.

La composición proximal de los cladodios fue similar con los obtenidos por otros autores para la especie O. boldinghii (datos no publicados). 

En lo que se refiere al pericarpio y semilla, los valores de energía señalados en esta investigación son muy superiores a los indicados para la pulpa de otras especies del mismo género Opuntia (Vélez y De Vélez 1990).

Vélez y De Vélez 1990 señalan valores de calcio para muestras de cladodios inferiores a los determinados en este estudio para otras especies de Opuntia (no así para pericarpio y semilla). Los resultados presentados en este trabajo sugieren como una fuente alternativa no convencional de calcio que podría ser utilizada en la prevención de osteoporosis previa evaluación de su bio-disponibilidad (Belitz y Groosch 1988).

Conclusiones

Existe grandes alternativas para la utilización de Opuntia elatior Miller ya que sus cladodios contienen importantes valores en cuanto a calcio, fósforo pudiéndose utilizar en la alimentación humana y animal. Además sus frutos presentan una fuente importante de pigmentos (betalainas y carotenoides) que poseen propiedades antibacteriales, antivirales y antioxidantes. En cuanto a valores de pH, Sólidos solubles, acidez, se encuentran dentro del intervalo descrito por otros autores para especies del género Opuntia. Los análisis realizados muestran que la (cáscara, pulpa y semilla) contienen una fuente de nutrientes la cual no ha sido explotada como alimento de consumo humano.

Agradecimientos

Los autores expresan su agradecimiento al Programa Proyectos Emergentes PEM del FONACIT-UNESR por el cofinanciamiento a esta investigación No. 2001002271. A Baltasar Trujillo de la Universidad Central de Venezuela, núcleo Maracay, estado Aragua quien identifico la especie y aportó bibliografía sobre Cactáceas.

Literatura citada

1. AOAC. 1990. Official Methods of Analysis. Ass. Agric. Chem. 15 th ed. Washigton, DC. 1298 p.         [ Links ]

2. Bognar, G.M. y J. Piekarki. 2000. Guidelines for recipe information and calculation of nutrient composition of prepared foods (Dishes). J. Food Composition and Analysis 13(4):391-410.         [ Links ]

3. Belitz, H.D y W. Groosch.1988. Química de Alimentos. Editorial Acribia, Zaragoza España. 813p.         [ Links ]

4. Butera, D., L Tesoeiere, F. Di Gaudio, A. Bongiorno, M. Allegra, A. Pintaudi, R. Kohen y M. Livrea. 2002. Anioxidant Activities of Sicilian Prickly Pear (Opuntia fics indica) Fruit Extracts and Reducing Properties of Betalains: Betanin and Indicaxanthin. J. Agric. Food Chenm. 50: 6895-6901.         [ Links ]

5. Comisión Venezolana de Normas Industriales. 1977. (COVENIN) Norma venezolana COVENIN: 1295. Determinación de vitamina C. 17 p.         [ Links ]

6. Delgado-Vargas, F., R. Jiménez y O. Paredez-López. 2000. Natural Pigments: Carotenoids, Anthocyanins and Betalains, Characteristics, biosynthesis processing and stability. Crit. Rev. Food Sci Nutri. 40(3):173-289.         [ Links ]

7. Domínguez-López, A. 1995. Empleo de frutos y de los cladodios de la chumbera (Opuntia spp) en la alimentación humana. Food. Scien. Techn. Inter.1:65-74.         [ Links ]

8. Ewaidah, E.H. y B.H. Hassan. 1992. Prickly pears sheest: a new fruit product. Int.J. Food Sci Technol. 27(3):353-358.         [ Links ]

9. Fleming, T.H y V.L. Sosa. 1994. Effects of nectarivorous and frugivorous mammals on reproductive success of plants. J. Mammal. 75:845-851.         [ Links ]

10. Joubert, E. 1993. Proccessing of the fruit of five prickly pear cultivars grown in South Africa. Int. J. Food Scie. Technol. 28 (4):377-387.         [ Links ]

11. Kanner, J., S. Harel y R. Granit. 2001. Betalains Anew class of Dietary Cationized Antioxidants. J .Agric.Food Chem. 49:5178-5185.         [ Links ]

12. Moreno-Álvarez, M.J., C. Medina, L. Antón, D. García y D. Belén. 2003. Uso de pulpa de Tuna (Opuntia boldinghii Br et R.) en la elaboración de bebidas cítricas pigmentadas. Interciencia. 28 (9):539-543.         [ Links ]

13. Odoux, E y A. Domínguez-López. 1996. Le figuier de Barbarie: une source industrielle de bétalasines?. Fruits. 56(1):61-77.         [ Links ]

14. Ortega-Nieblas, M., F. Molina-Franer, M. Robles-Burgueño y L. Moreno-Vásquez. 2001. Proximate Composition, Protein Quality and Oil Composition in Seeds of Columnar Cacti from the Sonoran Desert. J. Food Compos. Anal 14 (6):575-584         [ Links ]

15. Ponce, M. 1989. Distribución de Cactáceas en Venezuela y su ámbito mundial. Facultad de Agronomía. Universidad Central Venezuela. 284p         [ Links ]

16. Sáenz, C. 1997. Usi potenziali del frutto e dei cladodi di ficodindia nell industria alimentare. Rev. Frutticlt .12:47-52.         [ Links ]

17. Sáenz, C., M. Estévez, E. Sepúlveda y P. Mecklenburg. 1998. Cactus pear fruti: A new source for natural sweetener. Plant Foods Human Nutrition. 52:141-149.         [ Links ]

18. Sapers, G.M. y J.S. Hornstein. 1979. Varietals Differeences in Colorant Stability of Red Beet pigments. J. Food Sci. 44:1245-1248.         [ Links ]

19. Sepúlveda, E., C. Sáenz y M. Álvarez. 2000. Physical, Chemical and sensory characteristics of dried fruit sheets of cactus pear (Opuntia ficus-indica (L.) Mill) and quince (Cydonia oblonga Mill). Ital. J. Food Sci. 1(12):47-54.         [ Links ]

20. Soriano, P.J., M. Sosa y O. Rossell. 1991. Hábitos alimentarios de Glossophaga longirostris Miller (Chiroptera: Phyllostomidae) en una zona árida de los Andes venezolanos. Rev. Biol. Trop. 39:267-272.         [ Links ]

21. Sosa, M. y P.J. Soriano. 1996. Resource availability, diet and reproduction in Glossophaga longirostris (Mammalia: Chiroptera) in an arid zone of the Venezuelan Andes. J. Tropical Ecology. 12:805-818.         [ Links ]

22. Trujillo, B. y M. Ponce. 1988. Lista-Inventario de Cactaceae silvestres en Venezuela con sinonimia y otros aspectos relacionados. Ernstia. 47:1-20.         [ Links ]

23. Vélez, F. y G. De Vélez. 1990. Plantas Alimenticias de Venezuela. Autóctonas e Introducidas. Fundación Bigott. Sociedad de Ciencias Naturales de la Salle. Caracas Venezuela. 570p.         [ Links ]

24. Viloria-Matos, A. y M.J. Moreno-Álvarez. 2001. Betalainas: una síntesis de su proceso. BIOTAM. ns 12(3):7-18.         [ Links ]