Ensayos

 

Revisión de la producción, composición fitoquímica y propiedades nutracéuticas del orégano mexicano*

 

Revision of the production, phytochemical composition, and nutraceutical properties of Mexican oregano

 

Enrique García-Pérez¹, Fernando Francisco Castro-Álvarez¹, Janet Alejandra Gutiérrez-Uribe¹ y Silverio García-Lara^1§

 

¹ Departamento de Biotecnología e Ingeniería de Alimentos, Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Campus Monterrey. Av. Eugenio Garza Sada 2501 Sur, C. P. 64849. Monterrey, Nuevo León, México. Tel: 83582000 Ext. 4821, Fax: 83581400. (jagu@itesm.mx). ^§Autor para correspondencia: sgarcialara@itesm.mx.

 

* Recibido: abril de 2011
Aceptado: enero de 2012

 

Resumen

El orégano es una planta de distribución mundial, el cual está representado principalmente por dos especies: Origanum vulgare (Lamiaceace) nativo de Europa, y Lippia graveolens (Verbenaceae), originaria de América. México ocupa el segundo lugar como productor mundial de orégano con la especie L. graveolens H. B. K. Sin embargo, la mayoría de las especies explotadas son silvestres y su cultivo es aún tradicional y limitado. En este trabajo se presenta un análisis de las estrategias de propagación, composición química y propiedades nutracéuticas del orégano. Los fitoquímicos presentes pueden clasificarse en tres categorías: compuestos volátiles, lípidos y fenólicos. Estos componentes presentan diversas propiedades nutracéuticas entre las que destacan la actividad antioxidante, hipoglucémica, hipotensiva, hipolipidémica y anticancerígena. Los avances en el estudio de la composición fitoquímica y su relación con nuevas propiedades nutracéuticas hacen del orégano un producto de alto valor comercial con amplias aplicaciones quimioterapéuticas.

Palabras clave: Lippia graveolens, anti-cancerígeno, antioxidante, compuestos fenólicos.

 

Abstract

The oregano plant is distributed worldwide, and represented mainly by two species: Origanum vulgare (Lamiaceace) native of Europa, and Lippia graveolens (Verbenaceae), native of America. Mexico is the second largest producer of oregano in the world, with the species L. graveolens H. B. K. However, most of the species used are wild, and raising them is done in a traditional and limited way. In this study we present an analysis of the dissemination strategies, chemical composition and nutraceutical properties of oregano. Phytochemicals present can be classified into three categories: volatile, lipids and phenolic compounds. These components present diverse neutraceutical properties, the most important of which are antioxidant activities, hypoglycemic, hypotensive, hypolypidemic and anti-carcinogenic. The advances in the study of the phytochemical composition and its relationship with new nutraceutical properties, make oregano a product with a high commercial value and broad chemotherapeutic applications.

Key words: Lippia graveolens, anti-cancer, anti-oxidant, phenolic compounds.

 

Introducción

El orégano es una planta aromática cultivada en varias regiones del mundo, cuyo valor comercial se debe a sus características como especia, condimento y propiedades medicinales. De mayor importancia industrial y farmacéutica es su aceite esencial, el cual se emplea como fragancia en jabones, perfumes, cosméticos, saborizantes, entre otros (Koksal et al., 2010); además, posee propiedades antibacteriales, antifúngicas, antiparasitarias, antimicrobianas y antioxidantes (Rivero-Cruz et al., 2011). En el mundo existen diferentes variedades de orégano que han sido explotadas comercialmente. La producción global del orégano es estimada en alrededor de 15 000 toneladas, siendo Turquía el principal productor seguido de México. Aunque estas plantas han despertado un creciente interés por su composición fitoquímica y propiedades nutracéuticas (componentes que tienen efectos benéficos en la salud), en México se tiene una capacidad de producción agronómica e industrial limitada perdiendo con ello la oportunidad de generar productos de alto valor nutricional y económico. Este panorama ofrece una oportunidad única para el desarrollo de cultivos biotecnológicamente adaptados a diversas regiones de México, que permitan una explotación sostenible del orégano mexicano. Por lo que este trabajo de análisis tiene como objetivo presentar una síntesis del conocimiento en orégano resaltando los aspectos agronómicos y de producción, los avances en el estudio de la composición fitoquímica, así como las nuevas propiedades nutracéuticas con aplicaciones médicas.

Descripción y producción

El orégano es una planta herbácea, perenne y aromática que se encuentra ampliamente distribuida en el mundo, Origanum vulgare (Kintzios, 2002; Mata-González y Meléndez-González, 2005). Taxonómicamente tiene representantes en cuatro familias: Asteraceae, Fabaceae, Lamiaceae y Verbenaceae, siendo las dos últimas las más reconocidas (Huerta, 1997; Kintzios, 2002). Existe controversia en el número de géneros y especies que se han reconocido bajo este nombre, siendo registradas hasta el momento de 24 a 61 especies, distribuidas en 16 a 27 géneros (Mata-González y Meléndez-González, 2005; Oliveira et al., 2007; Koksal et al., 2010).

Las especies de mayor importancia económica son: Origanum vulgare L. ssp. viride (Boiss) Hayak (orégano griego), Origanun onites L. (orégano turco), Thymus capitatus (L.) Hoffmanns y Link, Coridothymus capitatus (L.) Rchb. (orégano español, perteneciente a la familia Lamiaceae) y Lippia graveolens H. B. K. (orégano mexicano, de la familia Verbenaceae) (Oliveira et al., 2007). Es importante mencionar que existe una gran diferencia entre el orégano europeo (Origanum sp.) y el orégano Mexicano (Lippia sp.) como se describirá en este trabajo (Kintzios, 2002; Mata-González y Meléndez-González, 2005). Sin embargo, debido a que se ha dado el nombre de orégano a todas aquellas plantas que son ricas en monoterpenos fenólicos, principalmente carvacrol y timol, existe aún confusión en la información disponible (Villavicencio et al., 2007).

La producción mundial de orégano genera un valor comercial aproximado de $22.5 millones de dólares; no obstante la Comisión Nacional Forestal (CONAFOR) estimó que en 2005 las ventas totales de orégano sumaron más de $75 billones de euros (CONAFOR, 2009; Koksal et al., 2010). El mayor productor de orégano en el mundo es Turquía, con exportaciones que superan las 10 000 toneladas anuales, seguido por México, Grecia y otros países (Villavicencio et al., 2007; Koksal et al., 2010). El mayor consumidor de orégano es Estados Unidos de América quien importa 6 mil toneladas anuales (Olivier, 1996).

Importancia comercial en México

México cuenta con cerca de 40 especies conocidas de orégano, siendo algunas de ellas endémicas, las cuales se distribuyen en varios estados de la república mexicana (Figura 1). Por ejemplo, 90% de la producción de Lippia graveolens en Coahuila se obtiene de zonas silvestres y de este volumen 80% de hoja seca es exportada (CONAFOR, 2009). La producción anual se encuentra alrededor de 3 000 toneladas de las cuales 2 000 son exportadas a Estados Unidos de América. Las exportaciones del orégano Mexicano están destinadas también al Reino Unido, Alemania, Francia y Canadá. Se ha registrado que entre 2006 y 2008 las ventas de orégano mexicano aumentaron $2 millones de dólares (Olivier, 1996; CONAFOR, 2009).

La principal especie comercial producida en México pertenece al género Lippia, siendo los principales estados productores: Chihuahua, Durango, Tamaulipas, Coahuila, Jalisco, Zacatecas, Querétaro, Hidalgo y Baja California Sur (Villavicencio et al., 2007). Sin embargo, el Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP) de la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA) registró en 2009 sólo cuatro estados productores de orégano: Baja California Sur, Chihuahua, Durango y Oaxaca, con producciones de 32.09, 60.80, 0.70 y 24.0 toneladas, respectivamente (SIAP, 2010). En la actualidad persiste el desconocimiento de la diversidad en México para el orégano y las propiedades de cada especie, que pueden ser una oportunidad para explotar las cadenas productivas en estas regiones.

Producción, manejo agronómico y sustentabilidad

A pesar de que México es el segundo productor mundial de orégano, la mayoría de las especies explotadas comercialmente son silvestres y no están incluidas en los programas básicos de manejo y mejoramiento agronómico. La producción comercial del orégano mexicano demanda homogeneidad, volumen y calidad; sin embargo, ésta se realiza en zonas marginadas y de escasos ingresos, generando una explotación desmedida que ponen en peligro la biodiversidad y sustentabilidad de la misma. Por estas razones es necesario asegurar un manejo racional de este recurso para poder impactar positivamente el nivel socioeconómico de las familias en las regiones donde se produce (Huerta, 1997). De acuerdo con la CONAFOR (2009), se han implementado paquetes tecnológicos para el manejo del orégano, cuyo fin es el aporte de innovaciones sobre prácticas silviculturales.

Algunos estudios pioneros han establecido las bases de manejo agronómico del orégano, destacando la necesidad de recolectar semilla antes de la cosecha para renovar las poblaciones (INIFAP, 2008); como optimizar la germinación de las mismas utilizando ácido giberélico (100 ppm), como se ha hecho en parcelas experimentales en Sonora (30 000 plantas ht) donde se han generado rendimientos de 1 650 kg ht de hoja seca (Corella et al., 2008). Además, se ha propuesto su propagación por medio de estacas, utilizando ácido indol-butírico (2 000 ppm) como enraizador. El corte de la planta se ha sugerido al alcanzar la madurez y después de la floración. La calidad de la planta cultiva da bajo este esquema es óptima para su explotación hasta los 3 años (Corella et al., 2008). En este sentido los agro-negocios en esta área son aún incipientes y demandan esquemas sustentables que aseguren la generación de la materia prima para su posterior transformación.

Mejoramiento genético y micropropagación

Existe muy poca información sobre las posibles herramientas de conservación de las diversas especies del orégano mexicano, especialmente en el área de micropropagación y el cultivo in vitro, lo cual contrasta con lo que ocurre con el orégano europeo, el cual ha sido ampliamente estudiado con la finalidad de domesticarlo, mejorarlo y proteger las especies silvestres. Como resultado de estos estudios sobre el orégano europeo, se han propuesto programas de mejoramiento genético, con el objetivo de obtener mejores rendimientos reflejados en mayor número de hojas, menos tallos, plantas resistentes a enfermedades, con tolerancia a suelos salinos, a bajas temperaturas y mejores características aromáticas (aceite esencial y propiedades antioxidantes). No obstante, para el orégano mexicano aún se requieren de conocimiento básico de nuevas variedades e híbridos que satisfagan las necesidades del consumidor(a) y del mercado de exportación.

A través del cultivo in vitro se han obtenido plantas de orégano, principalmente del género Origanum, orégano europeo, utilizando las técnicas de organogénesis directa e indirecta, embriogénesis somática y cultivo de meristemos (Cuadro 1). Estas estrategias de reproducción in vitro se basan en la utilización del medio de Murashige y Skoog (MS) como medio de cultivo inicial (Kintzios, 2002).

Composición fitoquímica

Los dos principales géneros de orégano, Origanum y Lippia, difieren en el tipo y cantidad de fitoquímicos identificados en los vástagos (Figura 2), los cuales de acuerdo con su naturaleza, pueden clasificarse en tres categorías: compuestos volátiles, lípidos y fenólicos.

Compuestos volátiles

Los compuestos volátiles son los principales responsables de las características sensoriales presentes en el orégano, dado que su concentración modifica el olor y el sabor de las hojas. Dentro de los compuestos volátiles encontrados hay terpenos, sesquiterpenos, alcoholes y aldehídos (Cuadro 2). Recientemente en la especie de orégano polaco (O. vulgare) se han reportado monoterpenoides, monoterpenos, alcoholes y otros compuestos entre los que se incluyen sesquiterpenos, aldehídos, cetonas y éteres (Figiel et al., 2010). Estos resultados son similares al estudio realizado por Lukas et al. (2009) quien reporta compuestos y concentraciones análogos en 11 poblaciones de orégano Siriano (Origanum syriacum L.). En el género Lippia, Machado et al. (2010) determinaron que la composición del aceite esencial de L. graveolens H. B. K. contiene monoterpenos, sesquiterpenos y otros compuestos.

Lípidos

En estudios realizados en O. dictamnus se encontró que la fracción lipídica representó 9.7% p/p de hojas secas. El 7.8% de la fracción lipídica lo constituyen los lípidos no polares. Éstos incluyen a los esteroles, esteril-ésteres, alcoholes grasos, ácidos grasos libres, ceras, trazas de triacilglicéridos y ácidos triterpénicos (ácido ursólico). El 1.9% restante de la fracción lipídica, está conformado por glicoproteínas y fosfolípidos (Skoula y Harborne, 2002). Asimismo, se reporta que en O. onites, los ácidos linolénico y palmítico son los componentes predominantes, mientras que el hidrocarburo principal es el nonacosano, y de los fitoesteroles, el sitoesterol. En contraste, en el género Lippia no existen reportes de lípidos.

Compuestos fenólicos

Damien-Dorman et al. (2004) reportaron el perfil y la composición de los fenólicos en diferentes variedades de la familia Lamiaceae (Cuadro 3), entre ellas 4 especies de orégano. En este trabajo los autores(as) reportaron que el total de compuestos fenólicos varía entre especies, no obstante, se encontraron consistencias en los siguientes compuestos: ácido caféico, ácido rosmarínico, derivados del ácido hidroxibenzoico y derivados del ácido hidroxicinámico (Cuadro 3). En contraste, Proestos et al. (2005) reportaron diferentes compuestos fenólicos para la especie O. majorana, como el ácido gentísico, ácido ferúlico y ácido p-hidroxibenzoico, siendo el contenido total de fenólicos menor al compararse con las otras especies del mismo género.

Dentro del grupo de los compuestos fenólicos se incluyen los flavonoides, metabolitos secundarios, cuya estructura básica es un esqueleto C6-C3-C6 (Figura 2). En L. graveolens los flavonoides identificados incluyen a la luteolina, taxifolina, quercetina y naringenina, con una concentración total de estos compuestos de 59.8 mg g^-1 seco (Lin et al., 2007), mientras que en O. vulgare L. ssp. hirtum han sido identificados flavonoides tales como el crisoeriol, diosmetina, eriodictiol, cosmósido y vicenina-2 (Koukoulitsa et al., 2006). Estos mismos flavonoides, así como la rutina, astragalina, vitexina e isovitexina se han reportado para la misma especie pero de variedades provenientes de Lituania (Radušiené et al., 2008). Otras variedades como O. dictamnus, O. majoran y O. majoricum contienen además, erodictiol y cosmósido. Un caso particular es que todas las especies de la secciónMajorana contienen el flavonoide vicenina-2. No menos importante están las antocianinas, las cuales se han reportado para el género Origanum. Estas pueden localizarse en pétalos, cálices, hojas y brácteas. Sin embargo, su caracterización aún no ha sido completada (Skoula y Harborne, 2002).

Otros componentes del orégano

El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos de América, United States Department of Agriculture (USDA por sus siglas en inglés) reporta para el orégano (O. vulgare) la siguiente concentración de macronutrientes: 9.93 g de agua, 9 g de proteína, 4.28 g de lípidos, 68.92 g de carbohidratos y 7.87 g de cenizas, por cada 100 g de orégano seco. En relación a los micronutrientes, se indica la presencia de minerales como: calcio, hierro, magnesio, fósforo, potasio, sodio, zinc, cobre, manganeso y selenio.

Propiedades nutracéuticas

Actividad antioxidante

Los antioxidantes son compuestos que pueden limitar o inhibir la oxidación de biomoléculas (p.e. proteínas y DNA), ya que impiden la iniciación o propagación de las especies reactivas de oxígeno (ERO). Las ERO están relacionadas con la incidencia de varias patologías humanas, entre ellas: cáncer, cardiopatías, problemas neurodegenerativos como Alzheimer, Parkinson, además de procesos de envejecimiento (Aiyegoro y Okoh, 2009).

En varios reportes se ha cuantificado la actividad antioxidante (AA) de distintas especies de orégano por medio del método ORAC. Zheng y Wang (2001) reportan para O. vulgare una AA de 64.71 umol ET g-¹ peso fresco, mientras que para O. majoricum y P. longiflora reportaron valores de 71.64 y 92.18 umol ET g-¹ peso fresco, respectivamente. Esto hace evidente que la AA encontrada en la variedad mexicana, P. longiflora, represente una ventaj a nutracéutica con respecto a las variedades europeas. En O. vulgare también se han realizado pruebas de ORAC lipofílico, el cual permite medir la actividad antioxidante de compuestos lipídicos, obteniendo una actividad de 3.5 ET g-¹ peso fresco (Jiménez-Álvarez et al., 2008).

Actividad antiséptica-antiviral

Los primeros estudios realizados con fitoquímicos del orégano, particularmente del aceite esencial, se encaminaron para determinar su efecto contra microorganismos patógenos (bacterias, hongos y virus). Sökmen et al. (2004) realizaron un estudio del efecto antimicrobiano y antiviral del aceite esencial y varios extractos de orégano (O. acutidens). En ese estudio se determinó la eficacia inhibitoria del aceite esencial contra 27 de las 35 bacterias analizadas y 12 de 18 hongos. En actividad antiviral, ningún extracto inhibió la reproducción del virus de la influenza A/Aichi/2/68 (H3N2) en células MDCK. En cambio, el extracto metanólico de la planta y el de callos inhibió la reproducción del virus HSV-1.

Actividad anti-inflamatoria

Algunos de los fitoquímicos solubles han sido recientemente re-evaluados en su efecto anti-inflamatorio (Figura 3). Se ha reportado que el extracto soluble en agua de orégano inhibe la secreción de la ciclooxigenasa 2 (COX-2), mostrando una actividad anti-inflamatoria en células humanas de carcinoma epitelial (Lemay, 2006). Asimismo, un extracto etanólico de orégano exhibió la actividad anti-inflamatoria en un modelo de ratón con gastritis inducida por estrés e hipersensibilidad por contacto (Yoshino et al., 2006). Los principales fitoquímicos responsables de la actividad anti-inflamatoria son el ácido rosmarínico, el ácido ursólico y al ácido oleanólico (Shen et al., 2010).

Enfermedades crónico-degenerativas

El extracto o componentes aislados del orégano poseen otros beneficios para la salud, entre los que se encuentran la actividad hipoglucémica, hipotensiva e hipolipidémica (Figura 2). Por ejemplo, el ácido rosmarínico inhibe la amilasa pancreática y la a-glucosidasa; el ácido caféico, ácido protocatecuico, quercetina, luteolina y luteolina 7-O-glucósido inhiben también la a-glucosidasa (Mueller et al., 2008). La inhibición de las dos enzimas causa una disminución en la absorción de carbohidratos, dando lugar a una baja concentración de glucosa en sangre (Mueller et al., 2008). Además se ha establecido que el ácido caféico, ácido clorogénico y ácido rosmarínico reducen la producción de glucosa en hepatocitos de rata por medio de la inducción del mARN de la glucoquinasa (Mueller et al., 2008).

Por otro lado, la regulación de la hipertensión puede surgir de la inhibición de la enzima convertidora de angiotensina-I por el extracto de orégano (Mueller et al., 2008). Estudios adicionales han evaluado la afinidad del extracto de orégano (O. vulgare) y algunos de sus componentes sobre receptores activados por proliferadores de peroxisomas (PPARs, por sus siglas en inglés), ya que estos son blanco de varios medicamentos utilizados para tratar el síndrome metabólico como la obesidad, hiperglucemia, hipertensión y dislipidemia. Está establecido que el extracto de orégano contiene antagonistas para el receptor PPAR-y (quercetina, luteolina, ácido rosmarínico y diosmetina), moduladores selectivos del PPAR-y (naringenina y apigenina) y agonistas del PPAR-y (biocanina A) (Mueller et al., 2008).

Enfermedades neurodegenerativas

Recientemente se ha evaluado el efecto del aceite esencial de orégano (O. ehrenbergii y O. syriacum) en la inhibición de las enzimas acetilcolinesterasa (AChE) y butirilcolinesterasa (BChE), las cuales están relacionadas con el Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas. En dicho estudio se determinó que el aceite de O. ehrenbergii posee mayor actividad inhibitoria de AChE y B ChE (IC₅₀ de inhibición de 0.3 mg mL-¹) en comparación con O. syriacum (IC₅₀1.6 mg mL-¹) (Loizzo et al., 2008). Esta actividad de inhibición se debe principalmente al aceite esencial rico en monoterpenos y más específicamente en timol y carvacrol. Actualmente, este grupo de investigadores(as) estudia el efecto quimio-preventivo del perfil fitoquímico del orégano mexicano Poliomintha longiflora para el tratamiento de enfermedades crónico-degenerativas, teniendo hasta el momento a la Luteolina como principal componente (García-Pérez et al., 2009).

 

Conclusiones

El orégano es una planta ampliamente distribuida en el mundo y México es el segundo país productor de plantas reconocidas como orégano. Sin embargo, a diferencia de otros países, México tiene la desventaja de poseer un conocimiento limitado de estas especies, ya que la mayoría de ellas se encuentran en estado silvestre. A través de esta revisión se ha podido constatar que se requiere de mayor investigación y esfuerzos del sector agro-biotecnológico para profundización en el conocimiento nutracéutico de las especies mexicanas. Generando esta información para el sector privado este estudio propone desarrollar mejoras en aspectos básicos de diversidad, micropropagación, cultivo intensivo, y mejoramiento genético in vitro, que permitan ampliar y consolidar su producción de manera sustentable, beneficiando con ello a las comunidades productoras establecidas en los estados de Coahuila y Nuevo León.

Con este ejercicio de revisión también ha quedado claro que el orégano cuenta con numerables beneficios para la salud, tanto para la prevención como para el tratamiento de enfermedades crónico-degenerativas. No obstante, la mayoría de la investigación se ha centrado en identificar las propiedades de su aceite esencial, descartando la presencia de los compuestos fénolicos, los cuales también poseen importantes beneficios para la salud y donde nuestro grupo actualmente trabaja. Esto representa una oportunidad única en México para ampliar y aprovechar las aplicaciones médicas y comerciales de esta planta mexicana por el sector industrial. En resumen el orégano mexicano ofrece la posibilidad de convertirse en un producto quimiopreventivo y quimioterapéutico con un alto valor comercial, que se espera explorar principalmente en el Norte de México.

 

Agradecimientos

Los autores (as) agradecen los fondos para realizar esta investigación a la cátedra de Alimentos Nutracéuticos (C005) para el tratamiento de enfermedades crónico-degenerativas del Tecnológico de Monterrey y al CONACYT por la beca de maestría (CVU: 335085) otorgada a Enrique García-Pérez, así como los cometarios críticos al manuscrito de J. Ceja, A. Mendoza-Ruíz, y J. Welti-Chanes.

 

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