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Revista mexicana de ciencias agrícolas

versão impressa ISSN 2007-0934

Rev. Mex. Cienc. Agríc vol.8 no.2 Texcoco Fev./Mar. 2017

http://dx.doi.org/10.29312/remexca.v8i2.49 

Artículos

Características bioquímicas y calidad nutracéutica de cinco variedades de jamaica cultivadas en México

Rafael Ariza Flores1  § 

Víctor Serrano Altamirano1 

Alejandro Casimiro Michel Aceves2 

Aristeo Barrios Ayala1 

Marco Antonio Otero Sánchez2 

Carlos Hugo Avendaño Arrazate3 

David H. Noriega Cantú1 

1Campo Experimental Iguala-INIFAP. Iguala, Guerero.

2Colegio Superior Agropecuario del Estado de Guerrero. Iguala, Guerrero.

3Campo Experimental Rosario Izapa- INIFAP. Carretera Tapachula-Cacahoatán, km 18. Tapachula, Chiapas, México. CP. 30870.

Resumen

Se determinaron las características bioquímicas, fitoquímicas y antioxidantes de las nuevas variedades de jamaica Hibiscus sabdariffa: Alma Blanca (VAB), Cotzaltzin (VC), Rosalíz (VR) y Tecoanapa (VT), comparadas con la variedad Sudán (VS), para impulsar el uso alimenticio y nutricional de los cálices de la flor. Se realizó el análisis proximal de los cálices de las flores de las variedades de jamaica, así como los contenidos de aminoácidos, compuestos fenólicos y ácidos fenólicos. Mostraron diferencias estadísticas entre las variedades y para los contenidos de proteína, carbohidratos, lípidos, cenizas y fibra, así como los aminoácidos, fenoles totales y ácidos fenólicos, para las cinco variedades. Los lípidos varían de 17.7 a 22.8% y son mayores en VT y VS; las proteínas son altas en VT (5.8%) y VS (6%); de fibra contienen más VAB (43.9%) y Rosalíz (40.1%) y cenizas en VAB (9%) y VC (8.3%); en carbohidratos es mayor para la VC (37.5%). Se encontraron seis aminoácidos esenciales, la isoleucina y treonina pasan los requerimientos mínimos necesarios para los niños de la infancia y de preescolar y los adultos en todas las variedades; la VT presentan más lisina y las VAB, VC, VR y VS contienen más metionina + cisteína. Las variedades VAB, VC, VR y VT mostraron aproximadamente 50% de fenoles totales en comparación con VS; la VAB presentó menor contenido de taninos (65.5 mgEC/100 g); la VS es más alta en antocianinas. El ácido vanillico es abundante en las VR y VT y el ácido 4-hidroxibenzoico en VC; los ácidos salicílico y clorogénico son altos en la VAB; mientras que, el ácido protocatecuico es alto en las VR y VT, considerado con propiedades anticancerígenas. Las nuevas variedades de jamaica representan una alternativa para el consumo humano, por las características bioquímicas y nutracéuticas.

Palabras clave: Hibiscus sabdariffa L.; ácidos fenólicos; aminoácidos; bromatología; compuestos fenólico

Introducción

La jamaica Hibiscus sabdariffa L. es originaria de la región Tropical de África, desde Egipto y Sudán hasta Senegal, incluye a Malawi, Mozambique, Zambia, Zimbabwe. Por sus propiedades medicinales, nutraceúticas y rusticidad de la planta se ha distribuido a otras regiones tropicales del mundo, como son: México, América Central, América del Sur y el Sureste Asiático; en estos lugares ha alcanzado gran importancia económica. Al Continente Americano fue traída por los esclavos negros, en el siglo XVII llegó a Brasil y al país de Jamaica en el año de 1707; se cree que la entrada a México fue en la época de la colonia (Morton, 1987). De acuerdo con Augstburger et al. (2000), los principales países productores de jamaica son: Egipto, Sudán, México, Tailandia y China; pero China y Tailandia son los exportadores más grandes y controlan el suministro (FAO, 2010).

En México, el nombre de jamaica se conoce a la planta y cálices secos de H. sabdariffa L. Durante 2010, se cosecharon 18 416 hectáreas (ha) que produjeron 4 878 toneladas (t) de cálices (SAGARPA, 2013). Los estados productores son Guerrero y Oaxaca, ya que se obtiene 85% de la producción nacional (SAGARPA, 2013). Posiblemente, se domesticó en Sudán desde hace 6 000 años, al inicio fue por sus semillas y después se hizo para la producción de hojas y cálices. Aparentemente, las plantas silvestres de Hibiscus sabdariffa L., se han colectado en Ghana, Níger, Nigeria y Angola (Shamsuddin y Van Der Vossen, 2003).

Los cálices de la jamaica han tomado importancia principalmente por las propiedades medicinales, ya que se atribuyen como diurético (Márquez et al., 2007), para reducir el colesterol (Agpreyo et al., 2008), para controlar la presión arterial (Ojeda et al., 2009), antibacterial (Olaleye, 2007); para regenerar los tejidos afectados por enfermedades degenerativas (Liang-Chih et al., 2009); para reducir la obesidad (Alarcón et al., 2007), tiene efecto antiviral (Omilabu et al., 2010), disminuye la litiasis o cálculos (Woottisin et al., 2011) y es purificante del agua (Yongabi et al., 2011).

Algunas plantas sintetizan a las saponinas, alcaloides, glucósidos y taninos, las cuales se han documentado por exhibir varias actividades biológicas, como son antiinflamatorio, antiarteroescleróticos, antitumores, antimutagénico, anticarcinogénico, antibacterial y antivirales (Mbaebie et al., 2012). Sin embargo, la mayoría de las plantas no se han investigado por su potencial antioxidante. La jamaica H. sabdariffa L. de la familia Malvaceae, es una planta que mide 2 m de altura, es arbustiva, con los tallos de color verde a rojizos, las hojas son verdes y con las nervaduras rojas y verdes; la diferencia está en el color de los cálices de las flores, que son amarillos, rosa y rojo (Serrano et al., 2011; Alarcón et al., 2012).

La producción depende de un genotipo criollo con bajo rendimiento; la planta presenta mayor sensibilidad al fotoperiodo y se cultiva durante los meses de julio a diciembre, su producción se concentra en el mes de diciembre y ocasiona un bajo precio de venta. El desconocimiento de los genotipos y sus propiedades intrínsecas hacen poco factible su aprovechamiento por los consumidores y el consumo per cápita es bajo (Serrano et al., 2011). La producción de los cálices deshidratados de la planta se destina para preparar una bebida refrescante. En las semillas se han realizado estudios de los contenidos y propiedades nutricionales con 25% de proteína y 21% de aceites (Abu-Tarboush et al., 1997); sin embargo, los estudios del cáliz de la flor son escasos.

La importancia de la jamaica no se limita solo al aspecto medicinal; también, se ha explorado el uso de los cálices en la alimentación de pollos (Onibi y Osho, 2007); la semilla se usa como sustituto en dietas de borregos (Beshir y Babikers, 2009), tilapia (Fagbenro et al., 2004) y pollos de engorda (Jínez et al., 1998). La semilla es una excelente fuente de proteínas (30%) y aceites (22%) (Abu-Tarboush et al., 1997, Yagoub et al., 2004), por lo que se usa como alimento cocido y fermentado en países africanos. En México, se ha estado distribuyendo la variedad Sudán, la cual fue introducida por el mercado internacional: ésta es de cálics grandes y de color rojo; sin embargo, los rendimientos obtenido no rebasan a tres de variedades de reciente generación (Serrano et al., 2011).

La jamaica tiene un gran potencial económico por su valor nutritivo y diversos usos para el consumidor. Asimismo, la mayoría de los subproductos se elaboran al pasar a través de un proceso de cocción, por eso no se mantiene las propiedades bioquímicas y las propiedades nutracéuticas podrán disminuir en los consumidores; por lo tanto, se requiere mejorar los procesos de elaboración de los subproductos para ser aprovechados por la población e incrementar el consumo per cápita (Serrano et al., 2011). En México, se han registrado cuatro nuevas variedades de jamaica: Alma Blanca (VAB), Cotzaltzin (VC), Rosalíz (VR) y Tecoanapa (VT) (Serrano et al., 2011), que para impulsar el uso alimenticio y nutricional de los cálices de flores, se consideró conocer las características fitoquímicas y antioxidantes de estas nuevas variedades y su comparación con la variedad Sudán (VS), la cual es de importación.

Materiales y métodos

El material vegetal. Los cálices de jamaica de las variedades nuevas Alma Blanca, Cotzaltzin, Rosalíz y Tecoanapa, y la variedad Sudán introducida en México, fueron obtenidos del Banco de Germoplasma del Campo Experimental Valles Centrales de Oaxaca del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Los colores de los cálices deshidratados son de Alma Blanca (amarillos), Rosalíz (rosas), Cotzaltzin, Tecoanapa y Sudán (rojos). Los cálices fueron deshidratados a 38 °C por tres días.

Análisis proximal. El análisis proximal se determinó siguiendo los métodos de la AOAC (2000). Las proteínas se cuantificaron a través del contenido de nitrógeno (960.52), el extracto etéreo (920.85) y las cenizas (923.03). El factor de conversión para la proteína total fue de 6.25 (N*6.25). La fibra dietaria se determinó de acuerdo al método de Prosky et al. (1998). El porcentaje de los carbohidratos se obtuvo por diferencia. Las evaluaciones se hicieron por cuatriplicado.

Aminoácidos. El contenido de aminoácidos se obtuvo mediante el uso de la metodología de la AOAC (2000). La muestra fue hidrolizada en un medio ácido (HCl 6N y fenol, 1g L-1 HCl y agua 1:1, v/v) por 24 y 48 h, ambas muestras se hicieron por separado para liberar los aminoácidos. La metionina y cisteína se determinaron de una muestra tomada por separado, la cual se realizó mediante oxidación con ácido perfórmico. El contenido de los aminoácidos se obtuvieron mediante una mezcla en cromatografía líquida de alta resolución en fase reversible (HPLC), comparados por su tiempo de retención y espectro; se tomó una muestra de 2 mL min-1 y fue puesta en el flujo del HPLC (Agilent Technologies), con una columna Zorbax Eclipse AAA (4.6 x 75 mm, 3.5 µm, PN 966400-902) y fase móvil A de 40 mM Na2PO4, NaOH 10 N y agua a pH 7.8. Las evaluaciones se realizaron de cuatro repeticiones.

Contenido de fenoles totales. El contenido de fenoles totales fueron obtenidos por el método de Folin-Ciocalteu, descrito por Singleton et al. (1999). Las evaluaciones se realizaron de cuatro repeticiones.

Determinación de taninos. A 200 mg de cálices deshidratados se les añadieron 10 ml de metanol, se agitó por 20 min, se centrifugó y se recuperó el sobrenadante (Deshpande y Cheryan, 1985). A 1 mL del sobrenadante se adicionó 5 mL de reactivo de vainillina recién preparado, que consiste en vainillina al 1% en metanol y HCl al 8% en metanol en la proporción 1:1. La muestra se dejó reposar por 20 min a 30 ºC y se leyó en un espectrofotómetro (6405 UV/Vis, JENWAY) a 500 nm. Para determinar el contenido de taninos se preparó una curva de calibración con (+) catequina; la concentración final se expresa como miligramos equivalentes de (+) catequina/100 g de muestra (mg EC/100 g). Las evaluaciones se hicieron con cuatro repeticiones.

Determinación de antocianinas. El contenido de antocianinas en cada variedad se obtuvo mediante el método desarrollado por Abdel y Hucl (1999). El contenido de antocianinas totales se expresó en mg kg-1 y se determinó como cianidina 3-glucósido; de acuerdo a la ecuación:

CA/ε*vol/1000*PM*(1/peso de la muestra)*106

Donde: C= concentración de antocianinas totales (mg kg-1); A= absorbancia máxima; ε= absortividad molar de cianidina 3-glucósido (25, 965 cm-1 M-1); vol= volumen total del extracto de antocianinas; PM= peso molecular de cianidina 3-glucósido de 449. Las evaluaciones se hicieron con cuatro repeticiones.

Determinación de los fenoles simples. El método empleado se basó en el reporte de Ramamurthy et al. (1992). La identificación y cuantificación de los compuestos fenólicos simples se realizaron a través de la comparación con el tiempo de retención, espectros de absorción de estándares comerciales y curvas de calibración de los mismos. Las evaluaciones se hicieron con cuatro repeticiones.

Análisis estadístico. Los datos fueron analizados con el programa SAS (2004), mediante el análisis de la varianza y comparación de medias de Tukey (p< 0.05); son expresados como promedios y su desviación estándar.

Resultados

Análisis proximal

Se encontró diferencias estadísticas entre las variedades para los contenidos de proteína, carbohidratos, lípidos, cenizas y fibra (Cuadro 1). El cáliz de la flor de la jamaica tiene alto contenido de lípidos de 17.7 a 22.8% de las variedades; fueron menores en las VAB, VC y VR, y fueron mayores en las VT y VS. El contenido de proteína es mayor en la VT (5.8%) y es estadísticamente igual a la VS (6%), es intermedia en la VAB (4.2%) y son menores en la VR (3.6%) y la VC (3.4%). Las VAB y VR tienen un alto contenido en fibra con 43.9% y 40.1%, respectivamente, la intermedia es VS (38.5%) y son menores en las VT (34%) y VC (33.1%). También, presentan alto contenido de cenizas, siendo mayor en las VAB y VC, le siguen las VR, VS y VT, los valores variaron de 9% a 6.2%. En carbohidratos es mayor para la VC (37.5%), son intermedias y similares en las VR y VT con 31.2% y son bajas en VS y VAB.

a= Los datos son expresados como promedios ± desviación estándar (n= 4). Promedios con letras iguales en el mismo renglón son estadísticamente iguales (Tukey,p< 0.05).

Cuadro 1 Composición bioquímica (%)a de extractos de cálices de cinco variedades de jamaica.  

Contenido de aminoácidos. El contenido de aminoácidos esenciales y no esenciales de los cálices de la flor de jamaica con se presenta en el Cuadro 2. Se demuestra diferencias estadísticamente para las variedades de jamaica en el contenido de aminoácidos. Se detectaron a seis de los diez aminoácidos esenciales en la flor de la jamaica, éstos son: isoleucina, leucina, lisina, treonina y metionina + cisteína. El contenido de isoleucina y treonina en todas las variedades fueron mayores, que el requerimiento mínimo necesario diario definido por la FAO/WHO/UNO (1985).

nd= no determinado; FAO/QHO= requerimiento mínimo necesario diario definido por estos organismos públicos de la salud; a= los datos son expresados comopromedios ± desviación estándar (n= 4). Promedios con letras iguales en el mismo renglón son estadísticamente iguales (Tukey, p< 0.05).

Cuadro 2 Contenido de aminoácidos (mg 100 g-1 de proteína)a de extractos de cálices de cinco variedades de jamaica.  

Los valores de isoleucina en todas las variedades pasan los requerimeintos mínimos necesarios por los infantes, niños de preescolar y adultos, así como de treonina para niños de preescolar y adultos. La VT presenta mayor contenido de lisina, sin embargo no rebasan los requeridos por preescolares y adultos recomendados por la FAO/WHO/UNO (1985).

La metionina + cisteína rebasa los requerimientos para los adultos en las VAB, VC, VR y VS, mientras que es menor en la VT. Los contenidos de leucina no rebasan los requeridos por los niños de la infancia y preescolares en las cinco variedades; sin embargo, todas presentan los valores requeridos por los adultos. En los cálices de la flor de la jamaica no se detectaron los aminoácidos esen ciales fenilalanina + triptofano, histidina y valina, así como los aminoácidos no esenciales asparagina, glutamina y serina.

Fenoles totales. En el Cuadro 3, se presentan los valores de contenido de taninos, fenoles totales y antocianinas. Se encontró diferencias estadísticas entre medias las variedades. Con respecto a los fenoles totales, todas las variedades mostraron 50% menos en comparación con la VS. Por otra parte, la VAB presentó el menor contenido de taninos (65.5 mgEC/100 g), con respecto al resto de las variedades. Se reporta, que los taninos confieren el color en las plantas; las VC y VT presentaron casi el doble del contenido de taninos que la VS, por la alta capacidad antioxidante atribuida a los taninos.

a= equivalentes de acido gálico; b= equivalentes de catequina; c= equivalentes de cianidin 3 glucosido. d= los datos son expresados como promedios ± desviación estándar(n= 4). Promedios con letras iguales en el mismo renglón son estadísticamente iguales (Tukey, p< 0.05).

Cuadro 3 Contenido de compuestos fenólicos en base seca de extractos de cálices de cinco variedades de jamaica.  

Con respecto al contenido de antocianinas, VS presenta mayor contenido al ser comparada con las cuatro nuevas variedades. Probablemente, la menor concentración de taninos en esta variedad esté compensada con la síntesis de antocianinas.

Ácidos fenólicos. Se detectaron 12 ácidos fenólicos (Cuadro 4), así como la vainillina. Se encontró diferencias estadísticamente significativas entre variedades para el contenido de los ácidos fenólicos y mostraron diferencias entre medias, para cada una de las variedades.

nd= no detectado; a= los datos son expresados como promedios ± desviación estándar (n= 4). Promedios con letras iguales en el mismo renglón son estadísticamente iguales (Tukey, p< 0.05).

Cuadro 4 Contenido de ácidos fenólicosa en base seca de extractos de cálices de cinco variedades de jamaica. 

El ácido vanillico fue el más abundante en las VR y VT con 276.64 a 206.04 mg 100 g-1, respectivamente; sin embargo, este ácido no se detectó en la VS. El ácido 4-hidroxibenzoico es mayor en la VC con 70.25 mg 100 g-1, menor en la VT con 49.5 mg 100 g-1 y no se detectó en la VS.

Discusión

El contenido de proteína del cáliz de la flor es bajo; mientras que Abu-Tarboush et al. (1997) reportan que la semilla presenta 26.48% de proteína, 20.1% de aceite crudo, 43.21% de carbohidratos y 4.83% de ceniza. El contenido de fibra en la jamaica se considera importante en la producción de mermeladas y otros subproductos, ya que se utiliza el cáliz como producto. Por tal motivo, las variedades VAB, VC y VR demostraron mayor contenido de cenizas, que indican la presencia de altos contenidos de minerales. La variación en el contenido de carbohidratos de las cuatro nuevas variedades y la VS fueron relativamente bajos.

En semilla de la flor de jamaica, Abu-Tarboush et al. (1997), reportan bajos contenidos de estos aminoácidos, comparado con los reportados en este estudio de los cálices de la flor de las cinco variedades. Desde el punto de vista nutricional, los aminoácidos presentes en los productos derivados de la flor de jamaica, como son refrescos y mermeladas, éstos podrán contribuir en la salud humana. También se detectaron siete de los once aminoácidos no esenciales en la flor de Jamaica, que desde un punto de vista nutricional no son importantes; así como, ocurre con los aminoácidos esenciales, ya que el humano los puede sintetizar y contribuyen a mantener una mejor la salud.

Los compuestos fenólicos son conocidos por su capacidad antioxidante. La presencia de estos como son taninos, flavonoides, antocianinas y fenoles del extracto del cáliz de la jamaica, pueden dar credibilidad en el uso focalizado para el manejo del estrés oxidativo inducido por alimentos. Los taninos se han usado para el tratamiento de diarreas, hemorragias y desintoxicación (Afolayan y Mahebie, 2010). La actividad antioxidante de las antocianinas demuestra ser 50 veces mayor que la vitamina C y 20 veces más que la vitamina E (Majo et al., 2008), las antocianinas han demostrado que ayudan a proteger daños a los tejidos, previenen riesgos de cáncer y taponamientos de la circulación sanguínea en los vasos capilares, arterias y venas (Letelier et al., 2011). Por lo tanto, la concentración de estos compuestos contribuye sinérgicamente a potenciar la capacidad antioxidante de esta planta para los tratamientos y usos locales relacionados con las enfermedades.

Respecto al contenido de los ácidos fenólicos, se encontró que el ácido protocatecuico es alto en las VR y VT, comparado con la VS; a este ácido se le atribuye propiedad anticancerígena en los consumidores, como se presenta en algunos cítricos (Sawsen et al., 2012). El ácido salicílico es alto en la VAB; el ácido cloragénico es alto en las VAB y VS, similar a como se presenta en los cítricos (Sawsen et al., 2012). El ácido 4-hidroxi-3-benzoico es muy alto en la VS, seguido por la VAB. Otros ácidos fenólicos detectados en todas las variedades son el ferúlico, cumárico, gálico y cafeico; estos ácidos se reportan con capacidad antioxidante en varios alimentos (Zavaleta et al., 2005). La VAB presentó más tipos de ácidos fenólicos y en cantidades diversas, que la hace muy adecuada para el consumo humano.

La actividad antioxidante de los extractos de los cálices de la jamaica son significativamente altos, comparado con los presentados en las drogas. El estudio demuestra un alto contenido de ácidos fenólicos y compuestos fenólicos del extracto; sin embargo, estos compuestos desprendidos de los cálices son buenos donadores de electrones y pueden terminar la reacción del cambio radical y convertirse en radicales libres de más productos estables (Mbaebie et al., 2012). A este tipo de compuestos se les atribuyen propiedades medicinales anticancerígenas, antioxidantes y en la prevención de enfermedades del corazón (Agpreyo et al., 2008; Ojeda et al., 2009), entre otras.

Conclusiones

Los cálices de las cuatro nuevas variedades de jamaica tienen alto contenido de proteína, así como de lípidos y fibra, principalmente. Los aminoácidos son altos y algunas variedades rebasan los requerimientos mínimos nutrimentales para los humanos de edades diferentes. Solo, tres de las nuevas variedades presentan antocianinas, pero todas tienen alto contenido de taninos, que les dan la capacidad antioxidante. Las variedades tienen alto contenido de ácidos fenólicos, destacando la variedad Alma Blanca con el ácido salicílico, mientras que las variedades Rosalíz y Teconoapa con el ácido protocatecuico, compuesto al que se le atribuye propiedades anticancerígenas. Por lo tanto, se demuestra que el extracto de los cálices de jamaica, exhiben una alta capacidad antioxidante natural, para el uso terapéutico y de medicina tradicional por los componentes fitoquímicos, ya que puede ser usada para el tratamiento de las enfermedades relacionadas con los radicales libres y enfermedades asociadas a la edad. Sin embargo, se requieren de estudios para conocer los componentes fenólicos, para establecer sus propiedades farmacológicas y que sirvan de ensayos modelo.

Literatura citada

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Recebido: Outubro de 2016; Aceito: Janeiro de 2017

§Autor para correspondencia: ariza.rafael@inifap.gob.mx

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