Características físicas y químicas de nopal verdura (Opuntia ficus-indica) para exportación y consumo nacional

Physical and chemical characteristics of cactus stems (Opuntia ficus-indica) for exportation and domestic markets

Griselda Maki-Díaz¹, Cecilia B. Peña-Valdivia^2* , Rodolfo García-Nava², M. Lourdes Arévalo-Galarza¹, Guillermo Calderón-Zavala¹, Socorro Anaya-Rosales³

¹ Posgrado de Recursos Genéticos y Productividad-Fruticultura.

³ Posgrado de Fitopatología. Campus Montecillo. Colegio de Postgraduados. 56230. Montecillo, Estado de México.

Recibido: mayo, 2014.
Aprobado: diciembre, 2014.

Resumen

El nopal verdura (Opuntia spp.) se consume y produce en México y los criterios de selección para su exportación incluyen únicamente el color, el tamaño y la ausencia de deformaciones visualizadas por los productores al momento de la cosecha. El objetivo de este estudio fue evaluar las características físicas y químicas del nopal verdura para exportación y contrastarlas con las de los nopales para consumo nacional. La hipótesis fue que la selección subjetiva de las dos clases de nopal por los productores está relacionada con características físicas e indirectamente con la composición. El diseño experimental fue completamente al azar con arreglo factorial con dos factores y dos niveles (factor 1: destino, nopal para consumo nacional y para exportación; factor 2: grupos de productores Grupo PRONACUA y Grupo Agrícola Ixquitlán) y 50 repeticiones (cada una representada por un nopal). El estudio se realizó en Otumba y San Martín de las Pirámides, Estado de México, México. Los resultados se analizaron con ANDEVA y comparación múltiple de medias de Tukey. Las características de los nopales evaluadas fueron: peso, longitud, anchura, espesor, firmeza, número de hojas, y contenido de humedad, de mucílago, de ácido málico, de clorofila y de carotenoides. También se determinó la presencia de plaguicidas. Los nopales para exportación tuvieron peso (38 g), longitud (2.2 cm), anchura (1 cm), grosor apical (0.8 cm), grosor basal (0.8 cm), humedad (0.3 %) y acidez titulable expresada en contenido de ácido málico (0.2 %), significativamente menor (p≤0.05) y contenido de clorofila (0.46 mg 100 g^-1) y de carotenoides (0.1 mmol g^-1) mayor que los seleccionados para consumo nacional; y ambos grupos estuvieron libres de los 20 plaguicidas más comunes usados en las hortalizas. Las características físicas y la composición química de los nopales para exportación son diferentes a las mostradas por los destinados al consumo nacional y podrían usarse para complementar las normas de calidad para ayudar a los productores a asegurar y aumentar el mercado internacional.

Palabras clave: Acidez, calidad, cladodio, clorofila, mucílago, residuos químicos.

Nopal (edible cactus stems, Opuntia spp.) is consumed and produced in México and the selection criteria for its export include only color, size and the absence of deformations seen by producers at the time of harvest. The objective of this study was to evaluate the physical and chemical characteristics of nopal for export and to contrast them with those of nopal for national consumption. The hypothesis was that the subjective selection of the two types of nopal by producers is related to physical characteristics and indirectly, to composition. The experimental design was completely random with factorial arrangement, with two factors and two levels (factor 1: destination, nopal for national consumption and for export; factor 2: groups of producers, Grupo PRONACUA and Grupo Agrícola Ixquitlán), and 50 repetitions (each one represented by one nopal). The study was performed in Otumba and San Martín de las Pirámides, Estado de México, México. The results were analyzed with ANOVA and Tukey's multiple means comparison. The characteristics of the nopal samples evaluated were: weight, length, width, thickness, firmness and number of leaves, and content of moisture, mucilage, malic acid, chlorophyll and carotenoids. The presence of pesticides was also determined. Export nopales had significantly lower (p≤0.05) weight (38 g), length (2.2 cm), width (1 cm), apical thickness (0.8 cm), basal thickness (0.8 cm), moisture (0.3 %) and titratable acidity expressed as the malic acid content (0.2 %), and content of chlorophyll (0.46 mg 100 g^-1) and carotenoids (0.1 mmol g^-1) higher than those selected for national consumption; and both groups were free from the 20 most common pesticides used in vegetables. The physical characteristics and chemical composition of nopales for export are different than those destined for national consumption, and they could be used to complement the quality norms to help producers secure and increase the international market.

Keywords: Acidity, quality, cladode, chlorophyll, mucilage, chemical residues.

INTRODUCCIÓN

México es uno de los centros de origen del nopal (Opuntia spp.). El consumo de sus tallos modificados (nopalitos), frutos y flores en México es ancestral (Reyes-Agüero et al., 2005; Peña-Valdivia et al., 2012). Los nopales se consumen como verdura y la superficie cosechada con nopal incrementó más del doble (de 5269 a 12 105 ha) entre los años 1990 y 2012 (SIAP-SAGARPA, 2013). Las plantas de nopal por su adaptación al déficit de humedad y climas semidesértico y desértico son un recurso con gran potencial para el desarrollo de plantaciones (Reyes-Agüero et al., 2005). México es el productor principal de nopal verdura (74 %) en el mundo y el consumidor más importante en su forma fresca y procesada, pero el mercado extranjero, principalmente el de EE.UU. y Canadá, es una oportunidad creciente. Las características nutracéuticas de los nopales han despertado interés en mercados europeos y asiáticos (Peña-Valdivia et al., 2012) pues son benéficos para el tratamiento de diversos padecimientos (Stintzing y Carle, 2005), y además son fuente de vitamina C (Betancourt-Domínguez et al., 2006), minerales (Rodríguez-Félix y Cantwell, 1988) y fibra soluble e insoluble (Peña-Valdivia et al., 2012).

La calidad de los productos hortofrutícolas es relevante para la aceptabilidad y éxito en su comercialización en los mercados nacionales e internacionales; dentro de las características de calidad, la inocuidad resalta debido a la importancia que en el comercio global se da a la producción de alimentos libres de contaminantes biológicos, químicos y físicos (Avendaño et al., 2007). La calidad del nopal verdura incluye características físicas y químicas, como su apariencia (frescura, turgencia y color), sus dimensiones (delgados, chicos o medianos) y su forma (de raqueta) (Rodríguez-Félix y Cantwell, 1988). Además, debería incluirse su contenido de mucílago y su acidez porque son características que los consumidores observan en los nopales.

En México se aplican dos normas de calidad oficiales, la mexicana NMX-FF-068-SCFI-2006 (Secretaría de Economía, 2013) y la internacional del Codex Alimentarius (2007). La primera incluye: clasificación del nopal por grado de calidad (México extra, México 1, México 2), tamaño (A: 25.1 o más, B: 18.1 a 25.0, C: 11.1 a 18.0, y Cambray: 7.0 a 11.0 cm) y variedad; además, deben ser frescos, estar limpios, sanos, libres de pudrición, enteros, bien formados, con coloración, sabor y olor característicos de la especie y variedad, con consistencia firme y estar exentos de humedad exterior anormal. La segunda indica que los nopales deben estar exentos de espinas, manchas, daños causados por plagas y temperaturas bajas, olor y sabor extraños, y deben estar suficientemente desarrollados, con grado de madurez satisfactorio según la naturaleza del producto. Ambas normas difieren en las categorías de clasificación, tamaños o grado de calidad y apariencia (Cuadro 1). Ninguna de las normas hace referencia a las características específicas que debe presentar el nopal verdura para exportación, aunque un apartado en la norma del Codex Stan 185-1993 (Codex Alimentarius, 2007) menciona: "... los gobiernos, al indicar su aceptación de la norma del Codex 185-1993 (Codex Alimentarius, 2007) para el Nopal, deberán notificar a la Comisión cuáles disposiciones de la Norma serán aceptadas para aplicarlas en el punto de importación y cuáles para aplicarlas en el punto de exportación".

En México, los productores-exportadores de nopal verdura de la región de Otumba y San Martín de las Pirámides, Estado de México, seleccionan los nopales para exportación basándose sólo en su apariencia (color, tamaño y ausencia de deformaciones) y tamaño (Cuadro 1), lo cual contribuye a las pérdidas cuando el producto es rechazado en frontera (comunicación personal con los productores de las cooperativas PRONACUA de Cuautlacingo, Otumba y Grupo Agrícola Ixquitlán de San Pablo Ixquitlán en San Martín de las Pirámides, Estado de México).

El objetivo de este estudio fue cuantificar las características físicas y químicas del nopal verdura para exportación y compararlas con las de los nopales para consumo nacional, e identificar algunas que pudieran incluirse en las normas de calidad de este producto. La hipótesis fue que la selección subjetiva de las dos clases de nopal por los productores está relacionada con características físicas y composicionales que permitirán clasificar objetivamente los nopales.

MATERIALES Y MÉTODOS

Material vegetal

El estudio se realizó en la zona productora de Opuntia spp. de Cuautlacingo, Otumba (19° 41' 49" N, 98° 45' 17" O, 2365 m de altitud, clima templado, subhúmedo con temperatura media anual de 14.8 °C) y San Pablo Ixquitlán, San Martín de las Pirámides (19° 46' 20" N, 98° 38' 48" O, 2300 m de altitud, clima templado con temperatura media anual de 17 °C), Estado de México. En esta zona se produce nopal verdura para consumo nacional y para exportación de O. ficus-indica, cultivar Atlixco (Reyes-Agüero et al., 2009). Dos grupos de productores (Grupo Agrícola Ixquitlán y Grupo PRONACUA) accedieron a participar en el estudio y donaron el material utilizado. Los muestreos se realizaron durante 7.5 meses, entre el 25 de noviembre de 2011 y el 6 de julio de 2012.

Los nopales fueron cosechados entre las 09:00 y 10:00 horas por los productores, quienes utilizando cuchillo hicieron un sólo corte en la base del nopal. Las muestras se transportaron en cajas de cartón al laboratorio de Biofísica Vegetal del Posgrado de Botánica del Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo, y se evaluaron inmediatamente las características físicas y químicas; otro grupo similar se trasladó al laboratorio Análisis Técnicos S.A. de C.V., en Pachuca, Hidalgo, donde se cuantificaron plaguicidas.

Métodos

El peso (g) de los nopales enteros se obtuvo en una balanza con pantalla digital (± 0.01 g; Precisa XB2200C). La longitud (cm) se midió de la base al ápice y la anchura (cm) en la zona central más ancha del cladodio. El grosor (mm) se midió con un vernier digital (± 0.001 mm; Mitutuyo) en la base y el ápice de ambos lados (izquierdo y derecho). La resistencia a la penetración o firmeza (N) se midió con un penetrómetro manual (FT 327, QA Supplies LLC, Inglaterra) en los nopales intactos, con el puntal del penetrómetro colocado en la zona central de los mismos, en las áreas libres de espinas y hojas. Las hojas se contabilizaron manualmente.

Las espinas y hojas se removieron con un cuchillo, y mediante un bisturí se tomaron muestras de 10 g del área central de cada nopal, las cuales se envolvieron en papel aluminio, se congelaron por inmersión en nitrógeno líquido y se liofilizaron (-41 °C y 1.8×10^-2 mbar) en un equipo LABCONCO (Freeze Dry System 7 LyphLock 4.5, Labconco Corporation) por 72 h hasta peso constante. Las muestras deshidratadas se pesaron en una balanza analítica (Scientech SA 120) y el contenido de humedad se calculó por diferencia de peso.

Para cuantificar el mucílago, 1 g de muestra liofilizada y triturada de cada unidad experimental se mantuvo 15 min en baño María en ebullición después de adicionar 50 mL de agua destilada; el líquido sobrenadante se separó por centrifugación a 2500 g por 5 min; la extracción se repitió otras dos veces con 25 mL de agua. Los sobrenadantes de las extracciones se reunieron y el mucílago se precipitó con etanol absoluto (enfriado previamente a -18 °C) en proporción 1 (volumen de muestra): 3 (volumen de etanol) y enfriando 24 h a 5 °C. El mucílago se separó por centrifugación a 2500 g por 5 min, se purificó por diálisis (Membra-cel md44 14x100 CLR) contra agua destilada durante 4 d, se liofilizó y pesó (Álvarez y Peña-Valdivia, 2009).

La acidez titulable se cuantificó en muestras de 1 g tomadas del área central de cada nopal, seccionadas con ayuda de un bisturí, utilizando el método de titulación con NaOH 0.01 N y fenolftaleína como indicador descrito por la AOAC (1990), y se expresó como porcentaje de ácido málico.

Clorofila a = (12.7×A664.5)-(2.79×A647)

Clorofila b = (20.7×A647)-(4.612×A664.5)

Clorofila total = (17.90×A647)-(8.08×A664.5)

Carotenoides = 0.25×(A450- A750)

Concentración = Carotenoides×V

donde: V es el volumen de extracción y A es la absorbancia a la longitud de onda respectiva.

En el estudio se incluyó la detección y la cuantificación de 90 plaguicidas; de los cuales 18 eran fungicidas, 11 herbicidas y 11 insecticidas, 6 carbamatos, 16 organoclorados, 23 organofosforados y 5 organonitrogenados. Los plaguicidas y su concentración en el tejido se determinó mediante extracción en fase sólida dispersiva QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, and Safe) y cromatografía de gases-masa/ masa usando un equipo Ion Trap Mass Spectrometer (Agilent 225/MS, 240/MS GC, Agilent Technologies, Alemania) en el laboratorio agrícola Análisis Técnicos Agrolab, en Pachuca, Hidalgo, México, de la siguiente manera: de 1.5 kg de muestra de nopal se obtuvieron de 5 a 10 g de tejido homogeneizado que se mezclaron con 10 a 20 mL de acetato de etilo; la fase orgánica se extrajo y se llevó a sequedad en rotavapor (39-40 °C, con vacío); para disminuir la disolución de co-extraídos (pigmentos y ácidos grasos) y minimizar interferencias en el equipo GC-MS/MS, el extracto se resuspendió en hexano (1000-2000, µL) y se filtró (filtros con poro de 0.45 µm y 0.20 µm); el disolvente se evaporó a sequedad con una corriente de aire y se agregó etanol (200 µL); alícuotas de 1 µL de este extracto se inyectaron directamente en el GC-MS/MS en el cual se usó He como gas portador, un programa de temperatura de 100 a 280 °C en la columna analítica y un tiempo total de corrida de 40 min. Con estas condiciones de operación se separaron los plaguicidas en las muestras y con estándares se identificaron en los cromatogramas y cuantificaron (Martínez-Vidal et al., 2006).

Diseño experimental y análisis de resultados

El diseño experimental fue completamente al azar con arreglo factorial 2×2 (consumo nacional, tratamiento 1, y para exportación, tratamiento 2), dos grupos de productores (Grupo PRONACUA y Grupo Agrícola Ixquitlán), con 50 repeticiones (cada una representada por un nopal). Con los datos se realizó un ANDEVA y las medias se compararon con la prueba de Tukey (p≤0.05) usando SAS (versión 9.3).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Características físicas de los nopales

Hubo diferencias altamente significativas o significativas en las características físicas: peso, longitud, anchura, grosor, número total de hojas y firmeza de los nopales entre las clases o los grupos de productores (Cuadro 2) y, salvo en el grosor apical, las interacciones entre los factores no fueron significativas. Además, todas las variables físicas fueron significativamente diferentes (p≤0.05) entre las clases (Cuadro 3).

Peso, longitud, anchura y grosor

El peso de los nopales para el mercado nacional fue 23 % mayor que el de aquellos destinados a la exportación. Esta diferencia estuvo relacionada con las dimensiones mayores de los primeros, pues fueron 7.4 % más anchos en la zona central, y entre 5.6 y 15.1 % más gruesos entre la base y el ápice; además, los nopales para exportación tuvieron 37 % más hojas, y aunque su longitud fue sólo de unos milímetros, la diferencia en cantidad (35 en promedio) también debió repercutir en el peso total (Cuadro 3). En ambas clases el peso fue mayor que el obtenido (100 g) en nopales de la cultivar Atlixco por Aguilar-Sánchez et al. (2007), pero su longitud sí fue similar (20 cm) a los de este estudio. Ambas clases de nopal tuvieron un peso mayor que el señalado por Rodríguez-Félix (1999) en los nopales con tamaño comercial (de 100 a 120 g) y las normas oficiales no lo especifican, por lo cual el peso no está considerado como un parámetro de calidad para la comercialización del nopal.

Los nopales seleccionados para exportación del Grupo Agrícola Ixquitlán fueron en promedio ligera pero significativamente más largos (0.6 cm) y su grosor basal y apical fue mayor (0.16 y 0.50 mm) que los del Grupo PRONACUA (Cuadro 2). Este resultado mostró que aunque la selección y cosecha la hacen los productores sin mediciones directas, la experiencia les permite seleccionar nopales con peso similar y que el crecimiento desigual puede ser efecto de las condiciones de cultivo parcialmente diferentes, como la precipitación pluvial, o la época de cosecha entre los grupos de productores.

Los nopales para exportación correspondieron al tipo C (17 a 21 cm) y los seleccionados para consumo nacional al D (21 a 25 cm) según la clasificación por calibre del CODEX STAN-185 para nopal (Codex Alimentarius, 2007). En contraste, con base en la Norma Mexicana NMX-FF-068-SCFI-2006 (Secretaría de Economía, 2013) ambas clases fueron del tipo B, pues su longitud estuvo entre los 18.1 y 25 cm. A diferencia de las especificaciones de longitud, ninguna de las normas incluye el grosor para clasificar los nopales, el cual podría ser un indicador confiable de su tamaño y desarrollo (Cuadro 1).

Firmeza

La firmeza o resistencia de los tejidos del nopal a la penetración varió significativamente (p≤ 0.05) entre las clases (Cuadro 2), fue significativamente (p≤0.05) menor en los del Grupo Agrícola Ixquitlán y sólo en este grupo presentó diferencia (5 %) entre las clases. La firmeza 5 % mayor de los nopales para consumo nacional respecto a los destinados a la exportación, pudo deberse a factores diversos, pues esta característica está determinada por la forma del órgano, la anatomía del tejido, el grosor de la cutícula, el tamaño de las células, su turgencia, la resistencia y espesor de las paredes celulares y la adhesión entre las células, debida a la presencia de la lámina media (abundante en los nopales) (López-Palacios et al., 2012; Peña-Valdivia et al., 2012). A la vez, lo anterior está definido por factores genéticos y su interacción con el ambiente (Toivonen y Brummell, 2008).

La norma NMX-FF-068-SCFI-2006 (Secretaría de Economía, 2013) incluye entre las especificaciones de madurez de consumo el tamaño, la edad, el grosor de la cutícula y el color, pues indica que "... se considera apto para consumo al nopal tierno o brote (cladodio joven o inmaduro), de 7 a 30 cm de longitud, de 10 a 40 d de edad, que presenta cutícula delgada...". Lo anterior se relaciona con el hecho de que la textura y las características visuales como el color son, entre otras, las variables que tienen influencia mayor en la aceptación por el consumidor de las frutas y hortalizas (Toivonen y Brummell, 2008; Calvo-Arriaga et al., 2010) y por lo tanto son de gran importancia en los análisis de calidad de estos productos hortofrutícolas (Harker et al., 1997). Además, en términos sensoriales de aceptabilidad de un producto, la firmeza y la fibrosidad del tejido se asocian con la 'masticabilidad' que se refiere al número de veces que el alimento debe masticarse para poder ser tragado (Calvo-Arriaga et al., 2010) y de acuerdo con Ruiz et al. (2006) los nopales del cultivar Atlixco son más fáciles de masticar en comparación con otros cultivares.

Cantidad de hojas

El número de hojas (118 a 143) en los nopales para exportación fue en promedio 37 % mayor (p≤0.05) que el de los destinados al mercado nacional; aunque, las variables del tamaño (que determinan parte del área en la que se encuentran las hojas), como la anchura y longitud fueron únicamente 7 y 9 % menores (Cuadros 2 y 3).

Las hojas en los cladodios son estructuras cilíndricas, pequeñas (3 o 4 mm) comparadas con la longitud del nopal, están presentes únicamente en los nopales jóvenes (de algunas semanas), pues son caducas (Flores et al., 2008), y se desprenden en un periodo de 3 a 5 semanas. Esta puede ser la explicación de la cantidad mayor de hojas en los nopales para exportación, pues son significativamente más jóvenes, según lo indican su peso, longitud y anchura que resultaron menores que los destinados al consumo nacional. En la axila de cada una de estas estructuras está una areola, de la que brotan las espinas con el crecimiento del nopal. En la mayoría de las especies de Opuntia, las hojas han sido sustituidas por espinas, lo que disminuye la pérdida de humedad por transpiración (Rodríguez-Félix y Cantwell, 1988).

Composición química del nopal verdura

Hubo diferencias altamente significativas en las variables de composición química entre las clases de nopal, salvo en el contenido de mucílago; entre los grupos de productores también fueron significativas (Cuadro 4). Además, la interacción entre clase de nopal y grupo de productores fue significativa (p≤0.01) para el contenido de humedad y de carotenoides.

Ambas clases de nopal tenían más de 94 % de humedad (Cuadro 5) y estaban dentro de la especificación de la norma mexicana de "... el contenido de agua del producto debe ser mayor a 90 %". La humedad de los nopales reportada por otros autores parece variar en algunas unidades; por ejemplo, los cultivares evaluados por Betancourt-Domínguez et al. (2006) tuvieron 91.5 a 94.2 % de humedad, Rodríguez-Félix y Cantwell (1988) señalaron 92.0 %, y 88.0 a 95.0 % según Mizrahi et al. (1997). Estas diferencias de hasta 7 % en la humedad contrastaron con la diferencia pequeña (0.28 %), pero significativa (p≤0.05) obtenida entre las clases (Cuadro 5). La humedad mayor de los nopales para consumo nacional pudo haber repercutido en los valores mayores de firmeza obtenidos (Cuadro 3).

La diferencia del contenido de humedad entre los nopales puede deberse al tamaño desigual o crecimiento, pues se ha señalado que con éste la humedad aumenta como resultado del desarrollo del parénquima que conduce a un incremento en la capacidad de almacenamiento de agua (Rodríguez Félix y Cantwell, 1988; Meraz-Maldonado et al., 2012). El contenido de agua de los cladodios también puede variar con la disponibilidad de agua del suelo durante el cultivo (Acevedo et al., 1983) y su disminución en los tejidos ocasionada por la pérdida de vapor debida a la transpiración (Kader, 1992), lo que afecta la apariencia del cladodio.

La interacción altamente significativa (p≤0.0001) de esta variable entre la clase de nopal y el grupo de productores (Cuadro 4) confirmó la dependencia del crecimiento de las condiciones de cultivo.

Acidez titulable (AT)

En promedio, las diferencias significativas (p≤0.05) en la AT se detectaron entre las clases (Cuadros 4 y 5). Debido a una interacción altamente significativa (p≤0.0001) entre clase y grupo se realizó un análisis de esta variable entre grupos, la diferencia entre clases fue significativa solo en el grupo PRONACUA. Este resultado indicó que la AT fue una característica estable en los nopales del Grupo Agrícola Ixquitlán; aunque, diferencias en esta característica se atribuyen a la edad del cladodio, el manejo del cultivo, el área de producción y, de manera importante, a la hora en que se realiza el corte (López-Palacios et al., 2010; Meraz-Maldonado et al., 2012). En oposición al Grupo Agrícola Ixquitlán, las diferencias significativas dentro del grupo PRONACUA podrían deberse a diferencias en el área de producción o de la hora de muestreo y análisis, ya que se presentan cambios en la acidez en periodos menores a una hora, debido al metabolismo tipo MAC de los nopales, que se caracteriza por variaciones de la acidez debido a la acumulación de ácidos orgánicos durante la tarde y noche y su degradación acelerada durante el amanecer (Acevedo et al., 1983; Corrales-García et al., 2004). Las diferencias en acidez afectan la calidad gustativa de los nopales y, sin embargo, esta característica no está normalizada (Codex Alimentarius, 2007; Secretaría de Economía, 2013); en relación con el sabor, la norma NMX-FF-068-SCFI-2006 solo señala que los nopales deben "tener sabor y olor característico de la especie y variedad" (Secretaría de Economía, 2013).

La AT mayor de los nopales para consumo nacional fue solo 0.12 % en valor absoluto y 12 % en valor relativo (Cuadro 5). Como se mencionó, la acidez afecta el sabor de los nopales; sin embargo, Calvo-Arriaga et al. (2010) reportaron que la diferencia de acidez fue detectada por un panel evaluador, formado por 100 consumidores, solo cuando la diferencia relativa fue 23 %, indicando que los cultivares Copena V1 y Milpa Alta son significativamente más ácidos (0.1 % en valor absoluto y 23 % en valor relativo) que los cultivares Copena F1 y Tovarito.

Los valores de acidez titulable del presente estudio son mayores que los cuantificados por otros autores. Calvo-Arriaga et al. (2010) obtuvieron valores entre 0.41 y 0.55 % en nopales de los cultivares Milpa Alta, COPENA y Tovarito. Meraz-Maldonado et al. (2012) señalaron que la acidez de los nopales Atlixco varió en dependencia del tamaño durante 6 d de almacenamiento, aquellos con 17 a 22 cm de longitud tuvieron 0.20 % de ácido málico cuando la media general fue 0.16 a 0.80 % en los de 5 hasta 22 cm. Corrales-García et al. (2004) encontraron acidez de 0.28 a 0.76 % en nopales de 10 cultivares cosechados a las 06:00 horas, y para nopales Atlixco fue 0.41 % lo cual favorece su aceptación por un grupo amplio de consumidores, comparados con otros cultivares.

Aunque el contenido de mucílago de los nopales fue diferente entre los grupos, la diferencia entre las clases no fue significativa (p>0.05) (Cuadros 4 y 5). En contraste con la acidez, los nopales del grupo PRONACUA tuvieron una concentración menor de mucílago (2.3 %) que los del Grupo Agrícola Ixquitlán. Las diferencias pueden atribuirse a la época y ambiente de cultivo, pues este grupo de polisacáridos amortigua las fluctuaciones del ambiente y su concentración se modifica por factores como la caída del potencial de agua del suelo (Acevedo et al., 1983). Como en el caso de otros polisacáridos estructurales de nopal, el contenido de mucílago es dependiente del cultivar, la especie, el manejo del cultivo y el ambiente (López-Palacios et al. 2012; Peña-Valdivia et al., 2012).

El contenido de mucílago de los nopales de este estudio (Cuadro 5) estuvo en el intervalo reportado para un grupo de 11 cultivares (3.8 a 8.6 %), y fue ligeramente mayor al del nopal Atlixco (3.8 %) de este grupo (Peña-Valdivia et al., 2012). El contenido de este polisacárido fue similar al de los nopales Cardona de Castilla (de O. streptacantha), San Pedreña (de O. hyptiacantha) y Naranjón Legítimo (O. albicarpa), pero representó alrededor de un tercio del reportado para Atlixco y Copena V1 por López-Palacios et al. (2012); además, fue casi cinco veces menor (19.4 %) que el de los cladodios de Opuntia spp. evaluados por Sepúlveda et al. (2007).

La viscosidad del mucílago en los nopales es una de las características más distintiva del cultivo y uno de los criterios principales de aceptación por los consumidores (López-Palacios et al., 2012; Peña-Valdivia et al., 2012), pues la sensación que generan en la boca es poco agradable para algunos consumidores (Calvo-Arriaga et al., 2010).

Clorofila y carotenoides

Hubo diferencias en el contenido de clorofila total de los nopales entre las clases y los grupos (Cuadro 4). En promedio, en los nopales para consumo nacional la clorofila total fue 5 % mayor que en los destinados a la exportación (Cuadro 6); la diferencia entre las clases fue significativa solo en el grupo PRONACUA (8.52 y 9.35 mg 100 g^-1 en los nopales para consumo nacional y para exportación). Además, en este grupo los contenidos de clorofila a (5.81 para consumo nacional y 6.27 mg 100 g^-1 para exportación) y clorofila b (2.71 para consumo nacional y 3.08 mg 100 g^-1 para exportación) también fueron significativamente diferentes entre las clases. En contraste, los nopales para consumo nacional del Grupo Agrícola Ixquitlán tuvieron contenido promedio similar de clorofila a (5.84 mg 100 g^-1), b (2.69 mg 100 g^-1) y total (8.53 mg 100 g^-1) a los destinados a la exportación.

Los contenidos de clorofila a y b y su variación repercuten en la fotosíntesis y el crecimiento de las plantas. La clorofila b es sintetizada a partir de clorofila a y su función principal es capturar energía luminosa y transferirla a la clorofila a. La sobreacumulación de clorofila b hace a las plantas vulnerables al fotodaño, por exposición a intensidad lumínica alta o baja. En general, el exceso no regulado de clorofila b es deletéreo para las plantas, su incremento y la disminución del índice clorofila a/b en iluminación alta y baja, modifica la cantidad de proteína del complejo cosechador de luz, la captura eficiente de energía solar y la tasa del transporte fotosintético de electrones y esto, a la vez, repercute en la fijación de carbono, síntesis de polisacáridos y acumulación de materia seca (Biswal et al., 2012). Los valores óptimos del índice clorofila a/b de nopal se desconocen; en el presente estudio los valores fueron diferentes (p≤0.05) entre las clases (2.08 para exportación y 2.17 para consumo nacional) y los grupos de productores (en ambos el índice fue menor en los nopales para exportación, 2.03 y 2.14, que para consumo nacional, 2.20 y 2.14). Así, el contenido de clorofila a representó más del doble de la clorofila b en los nopales de las dos clases de ambos grupos. Esta relación es común en varias especies, fue documentada por Guevara et al. (2001) en nopales, y contrasta con lo reportado por Meraz-Maldonado et al. (2012), quienes detectaron un contenido mayor de clorofila b que de clorofila a en nopales con 5 a 21 cm de longitud, y sugirieron que la concentración de ambos pigmentos aumenta con el tamaño del cladodio. La clorofila total de los nopales con déficit severo de humedad disminuyó en el clorénquima de 19.6 a 11.3 mg 100 g^-1 de tejido fresco y en el parénquima de 9.1 a 5.5 mg 100 g^-1 de tejido fresco (Aguilar-Becerril y Peña-Valdivia, 2006). Estos estudios confirman que las diferencias en la concentración de clorofila de los nopales entre las clases es efecto de los factores ambientales durante el desarrollo y de la edad.

La apariencia de los productos hortofrutícolas, que incluye el color, es una de las características importantes para su aceptación por los consumidores (Calvo-Arriaga et al., 2010). En las hortalizas verdes el cambio de color que ocurre durante la senescencia se debe a la degradación de clorofila y síntesis de carotenoides o desenmascaramiento de éstos o ambos (Heaton et al., 1996). Entre los cultivares comerciales de nopal verdura, Atlixco destaca por sus cladodios de color verde oscuro y es uno de los preferidos por los consumidores (Cervantes et al., 2006). Las normas de calidad se refieren a esta característica indirectamente, pues indican que los nopales "deben presentar coloración característica de la variedad" (NMX-FF-068-SCFI-2006, Secretaría de Economía, 2013) y color característico de la especie (Codex Stan 185-1993, Codex Alimentarius, 2007).

El contenido de carotenoides fue significativamente diferente entre las clases y los grupos (Cuadro 5). La interacción entre grupo y clase fue significativa para el contenido de estos pigmentos. Los nopales para exportación presentaron 7 % más carotenoides que los seleccionados para consumo nacional. La interacción altamente significativa entre grupo y clase (p≤0.001) correspondió al contenido menor de carotenoides en los nopales para exportación cultivados por el Grupo Agrícola Ixquitlán. El contenido de carotenoides en los productos hortofrutícolas es de interés por su actividad antioxidante (Jaramillo-Flores et al., 2003) y porque estos pigmentos son precursores de la vitamina A (principalmente el β-caroteno) (Rodríguez-Félix y Cantwell, 1988). Los carotenoides de los nopales son diversos, pues están compuestos por β-caroteno (36 %), luteína (46 %) y criptocianina (18 %) (Jaramillo-Flores et al., 2003). Rodríguez-Félix y Cantwell (1988) observaron un incremento en el contenido de carotenoides de 25 a 44 μg 100 g^-1 en seis etapas del crecimiento de nopales, que coincidió con el aumento de la clorofila total. Betancourt-Domínguez et al. (2006) cuantificaron concentraciones de carotenos totales, obteniendo valores entre 330 y 380 μg g^-1 de tejido fresco, y señalaron que el contenido de β-caroteno depende del cultivar y varía entre 14.5 y 32.5 μg g^-1 de tejido fresco. Otros autores obtuvieron concentraciones de carotenoides entre 200 y 247 μg g^-1 de nopal fresco (Jaramillo-Flores et al. 2003; González-Cruz et al., 2012).

Plaguicidas

La norma mexicana NMX-FF-068-SCFI-2006 (Secretaría de Economía, 2013) indica que los límites del contenido de plaguicidas en el nopal verdura están sujetos a las especificaciones establecidas por la Comisión Federal para la Prevención contra Riesgos Sanitarios (COFEPRIS, 2004) y la lista de plaguicidas autorizados por SENASICA (2012). Pero la COFEPRIS no señala los límites para el uso de ometoato en nopal y tampoco está incluido entre los plaguicidas prohibidos o con uso restringido (COFEPRIS, 2004). La norma Codex Stan 185-1993 para el nopal tampoco especifica la concentración permisible de contaminantes ni de residuos de plaguicidas (Codex Alimentarius, 2007).

El límite máximo de residuos (LMR) es la concentración máxima de residuos de algún plaguicida que recomienda la Comisión del Codex Alimentarius, y se expresa en mg kg^-1 (o ppm) (Codex Alimentarius, 2007). El Centro Nacional de Referencia de Plaguicidas y Contaminantes (CNRPyC) señaló que en el año 2007 los plaguicidas de mayor incidencia en el nopal fueron monocrotofos, ometoato y dimetoato (SENASICA, 2012). En EE.UU. la Agencia de Protección Ambiental (EPA, 2013) autoriza el uso de plaguicidas en nopal, como carbaril, diurón, glifosfato y metaldehído, y restringe el uso de etilclorpirifós, bifentrina y paratión metílico.

El ometoato no está en la lista de productos autorizados (EPA, 2013); el LMR registra 0.5 y 0.05 ppm para glifosato y diurón. La Comunidad Económica Europea no tiene registro de plaguicidas autorizados para nopal verdura, pero para tuna indica los siguientes: clorfevinfos (0.02 ppm), etil clorpirifós (0.05 ppm), diazinon (0.05 ppm), metil clorpirifós (0.05 ppm), paration metílico (0.02 ppm), malatión (0.02 ppm) y paratión (0.05 ppm); así, el valor LMR es propio de cada plaguicida y depende de lo establecido por cada país que autorice su uso (Muller, 2007).

Martínez-Martínez et al. (2012) realizaron un muestreo de nopales entre enero y mayo de 2009 en Otumba, Estado de México, y detectaron residuos de ometoato (0.121 mg kg^-1) y presencia de etil clorpirifós, dimetoato, paratión metílico, malatión y bifentrina; además, confirmaron el uso de ometoato y dimetoato para controlar el trips del nopal (Sericotrips opuntia Hood) entre febrero y abril de 2009. Aldana et al. (2008) encontraron residuos de diazinón, malatión, etil clorpirifós y paratión metílico en nopal fresco, en plantaciones de Hermosillo, Sonora.

La inocuidad alimentaria se puede entender como la implementación de medidas para reducir los riesgos provenientes de contaminantes biológicos, químicos y físicos para proteger la salud de los consumidores (Roberts, 1999). Los gobiernos de los países importadores establecen regulaciones estrictas para los productos importados y exigen el cumplimiento de las normas de calidad, para evitar riesgos en la salud de los consumidores (Avendaño et al., 2007). La inocuidad es un aspecto importante para el consumo de nopal, tanto el producido para exportación, en el que se tiene cuidado especial con la restricción del uso de plaguicidas y la calidad, como el producido para el mercado nacional, aunque en este caso el uso de plaguicidas parece estar menos controlado. El nopal no está en la lista de cultivos con restricción del uso de plaguicidas autorizados (COFEPRIS, 2004), ni en el catálogo de plaguicidas de uso agrícola de SENASICA (2012). El destino principal de las exportaciones de nopal verdura mexicano es EE.UU. Al respecto, en 1998 el Departamento de Salud y Servicios Humanos (HHS), en coordinación con la Administración de Medicamentos y Alimentos (FDA) y el Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA), publicó la guía para la minimización del riesgo de contaminación microbiana en frutas y hortalizas frescas, en ella están las directrices de inocuidad alimentaria para hortalizas (Avendaño et al., 2007). Aunque el principal requisito para su exportación es que los nopales estén libres de residuos de plaguicidas, no figuran en las listas de los cultivos principales de las agencias o secretarías encargadas de las regulaciones en materia de plaguicidas. Los estudios de reportes de residuos indican un uso relativamente común de estos agentes (Aldana et al., 2008).

CONCLUSIONES

La selección subjetiva de las dos clases de nopal verdura por los productores de las zonas de estudio está relacionada con características físicas y composicionales que permiten clasificar objetivamente los nopales para consumo nacional o exportación. Estas características difieren de acuerdo al destino del producto, así los destinados a la exportación tienen valores menores en peso, longitud, anchura, grosor basal y apical, humedad, firmeza y acidez que lo destinados al consumo nacional.

Los productores incluidos en el estudio mantienen la calidad fitosanitaria como una de las principales características del nopal verdura para exportación y consumo nacional; además, sus huertas cumplen con la restricción del uso de plaguicidas y agroquímicos.

LITERATURA CITADA

Acevedo, E., I. Badilla, and P. S. Nobel. 1983. Water relations, diurnal acidity changes and productivity of a cultivated cactus, O. ficus-indica. Plant Physiol. 72: 775-780.         [ Links ]

Agrolab. 2013 http://www.agrolab.com.mx (Consulta: abril 2013).

Aguilar-Becerril, G., y C. B. Peña-Valdivia. 2006. Alteraciones fisiológicas provocadas por sequía en nopal (Opuntia ficus-indica). Rev. Fitotec. Mex. 29: 231-237.         [ Links ]

Aguilar-Sánchez, L., M. A. Martínez-Damián, A. F. Barrientos-Priego, N. Aguilar-Gallegos, y C. Gallegos-Vásquez. 2007. Potencial de oscurecimiento enzimático de variedades de nopalito. J. Prof. Assoc. Cactus Develop. 9: 165-184.         [ Links ]

Aldana M. M. L., M. del C. García M., G. Rodríguez O., M. I. Silveira G., y A. I. Valenzuela Q. 2008. Determinación de insecticidas organofosforados en nopal verdura fresco y deshidratado. Rev. Fitotec. Mex. 31: 133-139.         [ Links ]

Álvarez, A., and Peña-Valdivia, C. B. 2009. Structural polysaccharides in xoconostle (Opuntia matudae) fruits with different ripening stages. J. Prof. Assoc. Cactus Develop. 11: 26-44.         [ Links ]

AOAC. 1990. Official method of analysis. 15th ed. Association of Official Analytical Chemists. Washington, D. C. 1141 p.         [ Links ]

Avendaño, R. B. D, R. Schwentesius, y S. Lugo M. 2007. La inocuidad alimentaria en la exportación de hortalizas mexicanas a Estados Unidos. Comercio Exterior 57: 6-18.         [ Links ]

Betancourt-Domínguez, M. A., T. Hernández-Pérez, P. García-Saucedo, A. Cruz-Hernández, and O. Paredes-López. 2006. Physico-chemical changes in cladodes (nopalitos) from cultivated and wild cacti (Opuntia spp.). Plant Foods Hum. Nutr. 61: 115-119.         [ Links ]

Biswal, A. K., G. K. Pattanayak, S. S. Pandey, S. Leelavathi, V. S. Reddy, Govindjee, and B. C. Tripathy. 2012. Light intensity-dependent modulation of chlorophyll b biosynthesis and photosynthesis by overexpression of chlorophyllide a oxygenase in tobacco. Plant Physiol. 159: 433-449.         [ Links ]

Calvo-Arriaga, A. O., A. Hernández-Montes, C. B. Peña-Valdivia, J. Corrales-García, and E. Aguirre-Mandujano. 2010. Preference mapping and rheological properties of four nopal (Opuntia spp.) cultivars. J. Prof. Assoc. Cactus Develop. 12: 127-142.         [ Links ]

Cervantes-Herrera, J., J. A. Reyes-Agüero, C. Gallegos-Vázquez, R. Férnández-Montes, C. Mondragón-Jacobo, J. C. Martínez-González, and J. Luna-Vázquez. 2006. Mexican cultivars of Opuntia ficus-indica (L.) Mill. with economic importance. Acta Horticulturae 728: 29-36.         [ Links ]

COFEPRIS (Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios). 2004. Catálogo de plaguicidas. CICOPLAFEST. SSA, SAGARPA, SEMARNAT, SE. México, D.F.         [ Links ]

Codex Alimentarius, 2007. Codex Stan 185-1993, Fresh fruits and vegetables. World health organization. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Roma.         [ Links ]

Corrales-García, J., C. B. Peña-Valdivia, Y. Razo-Martínez, and M. Sánchez-Hernández. 2004. Acidity modification associated to hour of the day of cut and elapsed time since harvest, and pH-buffer capacity in nopalitos (Opuntia spp.). Postharvest Biol. Tec. 32: 169-174.         [ Links ]

EPA. 2013. Title 40: Protection of Environment. Code of Federal Regulations. United States Environmental Protection Agency. Electronic code of federal regulations. En Línea: http://www.ecfr.gov/cgi-bin/text-idx?c=ecfr&sid=1c8cd959ef0d373fb7620f42c8445cca&tpl=/ecfrbrowse/Title40/40cfr180_main_02.tpl (Consulta: abril 2013).         [ Links ]

Flores, V. C. A., G. Aranda O., y P. Ponce J. 2008. Uso del nopal en la reforestación y conservación de suelos. VI Simposium taller producción y aprovechamiento del nopal en el noreste de México. Rev. Salud Pública Nutr. 5: 198-210.         [ Links ]

González-Cruz, L., S. Filardo-Kerstupp, L. A. Bello-Pérez, N. Güemes-Vera, and A. Bernardino-Nicanor 2012. Carotenoid content, antioxidant activity and sensory evaluation of low-calorie nopal (Opuntia ficus-indica) marmalade. J. Food Process. Preserv. 36: 267-275.         [ Links ]

Guevara, J. C., E. M. Yahia, and E. Brito de la Fuente. 2001. Modified atmosphere packaging of prickly pear cactus stems (Opuntia spp.) Lebensm. Wiss. Technol. 34: 445-451.         [ Links ]

Harker, F. R., R. J. Redgwell, I. C. Hallett, S. Murray, and G. Carter. 1997. Texture of fresh fruit. Horticultural Rev. 20: 121-224.         [ Links ]

Heaton, J. W., R. Y. Yada, and A. G. Marangoni. 1996. Discoloration of coleslaw is caused by chlorophyll degradation. J. Agr. Food Chem. 44: 395-398.         [ Links ]

Jaramillo-Flores, M. E., L. González-Cruz, M. Cornejo-Mazón, L. Dorantes-Álvarez, G. F. Gutiérrez-López, and H. Hernández-Sánchez. 2003. Effect of thermal treatment on the antioxidant activity and content of carotenoids and phenolic compounds of cactus pear cladodes (Opuntia ficus indica). Food Sci. Technol. 9: 271-278.         [ Links ]

Kader, A. A. 1992. Postharvest technology of horticultural crops. University of California, Special publication 3311, Oakland, CA.         [ Links ]

López-Palacios, C., C. B. Peña-Valdivia, J. A. Reyes-Agüero, and A. I. Rodríguez-Hernández. 2012. Effects of domestication on structural polysaccharides and dietary fiber in nopalitos (Opuntia spp.). Gen. Res. Crop Evol. 59: 1015-1026.         [ Links ]

Martínez-Martínez, T.O., M.E. Ramírez-Guzmán, S. Anaya-Rosales, M.L. Arévalo-Galarza., G. Leyva-Ruelas. 2012. Estimación del nivel de calidad de dos sistemas de producción de nopal verdura (Opuntia sp.). Agrociencia 46: 567-578.         [ Links ]

Martínez-Vidal, J. L., F. J. Arrebola-Liébanas, M. J. González-Rodríguez, A. Garrido-Frenich, and J. L. Fernández-Moreno. 2006. Validation of a gas chromatography/triple quadrupole mass spectrometry based method for the quantification of pesticides in food commodities. Rapid Commun. Mass Spectrom. 20: 365-375.         [ Links ]

Meraz-Maldonado, N., S. Valle-Guadarrama, J. Hernández-Morales, S. Anaya-Rosales, J. C. Rodríguez-Maciel, and G. Leyva-Ruelas. 2012. Quality of three sizes of prickly pear cactus stems (Opuntia ficus indica L. 'Atlixco'). Afr. J. Agric. Res. 7: 4512-4520.         [ Links ]

Mizrahi, Y., A. Nerd, and P. S. Nobel. 1997. Cacti as crops. Hort. Rev. 18: 291-320.         [ Links ]

Muller, E. 2007. Establishment of maximum residue levels for minor uses. Bulletin OEPP/EPPO Bulletin. 37: 215-218.         [ Links ]

Peña-Valdivia, C. B., C. Trejo L, V. B. Arroyo-Peña, A. Sánchez U., and R. Balois M. 2012. Diversity of unavailable polysaccharides and dietary fiber in domesticated nopalito and cactus pear fruit (Opuntia spp.). Chem. Biodivers. 9: 1599-1610.         [ Links ]

Reyes-Agüero, J. A., J. R. Aguirre R., and H. M. Hernández. 2005. Systematic notes and a detailed description of Opuntia ficus-indica (L.) Mill. (Cactaceae). Agrociencia 39: 395-408.         [ Links ]

Reyes-Agüero, J.A., J.R. Aguirre R., F. Carlín C., A. González D. 2009. Catálogo de las principales variantes silvestres y cultivadas de Opuntia en la Altiplanicie Meridional de México. UASLP., SAGARPA y CONACYT San Luis Potosí, S.L.P. México. 350 p.         [ Links ]

Roberts, D. 1999. Analyzing technical trade barriers in agricultural markets: challenges and priorities. Agribusiness 15: 335-354.         [ Links ]

Rodríguez-Félix, A., and M. Cantwell. 1988. Developmental changes in composition and quality of prickly pear cactus cladodes (nopalitos). Plant Food Hum. Nutr. 38: 83-93.         [ Links ]

Rodríguez-Félix, A. 1999. Fisiología y tecnología postcosecha de nopalitos. Memoria del VIII Congreso Nacional y VI Internacional sobre conocimiento y aprovechamiento del nopal. Universidad Autónoma de San Luis Potosí. pp: 211-227.         [ Links ]

Ruiz Pérez-Cacho, M. P., H. Galán-Sevilla, J. Corrales G., and A. Hernández M. 2006. Sensory characterization of nopalitos (Opuntia spp.). Food Res. Int. 39: 285-293.         [ Links ]

Secretaría de Economía. 2013. Catálogo de normas mexicanas. http://www.economia-nmx.gob.mx/normasmx/index.nmx (Consulta: abril 2013).         [ Links ]

Sepúlveda, E., C. Saénz, and E. Aliaga; C. Aceituno. 2007. Extraction and characterization of mucilage in Opuntia spp. J. Arid Environ. 68: 534-545.         [ Links ]

SENASICA (Servicio Nacional de Sanidad, Inocuidad y Calidad Agroalimentaria). 2012. Listado de plaguicidas de uso agrícola. http://www.senasica.gob.mx (Consulta: abril 2013).         [ Links ]

Stintzing, F. C., and R. Carle. 2005. Cactus stems (Opuntia spp.): A review on their chemistry, technology, and uses. Mol. Nutr. Food Res. 49: 175-194.         [ Links ]

Toivonen, P. M. A., and D. A. Brummell. 2008. Biochemical bases of appearance and texture changes in fresh-cut fruit and vegetables. Postharv. Biol. Tec. 48: 1-14.         [ Links ]