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Acta bioquímica clínica latinoamericana

Print version ISSN 0325-2957On-line version ISSN 1851-6114

Acta bioquím. clín. latinoam. vol.42 no.2 La Plata Apr./June 2008

 

BIOQUÍMICA CLÍNICA

Mieles checas categorizadas según su actividad antioxidante

Czech honey categorized according to their antioxidant activity

Patricia Vit1, María Gabriela Gutiérrez2, Dalibor Titera3, Michael Bednar4, Antonio Jesús Rodríguez-Malaver5

1. PhD Ciencias Biológicas, Apiterapia y Bioactividad, Departamento Ciencia de los Alimentos, Facultad de Farmacia y Bioanálisis, Universidad de Los Andes, Mérida, Venezuela.
2. Estudiante de Farmacia, Facultad de Farmacia y Bioanálisis, Universidad de Los Andes, Mérida, Venezuela.
3. Ingeniero Agrícola, Bee Research Institute at Dol, Lib´`cice, Czech Republic.
4. Ingeniero Químico, Bee Research Institute at Dol, Lib´`cice, Czech Republic.
5. PhD, Laboratorio de Bioquímica Adaptativa, Departamento de Medicina, Facultad de Medicina, Universidad de Los Andes, Mérida, Venezuela.

Resumen

La bioactividad de la miel de abejas ha sido aplicada en apiterapia tradicional y moderna. El origen botánico ocasiona variaciones en los principios activos y en el color de este producto, desde incoloro y blanquecino hasta marrón oscuro en la escala ámbar. Se evaluó la actividad antioxidante total (AAT) de 50 mieles enviadas al servicio de Análisis Químico del Instituto de Investigaciones Apícolas en Dol, República Checa, con el método del catión radical ABTS·+. Se encontraron las siguientes variaciones de AAT (µmoles equivalentes Trolox) para 22 mieles florales (60,12-287,55), 15 mieles de mielada (53,71-280,04) y 13 mieles mixtas (43,55-290,35). La AAT no varió significativamente según el origen botánico de las mieles, pero fue directamente proporcional al color y al contenido de flavonoides y de polifenoles. Se sugiere una clasificación de mieles según su contenido bajo, medio o alto de AAT.

Palabras clave: Actividad antioxidante; Clasificación actividad antioxidante total; Miel de abejas; Flavonoides; Polifenoles; Color; Origen botánico; Mielada; República Checa

Summary

The bioactivity of honey has been used in traditional and modern apitherapy. The botanical origin of honey causes variations in this product's active principles and color, from almost colorless whitish to dark brown in the amber scale. The total antioxidant activity (TAA) of 50 honeys sent to the service of Chemical Analysis of the Institute of Apicultural Investigations in Dol, Czech Republic, was evaluated by the method of the radical cation ABTS·+. The following variations of AAT (µmols Trolox equivalent) were found for 22 floral honeys (60.12-287.55), 15 honeydew honeys (53.71-280.04) and 13 mixed honeys (43.55-290.35). The TAA did not vary significantly according to the botanical origin but was directly proportional to color and content of flavonoids and polyphenols. A classification of honey according to its low, medium and high TAA is suggested.

Key words: Antioxidant activity; Classification total antioxidant; Honey; Flavonoids; Polyphenols; Color; Botanical origin; Honeydew honey; Czech Republic

INTRODUCCIÓN

Las especies reactivas del oxígeno (ROS, del inglés reactive oxygen species) pueden ser radicales libres como el radical hidroxilo (OH·) y el anión superóxido (O2), y otras especies como el peróxido de hidrógeno (H2O2) y el oxígeno singlete (1O2*). Los radicales libres pueden producir alteraciones genéticas sobre las células que se dividen continuamente, contribuyendo a aumentar el riesgo de cáncer por mutaciones genéticas y a la aparición de enfermedades asociadas con el proceso de envejecimiento tales como el Alzheimer, trastornos cardiovasculares, cataratas y otras alteraciones. Las situaciones que aumentan la producción de radicales libres son: 1. Factores exógenos como la exposición diaria al humo, alcohol, insecticidas, radiaciones ionizantes, productos de limpieza, sol, etc. 2. Factores endógenos como el consumo de frituras, parrillas, ejercicio extremo, estrés, etc. (1) Ante los daños fisiológicos causados por los radicales libres, el organismo ha desarrollado mecanismos de protección basados en sistemas antioxidantes (glutatión y a-tocoferol en la membrana) y en la ingesta dietaria de antioxidantes (vitaminas, minerales, flavonoides y carotenoides).
En la práctica, se conoce como actividad antioxidante total (AAT) o capacidad antioxidante total (CAT) a la medición analítica de concentraciones de radicales de diferente naturaleza en un sistema oxidativo controlado (AAPH generador de radicales libres 2,2 azo bis-(2-amidino propano) dihidrocloruro, ABTS•+ catión radical 2,2-azino bis-(3-etilbenzotiazolin-6-sulfonato), DMPD• radical N,N-dimetil-p-fenilendiamina, DPPH• radical 2,2-difenilo-1-picril-hidrazilo). Sin embargo, no existe el análisis ideal para evaluar el concepto de actividad antioxidante; por ello, se emplean análisis combinados para asistir en la interpretación de los resultados. Inclusive se ha propuesto un índice electroquímico para evaluar la actividad antioxidante (2). Cada análisis de AAT se refiere a la actividad de sustancias de bajo peso molecular pero excluye las contribuciones de las enzimas y de las proteínas enlazantes de metales. En general, la AAT disminuye en condiciones asociadas con el estrés oxidativo y aumenta con la presencia de antioxidantes que rompen la cadena oxidativa (3).
Los antioxidantes son un conjunto heterogéneo de sustancias formado por vitaminas (A, E, C), minerales (cobre, hierro, manganeso, selenio, zinc), pigmentos naturales (flavonoides, carotenoides), coenzimas (Q), enzimas (catalasas, oxidasas) y otros compuestos (ácido lipoico), que bloquean el efecto dañino de los radicales libres, por ello la importancia del estudio de la capacidad antioxidante de los medicamentos y de los alimentos (4). Los antioxidantes son efectivos a bajas concentraciones y se obtienen principalmente de la dieta, encontrándose en su mayoría en los alimentos vegetales y sus derivados, lo cual explica parte de las acciones saludables de frutas, legumbres, hortalizas, cereales integrales, vino, té, miel de abejas. Por otra parte, las células tienen en sus funciones la producción natural de antioxidantes endógenos que favorecen al organismo en la defensa ante agresiones externas y retrasan el envejecimiento.
La miel de abejas contiene antioxidantes (5) y su actividad antioxidante ha sido comparada con la del ácido úrico (6), potente antioxidante en los seres vivos (7). El néctar de las flores y la mielada producida por los áfidos contienen polifenoles, flavonoides y ácidos fenólicos que participan en el sistema antioxidante de la miel de abejas (5)(8)(9). Además de esto, la miel presenta una variedad de compuestos nitrogenados (alcaloides, derivados de la clorofila, aminoácidos y aminas), carotenoides y vitamina C, que son ampliamente conocidos por su actividad antioxidante (10-13). La base de datos sobre el contenido de flavonoides producida por la USDA (14), es una referencia oficial para el contenido de flavonoides por 100 g de miel de abejas, con las flavonas apigenina (0,05 mg) y luteolina (0,63 mg), y los flavonoles isoramnetina (0,17 mg), kaempferol (0,11 mg), miricetina (1,03 mg) y quercetina (0,51 mg).
Según Re et al. (15) el método del catión radical ABTS·+ presenta las siguientes ventajas: 1. El catión radical del ABTS se genera directamente sin necesidad de que se forme un radical intermediario. 2. El catión radical es preformado antes de añadir al sistema el antioxidante a ensayar en vez de generarse continuamente en presencia del antioxidante 3. Es aplicable tanto a sistemas antioxidantes lipofílicos como hidrofílicos. Los objetivos del presente trabajo fueron: a) Medir la AAT de 50 mieles checas de origen botánico conocido (floral, mielada, mixto) con el método del radical libre ABTS·+ , b) Sugerir cuáles factores podrían causar variaciones de la AAT de la miel de abejas y c) Categorizar las mieles según su valor de AAT.

MATERIALES Y MÉTODOS

Muestreo
Las mieles analizadas fueron suministradas por el Servicio de Análisis Químicos del Instituto de Investigaciones Apícolas en Dol, República Checa, en el año 2006. Se recibieron 50 mieles, de las cuales 22 eran florales, 15 de mielada y 13 mixtas.

Dilución de las mieles
Se pesaron exactamente (0,10±0,01) g de miel y se diluyeron en un volumen final de 1 mL con etanol (Merck) al 20% (v/v). Las mieles se mantuvieron en condiciones de oscuridad antes de realizar la dilución.

Determinación de la actividad antioxidante
Se preparó una solución de ABTS (Sigma-Aldrich) 7 µmoles en persulfato de amonio (IQE, Industrias Químicas Erba) 4,9 µmoles mezclando ambos reactivos en una proporción de 1:1. Esta mezcla se dejó en reposo tapada con papel aluminio durante un tiempo mínimo de 16 horas antes de comenzar las determinaciones. La solución de ABTS se diluyó hasta alcanzar una absorbancia comprendida entre 0,6 y 0,7 a 734 nm, lo cual se logró mezclando aproximadamente 40 µL de la solución de ABTS y 960 µL de etanol (Merck) al 20% (v/v). Luego, a esta dilución se le agregaron 10 µL de la solución de miel 10% (p/v), se agitó rápidamente y se midió el cambio de absorbancia a los 6 min de reacción y se calculó el porcentaje de decoloración = (D.O.control-D.O. miel) x 100/D.O. control (15). La curva de calibración se preparó para las concentraciones de 0,625, 1,25 y 2,5 µmoles con Trolox (Sigma-Aldrich).

Determinación del color
El color se determinó utilizando el colorímetro Hanna Honey Color 221 (Woonsocket, Rhode Island, EE.UU.). Este equipo se calibró con glicerina y las lecturas de color se realizaron por duplicado en mieles líquidas y sin burbujas, en mm Pfund. Las mieles cristalizadas se calentaron hasta la desaparición de los cristales, antes de realizar la medición de color. A continuación se indican los siete estándares de color para mieles del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos USDA (16), con sus equivalencias en mm Pfund: 1. Blanco agua (<8). 2. Extra blanco (>8 a <17). 3. Blanco (>17 a <34). 4. Ámbar extra claro (>34 a >;50). 5. Ámbar claro (>50 a >;85). 6. Ámbar (>85 a >;114). 7. Ámbar oscuro (>114).

Determinación del contenido de polifenoles
Se midió con el método de Singleton et al. (17) utilizando el reactivo Folin-Ciocalteu (Sigma) y se reporta como mg equivalentes de ácido gálico (Sigma) (EAG)/100 g miel.

Determinación del contenido de flavonoides totales
Se determinó según el método de Woisky y Salatino (18) utilizando una solución de cloruro de aluminio (Merck) al 20% (p/v) en etanol (Merck) al 95% v/v y se expresó como mg equivalentes de quercetina (Sigma) (EQ)/100 g miel.

Análisis estadístico
Los cálculos de las medias, las desviaciones estándar, las curvas de calibración y las determinaciones de r se realizaron con el software Excel versión 4.0.
El análisis estadístico para relacionar la AAT de la miel con su origen botánico, se realizó por ANOVA una vía, con comparación de medias por la prueba post hoc Duncan utilizando el software SPSS versión 12.0. Se indican las diferencias significativas para p<0,05. También se determinó el coeficiente de correlación de Pearson entre la AAT y el color, el contenido de flavonoides y de polifenoles.

RESULTADOS

Actividad antioxidante según el origen botánico de la miel
Los valores y los estadísticos de AAT obtenidos para cada grupo de miel se indican en la Tabla I. Todas las mieles de abeja analizadas presentaron actividad antioxidante total, la cual varió entre 43,55 y 290,35 µmoles equivalentes Trolox/100 g miel; sin embargo, no hubo diferencias estadísticamente significativas entre las AAT de mieles florales, de mielada y mixtas.
A fin de explorar cómo representar categorías de mieles según su AAT, los resultados obtenidos se procesaron nuevamente para observar histogramas de frecuencia, planteados para cada categoría de AAT donde se graficaron los grupos de miel estudiados (floral, mielada, mixta). En la Tabla II se sugiere una clasificación de las mieles en tres grupos de actividad antioxidante total en rangos de 100 µmoles equivalentes Trolox para las siguientes categorías: 1. AAT baja. 2. AAT media. 3. AAT alta.

En la Figura 1 se graficaron los porcentajes de cada grupo de miel según su origen botánico (floral, mielada, mixta) para las diferentes clases de AAT (baja, media, alta).

Tabla I. Actividad antioxidante total de mieles checas según su origen botánico.

Tabla II. Clasificación de mieles según su AAT.


Figura 1. Distribución de mieles florales, de mielada y mixtas en categorías de AAT.

Color según el origen botánico de la miel
En la Tabla III se presenta el color en los tres grupos de mieles estudiadas. Las mieles de mielada y las mieles mixtas resultaron ligeramente más oscuras que las mieles florales, pero no se encontraron diferencias significativas entre los tres grupos de mieles. Los valores mínimos y máximos variaron entre la categoría de mieles claras 3 (blanco) hasta la categoría 7 (ámbar oscuro).
En la Tabla IV se muestra que el contenido de flavonoides de las mieles fue mayor en las mieles de mielada que en las mieles mixtas, y las mieles florales resultaron con valores intermedios.
En la Tabla V se puede observar que las diferencias entre el contenido de polifenoles de los tres grupos de mieles, no fueron estadísticamente significativas.
Los coeficientes de correlación de Pearson entre la actividad antioxidante de las mieles y su contenido de flavonoides (r=0,649), su contenido de polifenoles (r=0,619) y su color (r=0,462) fueron significativos (p=0,01).

Tabla III. Color de mieles checas según su origen botánico.

Tabla IV. Contenido de flavonoides según el origen botánico de la miel.

Tabla V. Contenido de polifenoles según el origen botánico de la miel.

DISCUSIÓN

En la Tabla I se puede observar que los valores extremos de AAT se obtuvieron en las mieles mixtas, con el mínimo y el máximo total. El promedio de AAT fue mayor en la miel de mielada (125,89) en comparación con la miel mixta (113,01) y la miel floral (121,56); sin embargo, no hubo diferencia significativa entre los tres grupos de mieles.
Debido a que las abejas visitan una gran diversidad de especies vegetales para obtener el néctar, es de esperar que muchas de las propiedades de la miel presenten una alta variabilidad. La composición química (contenido de azúcares individuales, cenizas, nitrógeno, contenido de metales) de la miel de abejas puede variar según la especie floral que se utiliza como fuente del néctar (5). Además, las propiedades antioxidantes de la miel están relacionadas con su color y contenido de humedad, ya que muchos de los pigmentos que contiene (tales como carotenoides y flavonoides) presentan actividad antioxidante y el contenido de agua de la miel puede determinar el grado de acumulación de compuestos antioxidantes solubles en agua. Estos factores pueden ser los responsables de las variaciones en AAT encontradas en las mieles analizadas (43,55-290,35 µmoles equivalentes Trolox/100 g miel). En ese detallado estudio con 19 mieles uniflorales se utilizó el método de DPPH y se obtuvieron valores de AAT (10-5 µeq) comprendidos entre 21,3 y 432,0 (5). Si bien no se pueden comparar los resultados absolutos obtenidos por dos métodos diferentes, sí es importante resaltar que dependiendo del tipo de flor visitada, la AAT de una miel floral puede variar en un factor de 20. En el presente trabajo con mieles florales checas, la AAT evaluada con el método del ABTS varió en un factor de 5, y posiblemente esta variación esté relacionada con tipos de miel floral. En las mieles mixtas la variación fue mayor y alcanzó un factor de 7.
La forma de presentación de los resultados en la Figura 2 permite apreciar: 1. Una clasificación de mieles en tres clases de AAT. 2. Los tres grupos de mieles estuvieron presentes en todas las clases de AAT. 3. En la clase de AAT baja hubo más mieles florales y mixtas. 4. En la clase de AAT media hubo similar número de mieles florales y de mielada. 5. En la AAT alta hubo representación similar de los tres grupos de miel. 6. En todas las mieles analizadas, las mieles con AAT baja y media son más frecuentes que las mieles con AAT alta.
Esta clasificación preliminar podría complementarse con valores de AAT menos frecuentes, pero que también ocurren en las mieles. Por ejemplo, existen mieles pro-oxidantes con AAT <1 y mieles con AAT muy alta >300, previamente analizadas en el Laboratorio de Bioquímica Adaptativa de la Universidad de Los Andes. En una propuesta ampliada, en la Tabla VI se presenta una clasificación más extensa, con ocho categorías de mieles según su AAT.
En esa tabla se incluyen dos grupos extremos de mieles pro-oxidantes y mieles con valores de AAT mayores a 300 µmoles equivalentes de Trolox/100 g miel, los cuales no fueron detectados en el presente trabajo pero sí en mediciones previas. El estudio de la actividad antioxidante tiene además la utilidad que podría en un futuro muy cercano servir como un parámetro complementario para caracterizar las mieles y detectar sus fraudes. Además, el valor de AAT podría indicarse en la etiqueta de la miel para informar al consumidor, al menos en mieles con uso medicinal.
La AAT resultó ser directamente proporcional al color de las mieles, a su contenido de flavonoides y de polifenoles, lo cual coincide con observaciones previas (5)(19)(20). Así, las mieles oscuras suelen ser más antioxidantes (21). Si bien el calentamiento de las mieles aumenta el contenido de hidroximetilfurfural, normado con un máximo de 40 mg HMF/kg miel, y disminuye la actividad de la diastasa normada con un mínimo de 8 unidades Schade (22); también aumenta la actividad antioxidante de la miel (23). Aún no se han identificado los agentes antioxidantes que aumentan la bioactividad de la miel sometida a un calentamiento controlado, pero se han asociado con productos de la reacción de Maillard (24).
En un estudio con mieles chilenas, la AAT evaluada con el método ORAC utilizando el sustrato AAPH, no se correlacionó con su contenido de flavonoides medido por HPLC (25); en ese trabajo el contenido de polifenoles resultó generalmente inferior al de flavonoides, lo cual no se explica. La falta de correlación se atribuyó a la gran variabilidad en la composición fenólica de las mieles, observada en mieles producidas en numerosos países (26-28).
Las tres categorías de AAT sugeridas para miel de abejas podrían utilizarse para predecir aplicaciones industriales y medicinales, como: 1. El uso de la miel como alternativa natural para retardar la oxidación lipídica en productos cárnicos (24)(29)(30). 2. Mieles cicatrizantes capaces de modular la producción y la de radicales libres, necesarias para sanar heridas crónicas (31). 3. Complemento dietario como fuente de flavonoides y de polifenoles para mantener o mejorar la salud (32).
Junto con los atributos antioxidantes de los flavonoides y de los polifenoles, también es necesario considerar la controversia que asocia incrementos de la capacidad antioxidante del plasma al efecto metabólico de la ingesta de fructosa, la cual incrementa la concentración plasmática del antioxidante metabólico urato (33)(34). En estudios in vitro utilizando como control una miel artificial elaborada con 40 g de fructosa, 30 g de glucosa, 8 g de maltosa y 2 g de sacarosa, composición de azúcares sugerida por Taormina et al. (21), se encontró que la miel artificial posee entre 40 y casi 60% de la actividad antioxidante de la miel de abejas evaluada con tres métodos (porcentaje de inhibición del anión superóxido y del radical hidroxilo, y degradación del benzoato) (35). Con estas observaciones, parece necesario considerar que además de las correlaciones positivas entre la actividad antioxidante de la miel de abejas con su contenido de flavonoides y de polifenoles, existe un componente de base, conferido por los azúcares que representan aproximadamente el 80% de la miel, y el 20% de agua donde se disuelven.

Tabla VI. Clasificación ampliada de mieles según su AAT (µmoles equivalentes Trolox/100 g miel).

CONCLUSIONES

Se puede concluir que las 50 mieles checas analizadas presentaron actividad antioxidante. Los valores promedio de AAT (µmoles equivalentes Trolox) presentaron un amplio rango de variación dentro de cada grupo de miel en particular: floral (60,12-287,55), de mielada (53,71-280,04) y mixta (43,55-290,35); no obstante, según el análisis estadístico realizado no existen diferencias significativas en la AAT según el origen botánico. El color de las mieles varió entre 22 y 120 mm Pfund, el contenido de flavonoides varió entre 1,90 y 15,74 mg EQ/100 g miel, y el contenido de polifenoles varió entre 47,39 y 265,49 mg EAG/100 g miel. Estos tres parámetros se correlacionaron positivamente con los valores de actividad antioxidante de la miel. Se sugiere una clasificación de mieles según su contenido de AAT baja, media y alta, con la finalidad de predecir su uso medicinal y tecnológico junto con los estándares de calidad oficiales. Los resultados de AAT en mieles checas, obtenidos con el método del ABTS, permiten iniciar una base de datos para comparar su actividad antioxidante con diferentes métodos complementarios (DPPH, ORAC, DMPD, FRAP, etc.).

Agradecimientos

Al CDCHT-ULA por financiar el proyecto de investigación FA-405-07-03-F.

Correspondencia

PROF. PATRICIA VIT
Apiterapia y Bioactividad
Departamento Ciencia de los Alimentos
Facultad de Farmacia y Bioanálisis
Universidad de Los Andes, Mérida, Venezuela
E-mail: vit@ula.ve

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Aceptado para su publicación el 8 de abril de 2008

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