ARTÍCULOS

Propiedades bioactivas y nutricionales del polen apícola de la provincia del Chubut, Argentina

 

Aloisi, P.V.¹; Ruppel, S.¹

¹Laboratorio de Palinología y Control de Calidad de Mieles y Productos Apícolas, FCN (UNPSJB), Roca 115, 9100 Trelew, Argentina.
Correo electrónico: piaaloisi@gmail.com

Recibido el 14 de julio de 2014
Aceptado el 10 de diciembre de 2014
Publicado online el 10 de diciembre de 2014

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RESUMEN

El polen recolectado por las abejas es un producto apícola usado en la dieta humana por su alto valor nutricional y por ser un alimento balanceado. El polen comercializado consiste en una mezcla de pólenes de distinto origen botánico, néctar y secreciones de las abejas. Este producto de la colmena, rico en azúcares, lípidos y compuestos polifenólicos, principalmente flavonoides, presenta, además, propiedades bioactivas tanto farmacológicas como antioxidantes. El objetivo de este trabajo fue determinar la composición nutricional y la actividad antioxidante del polen apícola proveniente de las zonas melíferas más importantes de la provincia del Chubut: la región cordillerana y la región del valle inferior del río Chubut (VIRCH). Para determinar el contenido proteico se empleó el método de Bradford y los valores fueron expresados en % (g proteínas/100 g polen seco). Las cantidades de polifenoles totales y flavonoides fueron determinadas mediante los métodos de Folin-Ciocalteu y la técnica espectrofotométrica de nitrato de aluminio [Al(NO3)3] respectivamente. La capacidad antioxidante fue evaluada empleando la técnica del radical libre 1,1-difenil-2 picrilhidracilo (DPPH*). El contenido de proteínas presentó un valor medio de 20,2%. Los contenidos de polifenoles totales y flavonoides para las dos regiones melíferas oscilaron entre 50,5 mg y 163,9 mg de ácido gálico (GAE)/ g de polen seco y 10,3 mg y 65,6 mg de rutina (RE)/ g de polen seco. La actividad antirradicalaria en los extractos polínicos de ambas zonas fue alto y el EC50 varió entre 0,34 mg/ml y 5,82 mg/ml. La mayor capacidad antioxidante correspondió al polen apícola de la región del VIRCH, la cual también presentó un alto contenido de compuestos fenólicos.

Palabras claves: Antioxidantes; Bradford; Proteínas; Patagonia argentina.

ABSTRACT

Pollen collected by bees is a beekeeping product used in human diet for its high nutritional value and for being a balanced food. It consists in a mixture of pollen with different botanical origin, nectar and bee secretions. This beehive product rich in sugars, lipids and polyphenolic compounds, mainly flavonoids, has also bioactive properties such as pharmacological and antioxidant. The aim of this study was to determine the nutritional composition and antioxidant activity of bee pollen from the most important apicultural areas from Chubut: the Andean region and the region of the lower valley of the Chubut River (VIRCH). Bradford method was used for the determination of protein content and the values were expressed in % (g protein/100 g dry pollen). The amounts of total polyphenols and flavonoids were determined by the Folin-Ciocalteu method and the spectrophotometric technique of aluminum nitrate (Al (NO3)3) respectively. The antioxidant activity was evaluated using the technique of free radical 1, 1 -diphenyl -2 - picrylhydrazyl (DPPH *). The protein content presented a mean value of 20.2%. The content of total polyphenols and flavonoids from both apicultural regions varied between 50.5 and 163.9 mg of gallic acid (GAE) / g of dry pollen and 10.3 and 65.6 mg of rutin (RE)/ g of dry pollen. The antiradical activity in pollen extracts from both regions was high and the EC50 ranged from 0.34 mg / ml and 5.82 mg / ml. The highest antioxidant capacity corresponded to bee pollen from VIRCH, which also exhibited a higher content of phenolic compounds.

Keywords: Antioxidants; Bradford; Proteins; Argentinean Patagonia.

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INTRODUCCIÓN

El polen recolectado por las abejas melíferas (Apis mellifera L.) es un producto apícola usado en la dieta humana por su alto valor nutritivo y por sus beneficios para la salud. Este producto de la colmena presenta, en su composición nutricional, proteínas, lípidos, azúcares, fibras, sales minerales, aminoácidos y vitaminas (Carpes et al., 2009). Presenta, además, altos contenidos de sustancias polifenólicas con propiedades farmacológicas (antibióticas, antineoplásicas, antidiarréicas) y antioxidantes (Almaraz- Abarca et al., 2004; Sarmento Silva et al., 2006; Kroyer, G. & Hegedus, N., 2001).
El hecho de que A. mellifera prefiera polen rico en proteínas aumenta la posibilidad de utilizar estos pólenes como complementos nutricionales, con las abejas actuando como recolectoras naturales de polen y por lo tanto de proteínas vegetales (Montenegro et al., 1992). Sumado a esto, la actividad antioxidante del polen apícola reconocida como la captación de radicales libres y la inhibición de la peroxidación lipídica, está asociada a la presencia de vitaminas C y E, β-carotenos y una variedad de compuestos fenólicos (Campos, 1997; Campos et al., 2003; Almeida. Muradian et al., 2005). Las investigaciones más recientes sobre la acción antioxidante se centran en los compuestos fenólicos como los flavonoides. Estos componentes han sido estudiados ampliamente y se demostró que existe un tipo de perfil cromatográfico (flavonoides/ compuestos fenólicos) que varía según el origen botánico del polen recolectado. Varios estudios sugieren además, que estos compuestos podrían reducir la incidencia de enfermedades degenerativas como cáncer y arterioesclerosis entre otras (Serra-Bonvehí et al., 2001; Campos et al., 2003). En los últimos años la demanda de productos naturales diferenciados por su calidad y sus propiedades benéficas relacionadas con la salud ha aumentado, entre esos productos se encuentran los provenientes de la colmena. La mayor parte de los estudios destinados a la apicultura se han enfocado, principalmente, en la miel por ser el producto de mayor demanda y del que más se conoce tanto a nivel nacional como internacional. En países del hemisferio norte, principalmente europeos, los estudios del polen de las mieles tuvieron un intenso desarrollo hace varias décadas. Sin embargo en América Latina, el desarrollo de esta especialidad es nulo en la mayoría de los países y tiene diferente grado de adelanto y de transferencia al ámbito productivo en Argentina, Brasil, México y Uruguay (Tellería, 2001).
En la región patagónica, particularmente en la provincia del Chubut, se han realizado estudios melisopalinológicos para la caracterización de los recursos melíferos de la zona (Forcone & Tellería, 1998, 2000; Forcone, 2003, 2008; Forcone et al., 2003, 2005). Sin embargo, en cuanto a las características nutricionales del polen apícola los trabajos son escasos (Forcone, 2002; Forcone et al., 2013) e inexistentes en relación con las propiedades bioactivas. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo es contribuir al conocimiento del polen apícola de la provincia del Chubut, para sus dos regiones melíferas más importante: la zona cordillerana y la región del valle inferior del río Chubut, determinando algunas propiedades de calidad que permitan incrementar el valor agregado de este producto.

MATERIALES Y MÉTODOS

Área de estudio

Para el estudio del polen apícola de la región cordillerana (RC) y del valle inferior del río Chubut (VIRCH) se seleccionaron dos apiarios. Estos se ubicaron en el departamento de Futaleufú, a 6 km de la ciudad de Esquel (42° 55' S, 71° 22' O) y en la región de Treorcky (43° 16' S, 65° 23' O), respectivamente.

Vegetación de las áreas de estudio
La vegetación que rodea al apiario de la región cordillerana está representada principalmente por Maytenus boaria Molina ("Maitén") y Nothofagus antárctica (G. Forst.) Oerst. ("Ñire"). En el estrato arbustivo prevalecen las especies Fabiana imbricata Ruiz et Pav. ("Palo piche"), Diostea juncea (Gillies ex Hook.) Miers ("Retamo"), Berberis microphylla (Gillies ex Hook.) Miers ("Calafate"), Discaria chacaye (G. Don.) Tortosa ("Chacay de la cordillera), Schinus patagonicus (Phil.) I. M. Johnst. ex Cabrera ("Laura"), Baccharis spp., Acaena spp., y Senecio spp. En cuanto a las hierbas, prevalecen entre otras Poa spp., Phacelia secunda J. F. Gmel. y Oenothera odorata Jacq. La mayor parte de la superficie cultivada está plantada con cultivos forrajeros (principalmente Medicago sativa L.), árboles exóticos como Pinus ponderosa Douglas ex Lawson and C. Lawson, Pinus radiata D. Don, Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco, Cupressus macrocarpa Hartw, ex Gordon, Salix spp., Populus spp., y algunos árboles frutales como Prunus spp. y Malus sylvestris Mill. Entre las hierbas exóticas, algunas de ellas malezas, se encuentran Brassica spp., Rumex acetosella L., Plantago lanceolata L., Carduus thoermeri Weinm., Conium maculatum L., Melilotus albus Desr., Artemisia absinthium L., Taraxacum officinale G. Weber ex F. H. Wigg. y Matricaria recutita L. (Forcone et al., 2013). La vegetación característica del valle inferior del río Chubut corresponde a la estepa arbustiva representada principalmente por las especies Larrea divaricata Cav. y Larrea nitida Cav. Otros arbustos frecuentes son Lycium chilense Bertero ("llaullín"), Chuquiraga erinacea D. Don, ("chilladora"), Prosopis alpatacus Phil. ("alpataco"), Ephedra ochreata Miers ("solupe"), Prosopidastrum globosum (Gillies ex Hook. & Arn.) Burkart ("manca potrillo") y Bougainvillea spinosa (Cav.) Heimerl ("mata negra"). En los sectores bajos dominan las plantas halófilas como Suaeda divaricata Moq. ("jume"), Atriplex lampa (Moq.) D. Dietr. ("zampa"), Cyclolepis genistoides D. Don ("palo azul") y Lycium ameghinoi Speg ("mata laguna") (Forcone, 2008). El principal cultivo de la zona es Medicago sativa L., seguido de plantas hortícolas, cereales, frutales y forestales, en particular Populus nigra L. A lo largo de la orilla del río son abundantes Salix spp., Populus spp. y Tamarix gallica L. En los campos de cultivo y bordes de camino, viven especies adventicias, algunas de las cuales constituyen importantes malezas; se destacan por su abundancia Brassica spp., Cardaria draba (L.) Desv., Cichorium intybus L., Convolvulus arvensis L., Erysimun repandum L. y Rapistrum rugosum L. (Forcone 2002, 2008).

Muestras de polen apícola
Se recolectaron diez muestras en cada apiario, las cuales fueron obtenidas cada 20 días. En la RC se muestreó durante el período apícola 2010-2011 y para el VIRCH se muestreó durante el verano de la temporada apícola 2011-2012 y durante la primavera de la temporada apícola 2012-2013 (tabla 1). Para efectuar la recolección de polen, en cada colmenar se seleccionaron tres colmenas y a las cuales se les colocaron trampas caza polen de tipo clásico (Louveaux, 1968), ubicadas en las piqueras durante una jornada completa (8-18 h). El material recolectado en las trampas fue secado a temperatura ambiente por espacio de 24 horas y luego trasladado al laboratorio para su estudio. Allí fue secado en estufa a 40 °C, durante 48 h (Baldi Coronel, 1999).

Tabla 1. Cronograma de muestreo del polen apícola de la provincia del Chubut. Cronograma de muestreo correspondiente a las temporadas apícolas 2010-2011 para la región cordillerana (RC) y al verano de la temporada apícola 2011-2012 y primavera de la temporada apícola 2012-2013, para la zona del valle inferior del río Chubut (VIRCH).

Contenido proteico
A una alícuota de 0,025 g tomada a partir de 2 g de polen molido (con molinillo a cuchilla Tecno Dalvo) de cada muestra, se le agregaron 2 ml de buffer Tris/EDTA 30 mM pH 8,5 y se centrifugaron durante 20 min a 4500 g. Se tomaron alícuotas de 0,1 ml de cada sobrenadante y se determinó la cantidad de proteínas totales mediante el método de Bradford (1976). Para el estándar se disolvieron 10 mg de seroalbúmina bovina cristalizada (STANDARD) en 10 ml del buffer de reacción. Los valores fueron determinados mediante la absorbancia medida a 595 nm y los resultados fueron expresados en porcentaje % (g proteínas/ 100 g de polen seco).

Preparación de los extractos etanólicos (EEP)
Los extractos etanólicos de polen usados para la determinación de polifenoles totales, flavonoides y actividad antioxidante de cada muestra, se obtuvieron por extracción de 2 g de polen molido (con molinillo a cuchilla Tecno Dalvo) y homogeneizado con 15 ml de etanol al 60% (EEP 60 %). Las muestras fueron incubadas en baño termostatizado a 70 °C durante 30 minutos con agitación manual constante. Posteriormente fueron filtradas y los extractos obtenidos, almacenados a 4 °C, según el método de Carpes et al. (2007).

Polifenoles totales y contenido de flavonoides
El contenido de polifenoles totales en cada extracto (EEP) fue determinado mediante el método de Folin-Ciocalteu (Sin gleton et al., 1999). A una alícuota de 0,5 ml de cada EEP (1:25) se le adicionaron 2,5 ml del reactivo Folin-Ciocalteu diluido 1:10 y 2 ml de Na2CO3 4%. Luego de 30 min de incubación a 40 °C en baño termostatizado (Waterhouse, 2003), se registró la absorbancia a 740 nm en un espectrofotómetro Optima SP 3000 Plus UV-VIS. Los resultados del contenido de polifenoles totales se expresó como equivalentes de ácido gálico (mg GAE/ g polen seco). El contenido de flavonoides totales fue determinado mediante el método de Park et al. (1998), con las siguientes modificaciones: una alícuota de 0,5 ml de cada EEP (1:10) se le agregaron 4,3 ml de etanol 80%, 0,1 ml de Al (NO3)3 al 10% y 0,1 ml de acetato de potasio (C2H3KO2) 1M. Las muestras fueron incubadas durante 40 min a temperatura ambiente y la absorbancia fue medida a 415 nm en espectrofotómetro Optima SP 3000 Plus UV-VIS. La cantidad total de flavonoides fue calculada como equivalentes de rutina (RE) (mg RE/g de polen seco).

Actividad antioxidante
La actividad antioxidante de los compuestos presentes en los extractos EEP fue determinada mediante la capacidad antirradicalaria del radical libre DPPH. A alícuotas de 0,5 ml de cada EEP se le adicionaron 3 ml de etanol 95% y 0,3 ml de solución etanólica de DPPH 0,5 mM. Se empleó como solución estándar ácido ascórbico en una concentración final de 0,9 mg /ml. Una solución de 3,5 ml de etanol 95% y 0,3 ml de DPPH 0,5 mM fue empleada como control negativo. Se realizaron blancos para cada EEP agregando 3,3 ml de etanol a 0,5 ml de cada muestra. Finalmente, se registró la disminución de la absorbancia a 517 nm a temperatura ambiente, hasta valor constante. La actividadantioxidante fue expresada en términos de EC50 (mínima concentración del antioxidante para reducir al 50% la concentración inicial del DPPH). Los valores de EC50 fueron calculados de acuerdo a la fórmula de Mensor et al. (2001).

Análisis estadístico
Todos los análisis fueron realizados por triplicado. Los resultados fueron presentados como medias y desvíos estándar. Se usó la Prueba t de Student para la comparación de las medias poblacionales, considerándose a las diferencias significativas cuando p ≤ 0,05. Para determinar si los componentes bioactivos de las muestras contribuyeron a la capacidad antioxidante, se calculó el coeficiente de correlación de Pearson. Todos los análisis estadísticos se desarrollaron usando el paquete de programas de Microsoft® Excel 2010.

RESULTADOS

El contenido de proteínas totales presentó un valor medio de 20,2%. Los mayores valores para proteínas fueron detectados en las muestras provenientes de la cordillera, variando entre 20% y 28%. Con respecto al polen analizado proveniente de la región del VIRCH, los contenidos fueron menores y variaron entre 13,4% y 21,9% (tabla 2). La cantidad de polifenoles fue alta para las muestras de ambas regiones, con valores medios de 79,1 + 30,6 mg GAE/g polen seco para el polen de la región cordillerana y de 95,2 + 36,8 mg GAE/g polen seco para la región del VIRCH. El contenido de flavonoides expresados en equivalentes de rutina, presentó un valor máximo de 37,32 mg RE/ g polen seco para el polen proveniente de la región andina y un máximo de 65,6 mg rutina/ g polen seco para el polen valletano (tabla 3).

Tabla 2. Contenido proteico del polen apícola de la provincia del Chubut. Proteínas totales % (g de proteínas/ 100 g de polen seco). RC: Región cordillerana, VIRCH: valle inferior del río Chubut.

Tabla 3. Componentes bioactivos y capacidad antioxidante del polen apícola de la provincia del Chubut.

Compuestos polifenólicos (mg GAE/ g polen seco), flavonoides totales (mg RE/ g polen seco) y actividad antioxidante (EC50) del polen apícola de la provincia de Chubut. RC: Región cordillerana, VIRCH: valle inferior del río Chubut. GAE: equivalentes de ácido gálico. RE: equivalente de rutina. * Valor de EC50 para la muestra obtenido por duplicado

Las diferencias en el contenido proteico y la cantidad de flavonoides totales entre ambas regiones resultaron estadísticamente significativas (p ≤ 0,05). La actividad antioxidante del polen estudiado fue expresada en términos de EC50. Bajos valores indican una mejor capacidad antioxidante de los extractos de polen. Los extractos polínicos de ambas regiones presentaron un EC50 que varió desde 5,82 a 0,34 mg/ml, con un valor medio de 2,49 + 1,88 mg/ml. El menor valor detectado y consecuentemente la mayor capacidad antioxidante en términos del radical libre DPPH (EC50= 0,34 mg/ml), correspondió a una muestra proveniente del VIRCH (tabla 3, figura 1).

Figura 1. Relación entre los compuestos bioactivos (polifenoles y flavonoides) y la capacidad antioxidante del polen apícola de la provincia del Chubut. Compuestos polifenólicos (mg GAE/ g polen seco), flavonoides totales (mg RE/ g polen seco) y actividad antioxidante (EC50) del polen apícola de la provincia del Chubut. Los datos se obtuvieron como un promedio (n=3).

Los contenidos de fenoles totales y de flavonoides para todas las muestras analizadas presentaron una relación positiva moderada con respecto a la capacidad antioxidante (coeficientes de correlación de Pearson: 0,4 y 0,6 respectivamente).

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

Casi la totalidad de las cosechas diarias de polen estudiadas en este trabajo presentan un contenido proteico aceptable para ser considerado un importante complemento alimenticio. Las muestras con mayor riqueza proteica correspondieron a las procedentes de la región cordillerana, los valores medios obtenidos son coincidentes con los reportados para el polen de esta región por Forcone et al. (2013). Solamente 2 muestras provenientes de la región del VIRCH presentaron un valor inferior al 15%. Esta variabilidad en los resultados puede atribuirse al gran espectro de fuentes polínicas que emplean las abejas como estrategia para reducir las posibles deficiencias nutricionales en las colmenas. Algunos autores mencionan que niveles de proteína cruda inferiores a 20% no satisfacen los requerimientos de la colonia, siendo ideales niveles superiores a 23%. Sin embargo, otros reportan que la abeja utiliza especies con diversos porcentajes de proteína, y no solo aquellas ricas en esa sustancia, asegurando, de esta manera, una dieta variada y equilibrada, satisfactoria para su desarrollo, debido a que cada tipo polínico poseen una composición nutricional particular (Schmidt et al., 1987; Louveaux, 1990). Los valores hallados en las muestras analizadas estuvieron comprendidos dentro de los rangos establecidos por el CAA (15-28%) (Baldi Coronel et al., 2004) y por Swiss Food Manual (10-40%) (Bogdanov, 2004). Los datos obtenidos concuerdan con los reportados por Forcone (2002) y Forcone et al. (2013) para las regiones estudiadas, superan a aquellos reportados para el polen apícola del noroeste de España (Sá-Otero et al., 2009) y se encuentran dentro del rango de los pólenes analizados en el sur de Brasil (Carpes et al., 2009).
Las muestras analizadas muestran un contenido heterogéneo de fenoles totales, con un valor mínimo de 55,6 mg y un valor máximo de 163,9 mg GAE/g de polen seco. El valor más alto se registró para la zona del VIRCH a fines del mes de diciembre. Los pólenes provenientes de la cordillera presentan un contenido fenólico inferior. Los resultados obtenidos para este parámetro superan ampliamente a aquellos reportados por Carpes et al. (2009) y Kroyer & Hegedus (2001) para los pólenes del sur de Brasil y de Viena (Austria) respectivamente, y son similares a los obtenidos para los pólenes del oeste español (Serra Bonvehí et al., 2001) y del noreste brasilero (Freire et al., 2012). Al igual que para los polifenoles, las mayores cantidades de flavonoides corresponden a las muestras polínicas del valle. Solo una muestra proveniente de esta zona (VIRCH 06) se comportó de manera diferente, presentando valores elevados de polifenoles y bajo tenor de flavonoides. Esto sugiere la posible presencia de otros compuestos fenólicos como los ácidos fenólicos (Carpes, 2008). Los valores obtenidos en este trabajo son mayores que aquellos reportados por Carpes et al. (2009) para los pólenes brasileros y por Serra Bonvehí et al. (2001) para los pólenes españoles. Los resultados obtenidos pueden deberse a las bajas temperaturas características de las áreas de producción, que serían determinantes en el incremento de los compuestos volátiles (aceites esenciales, compuestos fenólicos y flavonoides) presentes en el polen apícola (Collin et al., 1995; Carbone et al., 2009).
La actividad antioxidante de los extractos polínicos analizados en este estudio, representan la capacidad de los mismos de inhibir a los radicales libres y de evitar la propagación de la oxidación lipídica en los alimentos, (Kaur y Perkins, 1991). Los altos valores registrados presentan una moderada correlación positiva con los contenidos fenólicos, en particular los flavonoides, cuya estructura química favorece la neutralización de las especies reactivas del oxígeno (Campos, 1997). De acuerdo a los resultados obtenidos, el polen proveniente de las principales regiones melíferas de la provincia del Chubut constituye un producto apícola de alto valor nutricional y una fuente potencial de antioxidantes naturales cuya incorporación en la dieta humana representaría un beneficio para la salud. Dada la diversidad y complejidad del polen apícola, serán necesarias futuras investigaciones para evaluar estos componentes bioactivos según el origen botánico del polen apícola de la provincia del Chubut.

AGRADECIMIENTOS

Los autores quieren manifestar su agradecimiento a la Sra. Jane Rojas Varas por su buena voluntad y desinteresada colaboración con el aporte y toma de muestras durante el verano de la temporada apícola 2011-2012 y primavera de la temporada apícola 2012-2013, para la zona del valle inferior del río Chubut (VIRCH). Este trabajo fue realizado con un subsidio de investigación (2011) otorgado por la Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación de la provincia del Chubut.

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