ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

 

 

 

Caracterización cualitativa del contenido de metabolitos secundarios en la fracción comestible de Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray

 

Qualitative characterization of the content of secondary metabolites in the edible fraction of Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray

 

 

 

Yohanka Lezcano¹*, Mildrey Soca², Luz M. Sánchez³, F. Ojeda², Yuseika Olivera², Dayamí Fontes¹, I.L. Montejo² y H. Santana²

¹Universidad de Ciego de Ávila "Máximo Gómez Báez",Carretera Morón Km 91/2. Ciego de Ávila, Cuba
E-mail: [e-mail]
²Estación Experimental de Pastos y Forrajes "Indio Hatuey", Matanzas, Cuba
³Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria, Mayabeque, Cuba

 

 

 

---

RESUMEN

Con el objetivo de caracterizar la composición fitoquímica en la fracción comestible de Tithonia diversifolia se realizó una investigación en la EEPF "Indio Hatuey", durante los períodos lluvioso (PLL) y poco lluvioso (PPLL), en dos etapas del ciclo fisiológico (30 y 60 días). Las partes de la planta evaluadas fueron las hojas, los tallos tiernos y las hojas más los tallos tiernos. Para la detección de los metabolitos secundarios se utilizó el tamizaje fitoquímico, a partir de un extracto metanólico inicial. Los grupos de compuestos que se identificaron mediante el método fueron los aminos primarios y secundarios, los fenoles libres, los taninos, los triterpenos y/o esteroides, los cuales se detectaron de forma leve en ambos períodos. Los alcaloides fueron los más cuantiosos en todas las fracciones de la planta durante el PLL, excepto en los tallos y en las hojas más los tallos a los 60 días; en el PPLL se presentaron de forma moderada en todas las fracciones para ambas edades, con excepción de los tallos a los 60 días. No se detectaron glicósidos cardiotónicos, flavonoides, leucoantocianidinas ni saponinas, para todas las partes de la planta. Se concluye que T. diversifolia presentó metabolitos secundarios en la fracción comestible, tanto a los 30, como a los 60 días, donde se distinguen los alcaloides en forma cuantiosa y notable durante ambos periodos. En general, la presencia de los demás metabolitos fue leve y no se detectaron diferencias en su aparición, con respecto a la época y la etapa del ciclo fisiológico. Se recomienda profundizar en los estudios cuantitativos de estos compuestos, para determinar la inclusión de esta planta en dietas para la alimentación animal.

Palabras clave: metabolitos, Tithonia diversifolia.

---

ABSTRACT

In order to characterize the phytochemical composition in the edible fraction of Tithonia diversifolia a study was conducted at the EEPF "Indio Hatuey", during the rainy (RS) and dry seasons (DS), with two stages of the physiological cycle (30 and 60 days). The evaluated plant parts were leaves, fresh stems and leaves plus fresh stems. For detecting secondary metabolites phytochemical sieving was used, from an initial methanolic extract. The groups of compounds identified through the method were primary and secondary amino groups, free phenols, tannins, tripertenes and/or steroids, which were detected in low quantities in both periods. Alkaloids were the ones with higher amounts in all the plant fractions during the RS, except in stems and leaves plus stems after 60 days; in the DS they appeared in moderate quantities in all fractions for both ages, except in stems after 60 days. No cardiotonic glycosides, flavonoids, leucoanthocyanidins or saponins were detected, for any plant part. T. diversifolia was concluded to show secondary metabolites in the edible fraction, after 30 as well as 60 days, where alkaloids remarkably stand out during both seasons. In general, the presence of the other metabolites was small and no differences were detected in their appearance, with regards to season and stage of the physiological cycle. To conduct further quantitative studies of these compounds is recommended, to determine the inclusion of this plant in diets for animal feeding.

Key words: metabolites, Tithonia diversifolia.

---

 

 

INTRODUCCIÓN

Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray es una planta no leguminosa perteneciente a la familia Asteraceae, que sobresale por su excelente capacidad de producir biomasa comestible de alta calidad alimentaria. Desde la década de los 90 se comenzó a evaluar su potencial forrajero y se recomendó su uso en los sistemas de corte y acarreo para ovinos, caprinos y bovinos, así como para monogástricos (Alonso et al., 2010; La O et al., 2010).

Según García et al. (2008), esta planta contiene unas 1 200 clases de compuestos secundarios. Sin embargo, debido a su elevada diversidad no se han estudiado todos, aunque algunos grupos son más conocidos, como los polifenoles, los glicósidos cianogénicos, las saponinas, los esteroides y las fitohemoaglutininas.

Al respecto, Valdés y Balbín (2000) definen el metabolismo secundario como la biosíntesis, la transformación y la degradación de compuestos endógenos propios de las especies vegetales, los cuales, bajo determinadas circunstancias, pueden causar efectos diversos y hasta contrastantes en la fisiología animal, relacionados con la aceptabilidad de los forrajes y la inhibición de la digestión, al afectar la actividad catalítica de algunas enzimas, que pueden limitar la absorción de los alimentos (Ahn et al., 1997).

Sin embargo, no es suficiente el conocimiento que existe sobre los metabolitos secundarios, presentes en las partes comestibles, así como el efecto de los factores que pueden influir en sus variaciones. Por ello, el objetivo del trabajo fue evaluar la influencia de la etapa del ciclo fisiológico (30 y 60 días) en la presencia de metabolitos secundarios, en la fracción comestible de T. diversifolia.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

 

Sitio del experimento

La investigación se realizó en la EEPF "Indio Hatuey", la cual se encuentra situada en los 22º 48'7'' de latitud Norte y los 81º 32'2'' de longitud Oeste, a una altitud de 19 msnm, en el municipio de Perico, provincia de Matanzas, Cuba. El suelo es de topografía plana y se clasifica como Ferralítico Rojo lixiviado (Hernández et al., 2003).

 

Procedimiento experimental

Los muestreos se realizaron en tres momentos de los períodos lluvioso PLL (mayo-octubre) y poco lluvioso PPLL (noviembre-abril), respectivamente, correspondientes a los años 2009 y 2010.

 

Área experimental

La plantación de T. diversifolia contaba con un área total de 1 248,0 m2, compuesta por 960 plantas, las cuales se sembraron con un marco de 1,0 m entre plantas y 1,30 m entre surcos. No se aplicó riego ni fertilización.

 

Diseño experimental

El diseño fue completamente aleatorizado, y los tratamientos se correspondieron con las etapas del ciclo fisiológico de 30 y 60 días en cada periodo del año. Se efectuaron tres cortes, manualmente, con una tijera de poda, a una altura fija de 50 cm sobre el nivel del suelo. Antes del primer corte de cada período se hizo un corte de homogenización.

 

Colecta y preparación de la muestra

El material vegetal evaluado fue la fracción comestible de T. diversifolia (hojas, tallos tiernos y hojas más tallos tiernos). A partir de 10 plantas seleccionadas al azar en las áreas evaluadas después de eliminarse el efecto de borde, se tomaron de forma manual 10 muestras de cada fracción, de 300 g cada una; estas se llevaron al laboratorio de análisis químico, donde fueron secadas y envasadas, y se trasladaron al Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria para su análisis fitoquímico.

 

Método experimental

Para la caracterización cualitativa de los metabolitos secundarios se utilizó el tamizaje fitoquímico de Rondina y Coussio (1969), modificado por Alfonso et al. (2000) y basado en el fraccionamiento de un extracto metanólico inicial de las partes de la planta, que se obtuvo por maceración durante 24 horas y por reflujo durante dos horas. Sobre las fracciones obtenidas, se realizaron reacciones de coloración y/o precipitación con diferentes agentes cromóforos específicos o selectivos, para los siguientes grupos funcionales: aminos primarios y secundarios, fenoles, taninos, triterpenos y/o esteroides, glicósidos cardiotónicos, alcaloides, flavonoides, leucoantocianidinas y saponinas (tabla 1). En el análisis cualitativo se utilizó el sistema de cruces y se especificó la presencia o ausencia de los metabolitos secundarios en las muestras, según el criterio de García (2003). Previamente, se utilizaron soluciones de compuestos patrones para el control de los reactivos (tabla 1).

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En las tablas 2 y 3 se muestra la caracterización fitoquímica de T. diversifolia en el PLL y el PPLL, respectivamente. Los grupos encontrados fueron: aminos primarios y secundarios, fenoles libres, taninos, triterpenos y/o esteroides y alcaloides; mientras que los glicósidos cardiotónicos, los flavonoides, las leucoantocianidinas y las saponinas no se detectaron en los ensayos realizados, en ambos períodos.

Los compuestos aminos primarios y secundarios se presentaron de forma leve en todas las partes de la planta, en los dos períodos. Sin embargo, este resultado difiere de lo informado por Galindo (2009), quien no encontró estos compuestos en la misma especie forrajera.

Los fenoles tuvieron una presencia leve en casi todas las fracciones en ambos períodos, ya que no se detectaron en los tallos a los 30 días, ni en las hojas y tallos a los 60 días, en el PPLL. La presencia de los fenoles reveló la típica coloración negra que muestra esta prueba, la cual es característica de los extractos que contienen una amplia diversidad de estructuras hidroxiladas. Estos resultados difieren de los informados por García y Medina (2005), quienes no encontraron fenoles; sin embargo, ellos señalaron que, desde el punto de vista nutricional, resulta positiva la presencia de fracciones polifenólicas en plantas forrajeras como Leucaena leucocephala y A. cyanophylla, debido a que presentan grupos hidroxilos (OH) en su estructura. En este sentido, Ben Salem et al. (2000) hallaron fenoles en estas plantas, con actividad bactericida y fungicida, a diferentes concentraciones.

Los taninos se presentaron de forma leve en el PLL, y no se detectaron en las hojas en ambas edades ni en la fracción hoja y tallo a los 30 días. En el PPLL se encontraron de forma leve en todas las fracciones y edades, excepto en los tallos a los 30 días, donde no se detectó, lo que pudo estar relacionado con la utilización del ensayo de gelatina para inducir la precipitación, o con el peso molecular de los taninos. Se considera que solo resultan positivos los ensayos de precipitación donde se presente un peso molecular considerable, que permita la unión con la proteína y su insolubilización (García y Medina, 2006).

Desde el punto de vista nutricional, fue favorable la presencia moderada de los taninos en la dieta de los rumiantes, al aumentar la posibilidad de formación de la proteína sobrepasante que no se degrada en el rumen, lo que facilita la digestibilidad postruminal y contribuye a un adecuado funcionamiento digestivo y a una mayor respuesta animal. Este mecanismo puede ser explicado por la habilidad de los taninos para formar complejos con las proteínas de los alimentos o endógenas, a través de múltiples enlaces, que crean una estructura tridimensional compleja de baja digestibilidad a nivel ruminal. Por ello, las forrajeras que contengan taninos y, además, un adecuado contenido de proteínas constituyen excelentes fuentes suplementarias para la alimentación de rumiantes en el trópico (García et al., 2006).

Por el contrario, cuando los niveles de taninos en las forrajeras son cuantiosos pueden ocasionar pérdidas de nutrimentos y un mal aprovechamiento de las raciones en los rumiantes, así como una toxicidad aguda en animales monogástricos (Abdulrazak et al., 2000). Los principios activos de los taninos también se caracterizan por ser astringentes, debido a su capacidad de precipitación de las proteínas, lo cual les confiere propiedades antidiarreicas, vasocontrictoras, antimicrobianas y antifúngicas (Mahecha et al., 2007).

El grupo triterpenos y/o esteroides se detectó en ambos períodos, excepto en las hojas y los tallos a los 30 días, con una presencia moderada en estos últimos a los 30 días. A partir del ensayo aplicado, se reveló la coloración azul verdosa intensa que indica la presencia de varios esteroles en el tejido vegetal, aspecto que ha sido informado en la parte comestible de T. diversifolia y en árboles forrajeros, por Murgueitio et al. (2009), desde una forma moderada hasta cuantiosa.

Algunos estudios integrales han determinado que las sesquiterpenlactonas constituyen, dentro de los triterpenos y/o esteroides, una de las estructuras de mayor interés fitoquímico, debido a sus potencialidades farmacológicas, ya que se usan como diuréticos, expectorantes, cicatrizantes y antinflamatorios (Villalba y Provenza, 2005). Estos compuestos le confieren a este forraje un acentuado sabor amargo (García et al., 2008), que pudiera influir en su aceptabilidad. Sin embargo, no se han observado problemas relacionados con toxicidad aguda ni efectos fisiológicos adversos, en especies alimentadas con dietas experimentales basadas en esta arbustiva (Lauser et al., 2006).

Los alcaloides fueron los más cuantiosos en el PLL para todas las partes de la planta, excepto en los tallos y en las hojas más los tallos a los 60 días, donde se manifestaron levemente. En el PPLL este metabolito tuvo un comportamiento moderado en todas las fracciones comestibles; se presentó de forma leve en los tallos a los 60 días, lo que pudiera atribuirse a que las partes en crecimiento, principalmente las más jóvenes de la planta, muestran una mayor concentración de compuestos secundarios (o reactividad de estos) en comparación con los tejidos viejos (Bagnarello et al., 2009). Estos grupos de metabolitos son los de mayor distribución natural, corroborada en árboles de uso forrajero y, de forma particular, en las leguminosas forrajeras (Baldizán et al., 2006).

La presencia de alcaloides en una planta le ofrece un carácter distintivo al cultivo, que tiene poca variación ante los factores ecológicos como el clima, las estaciones y la disponibilidad de agua. Además, se plantea que estos compuestos pueden ser utilizados como material nitrogenado de reserva para la síntesis de aminoácidos, y como protección ante agentes externos como hongos y herbívoros (La O et al., 2010).

Existen reportes de la presencia de otros metabolitos secundarios en la fracción comestible de esta especie, que no fueron determinados en esta investigación, tales como: las cumarinas (posiblemente colinina), los compuestos citotóxicos tagitinin e hispidulin y los flavonoides, a los que se les confiere actividad citotóxica en células leucémicas cancerígenas (Owoyele et al., 2004; Kuroda et al., 2007).

García et al. (2008) determinaron la presencia cuantiosa de terpenoides, lactonas y piranos en la parte comestible de T. diversifolia, lo cual es un tema que pudiera ser desarrollado en futuras investigaciones con mayor profundidad, aun cuando solo se ha informado el efecto citotóxico de un grupo pequeño de metabolitos, presentes en la especie.

 

CONCLUSIONES

Se concluye que T. diversifolia presentó metabolitos secundarios en la fracción comestible, tanto a los 30 como a los 60 días; los alcaloides se distinguieron en forma cuantiosa y notable durante el PLL y el PPLL. En sentido general, la presencia de los demás metabolitos fue leve y no se detectaron diferencias en su aparición, con respecto a la época y la etapa del ciclo fisiológico. Se recomienda profundizar en los estudios cuantitativos de estos, para determinar la inclusión de esta planta en dietas para la alimentación animal.

 

REFERENCIAS BIBIOGRÁFICAS

1. Abdulrazak, S.S. et al. Nutritive evaluation of some Acacia tree leaves from Kenya. Anim. Feed Sci. Technol. 85:89. 2000

2. Ahn, J. et al. Oven drying improves the nutritional value of Calliandra calothyrsus and Gliricidia sepium as supplements for sheep given low quality straw. Journal of Science of Food and Agriculture.75:503. 1997

3. Alfonso, M. et al. La Achira (Canna edulis Ker.) y su potencialidad en el control de plagas. Ponencia. XII Forum de Ciencia y Técnica. INIFAT, La Habana. 11 p. 2000

4. Alonso, J. et al. Producción de biomasa y conducta animal en pastoreo con Tithonia diversifolia a diferentes distancias de plantación. Programa-Resúmenes del V Foro Latinoamericano de Pastos y Forrajes / III Congreso de Producción Animal Tropical, La Habana. p. 76. 2010

5. Bagnarello, Gina et al. Actividad fagodisuasiva de las plantas Tithonia diversifolia y Montanoa hibiscifolia (Asteraceae) sobre adultos del insecto plaga Bemisia tabaci (Homoptera: Aleyrodidae). Rev. Biol. Trop. 57 (4):1201. 2009

6. Baldizán, A. et al. Metabolitos secundarios y patrón de selección de dietas en la vegetación del bosque deciduo tropical de los Llanos Centrales venezolanos. Zootecnia Trop. 24 (3):213. 2006

7. Ben Salem, H. et al. Palatability of shrubs and fodder trees measured on sheep and dromedaries: Methodological approach. Anim. Feed Sci. Technol. 46:143. 2000

8. Galindo, Juana. Efecto de Tithonia diversifolia en la alimentación de rumiantes. Memorias. VIII Taller Internacional Silvopastoril "Los árboles y arbustos en la ganadería". [CD-ROM]. EEPF "Indio Hatuey". Matanzas, Cuba. 2009

9. García, D.E. Evaluación de los principales factores que influyen en la composición fitoquímica de Morus alba (Linn.). Tesis presentada en opción al título académico de Máster en Pastos y Forrajes. EEPF "Indio Hatuey". Matanzas, Cuba. 97 p. 2003

10. García, D.E. & Medina, María G. Metodología para el estudio de los compuestos polifenólicos en especies forrajeras. Un enfoque histórico. Zootecnia Trop. 23 (2):216. 2005

11. García, D.E. & Medina, María G. Composición química, metabolitos secundarios, valor nutritivo y aceptabilidad relativa de diez árboles forrajeros. Zootecnia Trop. 24 (3):233. 2006

12. García, D.E. et al. Composición proximal, niveles de metabolitos secundarios y valor nutritivo del follaje de algunos árboles forrajeros tropicales. Archivos de Zootecnia. 55 (212):373. 2006

13. García, D.E. et al. Preferencia caprina de árboles y arbustos forrajeros en la zona baja de los Andes Trujillanos, Venezuela. Rev. Cient. Fac. Vet. LUZ. XVIII (2):68. 2008

14. Hernández, A. et al. Nueva versión de clasificación genética de los suelos de Cuba. Instituto de Suelos, Ministerio de la Agricultura, La Habana. 2003

15. Kuroda, M. et al. Sesquiterpenoids and flavonoids from the aerial parts of Tithonia diversifolia and their cytotoxic activity. Chemical and Pharmaceutical Bulletin. 55 (8):1240. 2007

16. La O, O. et al. Valor nutritivo de diferentes materiales vegetales de Tithonia diversifolia de interés para la alimentación de rumiantes. Programa-Resúmenes del V Foro Latinoamericano de Pastos y Forrajes / III Congreso de Producción Animal Tropical, La Habana. p. 29. 2010

17. Lauser, D. et al. Evaluación de la ganancia diaria de peso en animales de raza cebuina en crecimiento sometidos a una dieta que incluye botón de oro (Tithonia diversifolia). Resúmenes. XIII Congreso Venezolano de Producción e Industria Animal. Universidad Nacional Experimental "Rómulo Gallegos", Guárico, Venezuela. p. 280. 2006

18. Mahecha, L. et al.Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray (botón de oro) como suplemento forrajero de vacas F1 (Holstein por Cebú). Livest. Res. Rural Dev. 19 (2):1. http://www.lrrd.org/lrrd19/2/mahe19016.htm. 2007

19. Murgueitio, E. et al. Experiencias sobre la utilización de la Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray en Colombia y Panamá. Memorias. VIII Taller Internacional Silvopastoril "Los árboles y arbustos en la ganadería". ´[CD-ROM]. EEPF "Indio Hatuey". Matanzas, Cuba. 2009

20. Owoyele, V.B. et al. Studies on the anti-inflammatory and analgesic properties of Tithonia diversifolia leaf extract. J. Ethnopharmacol. 90:317. 2004

21. Rondina, R.V.D. & Coussio, J.D. Estudio fitoquímico de plantas medicinales argentinas (1). Rev Invest. Agropec (Serie 2. Biología y Producción Vegetal). 6 (2):352. 1969

22. Valdés, R. & Balbín, M.I. Curso de Fisiología y Bioquímica Vegetal. Universidad Agraria de La Habana. 89 p. 2000

23. Villalba, J.J. & Provenza, F.D. Foraging in chemical diverse environments: energy, protein and alternative foods influence ingestion of plant secondary metabolites by lambs. J. Chem. Ecol. 31 (1):123. 2005

 

 

 

Recibido el 20 de febrero del 2012
Aceptado el 15 de junio del 2012