Caracterización morfológica de Gliricidia sepium, composición bromatológica y proporción de azúcares en sus flores

Morphological characterization of Gliricidia sepium and bromatological composition and sugar proportion in its flowers

Leydi Fonte, R. Machado, Maykelis Díaz y D. Blanco

Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey, Universidad de Matanzas Camilo Cienfuegos, Ministerio de Educación Superior, Central España Republicana, CP 44280, Matanzas, Cuba. E-mail:leydis.fonte@ihatuey.cu ]]>  

La investigación se realizó en la Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey, con el fin de determinar las características morfológicas de Gliricidia sepium, así como la composición bromatológica y la proporción de azúcares en sus flores. Se midieron las siguientes variables: altura total, diámetro del tronco a la altura del pecho (DAP) y ancho de la copa. Además, se estimó la cantidad de flores por árbol y por hectárea. En las flores colectadas se determinó la composición bromatológica: MS, PB, FB y Ca, la humedad y la lignina de Klason. El tamaño de muestra utilizado fue el 12 % del total (20 árboles) y cada árbol constituyó una réplica. Los valores medios fueron: DAP de 44,7 cm; altura de 4,85 m; 295 racimos por árbol, con 34 flores como promedio cada uno; el total estimado fue de 10 030 flores por árbol y de 8 986 880 flores por hectárea. La MS fue de 8,69 %; FB, 32,57 %; lignina de Klason, 28,8 %; PB, 7,04 %; y Ca, 0,99 %. Como azúcares simples se detectaron la glucosa (4,82 %) y la fructosa (10,36 %), mientras que la sacarosa mostró valores de 1,73 %. Se concluye que todos los árboles de G. sepium muestreados son típicos de la especie. Además, el porcentaje de MS de sus flores fue bajo, pero estas tuvieron un alto contenido de FB, PB, lignina de Klason y calcio. La fructosa fue el azúcar más abundante en el extracto y la sacarosa el más escaso.

Palabras clave: composición química, flores, Gliricidia sepium.

ABSTRACT

The study was conducted at the Pasture and Forage Research Station «Indio Hatuey», in order to determine the morphological characteristics of Gliricidia sepium, as well as the bromatological composition and sugar proportion in its flowers. Twenty of 165 G. sepium trees were sampled, which represented 12 % of the total, and each tree constituted a replication. The experimental design was completely randomized and the following morphological variables were measured: total plant height, stem diameter at breast height (DBH) and crown width. In addition, the number of flowers per tree and per hectare was estimated. In the collected flowers the bromatological composition was determined: DM, CP, CF and Ca, moisture and Klason lignin. The mean values were: DBH, 44,7 cm; height, 4,85 m; 295 racemes, with 34 flowers as average each, per tree and an estimated total of 10 030 flowers per tree and 8 986 880 flowers per hectare. The DM was 8,69 %; CF, 32,57 %; Klason lignin, 28,8 %; CP, 7,04 %; and Ca, 0,99 %. The simple sugars detected were: glucose (4,82 %) and fructose (10,36 %), while sucrose showed values of 1,73 %. It is concluded that all the sampled G. sepium trees were typical of the species. The DM percentage of their flowers was low, but the content of CF, CP, Klason lignin and calcium was high. Fructose was the most abundant sugar in the extract and sucrose was the scarcest.

Key words: chemical composition, flowers, Gliricidia sepium.

Gliricidia sepium (Jacq.) Kunth ex Walp. es una arbustiva que pertenece a la subfamilia Faboideae, familia Leguminoseae o Fabaceae, orden Fabales (Sablón, 1985). En Cuba, el género Gliricidia es monotípico, ya que G. sepium es su única especie representativa. Desde el punto de vista edáfico tolera una amplia gama de suelos, desde arenas puras hasta vertisoles negros profundos, con un pH de 4 a 7. Sin embargo, se ha observado que tiene poca supervivencia en terrenos de mal drenaje interno, así como en suelos extremadamente ácidos y con alto contenido de aluminio (Barreto, 1990). ]]> Según Simons (1996), G. sepium presenta un desarrollo adecuado a temperaturas entre 20,7 y 29,2 ºC; aunque probablemente reduzca su crecimiento y se defolie si estas son inferiores a 15 ºC. Además, es una planta heliófila que se afecta cuando existen otras plantas que compiten con ella por la luz.

En la actualidad está catalogado como un árbol multipropósito, debido a sus diversas utilidades en dependencia del fenotipo, la composición química y las condiciones edafoclimáticas en las cuales se desarrolla. Usualmente, las plantas de G. sepium se utilizan como sombra transitoria o permanente, como soporte vivo y en el control de malezas en cultivos de cacao, café y té. El extracto de sus hojas tiene efectos alelopáticos, por lo que influye en la germinación y el crecimiento de algunas plantas (Rodríguez et al., 1994). Sus flores son comestibles para el hombre, y tienen gran utilidad como melíferas y para la ornamentación; mientras que las semillas y la corteza, pulverizadas y mezcladas con arroz, presentan cualidades rodenticidas (Roig, 1974).

Según Sardiñas (2009), esta especie se encuentra naturalizada en toda la geografía cubana. No obstante, su uso se ha limitado fundamentalmente a postes para cercas de áreas ganaderas y como sombra de cafetales, y es casi nulo en sistemas silvopastoriles, en los que predomina Leucaena leucocephala. Tampoco se aprovechan sus bondades en la producción y el empleo de abonos verdes.

La mayoría de las investigaciones sobre G. sepium se han dirigido a estructuras como la raíz, el tallo y las hojas. Sin embargo, prácticamente no han sido estudiados los componentes bromatológicos y el contenido de azúcares en árboles típicos florecidos. Por ello, el objetivo de la investigación fue determinar las características morfológicas de los árboles de G. sepium, así como la composición bromatológica y la proporción de azúcares en las flores.

MATERIALES Y MÉTODOS

Localización. El experimento se realizó en la Estación Experimental de Pastos y Forrajes (EEPF) Indio Hatuey, situada a los 22° 48' y 7'' de latitud Norte y 79° 32' y 2'' de longitud Oeste, a 19 msnm, en el municipio de Perico, provincia de Matanzas, Cuba (Academia de Ciencias de Cuba, 1989).

Condiciones edafoclimáticas. En la tabla 1 se muestran las principales características climatológicas en el área experimental durante la colecta de las flores y la caracterización morfológica de los árboles.

El suelo es de topografía llana, con una pendiente de 0,5 a 1,0 %; y está clasificado, según Hernández et al. (2003), como Ferralítico Rojo lixiviado, húmico nodular ferruginoso hidratado, de rápida desecación, arcilloso y profundo sobre calizas, con un pH ligeramente ácido (6,2-6,4).

Procedimiento. Se muestrearon 20 de los 165 árboles de G. sepium presentes en la cerca de la entrada principal de la institución, por lo que el tamaño de muestra utilizado representó el 12 % del total, y cada árbol constituyó una réplica. El diseño experimental fue completamente al azar y se midieron las variables morfológicas: altura, diámetro del tronco a la altura del pecho y ancho de la copa. ]]> La cantidad de flores se determinó a partir del número total de racimos en las ramas seleccionadas. Para ello se escogieron cinco racimos por árbol (1,7 % del total) y se contó la cantidad de flores que tenía cada uno, con el fin de estimar el rendimiento por árbol y por hectárea. Para este cálculo se asumió un marco de siembra de 3,0 x 3,7 m.

En las primeras horas de la mañana se colectaron 400 g de flores de forma manual, a alturas diferentes, en los 20 árboles seleccionados. Estas se guardaron en bolsas de polietileno, que se introdujeron en un cubo con hielo para evitar la degradación enzimática que normalmente ocurre en las muestras vegetales. Después se transportaron al laboratorio de biotecnología de la EEPF Indio Hatuey, donde fueron procesadas.

El material fresco se lavó con agua destilada y se secó sobre papel de filtro para eliminar el exceso de líquido. Posteriormente se envió al laboratorio una muestra de 300 g para determinar la composición bromatológica: materia seca (MS), proteína bruta (PB), fibra bruta (FB) y calcio (Ca), según AOAC (1990). La muestra se pesó en una balanza analítica Sartorius. Los 100 g restantes se congelaron en nitrógeno líquido y se almacenaron a -20 °C, hasta el momento de su uso.

A través del método estándar para la determinación de sólidos totales en la biomasa (Sluiter, Hyman, Payne y Wolfe, 2008) se conoció el contenido de humedad. La lignina de Klason se determinó como el residuo de la hidrólisis ácida analítica en las muestras de biomasa (Sluiter et al., 2011).

Para la determinación cromatográfica de los azúcares presentes en el macerado de las flores se utilizó un sistema de HPLC Young Lin (República de Corea). La glucosa, la fructuosa y la sacarosa fueron separadas en una columna ICSep COREGEL-87 H355 (7,8 x 300 mm) a 60 ± 1 °C; para ello se utilizó agua desionizada como fase móvil a un flujo de 0,4 mL/minuto. Dichos azúcares fueron detectados con un refractómetro diferencial (RID, YL 9170). Para el análisis de los datos, la obtención de los resultados y el control del sistema se usó como interfase el software de adquisición de datos Clarity (YL 9100 HPLC, USA)

Procesamiento estadístico. Se empleó la media y el error estándares, los que se obtuvieron a través de la desviación estándar.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la tabla 2 se muestran los indicadores cuantitativos de la caracterización de los árboles. La media del diámetro del tronco a la altura del pecho (DAP) fue de 44,7 cm. Este valor se encuentra en el rango señalado por Álvarez y Varona (1988), quienes definieron que G. sepium es un árbol pequeño, caducifolio y de crecimiento rápido, con un DAP entre 40 y 70 cm. Pennington y Sarukhán (2005) y Elevitch y Francis (2006) coinciden al señalar que el diámetro de esta especie varía entre los 25 y 60 cm, aunque normalmente suele ser pequeño (30 cm).

La altura alcanzó una media de 4,85 m, lo que coincide con lo informado por Mora (1983); este autor describió a la gliricidia como una planta perenne, que puede alcanzar de 4 a 5 m de altura. Estos resultados indican que los árboles muestreados son típicos de la especie, en términos de DAP y altura, así como que se encontraban en pleno desarrollo. ]]> Según Standley y Williams (1964) y Morton (1981), las flores de gliricidia se encuentran agrupadas en racimos de 5 a 10 cm de largo, densamente florecidos. En la presente investigación, a partir de la estimación del número de racimos por rama, se obtuvo una media de 295 racimos por árbol.

Es conocido que la inflorescencia en G. sepium se presenta en racimos axilares. En este indicador se hallaron 34 flores como promedio, lo que coincide con el rango planteado por Cordero y Boshier (2003). Estos autores describieron las flores como papilionadas (típicas de la subfamilia Faboideae) y dispuestas en racimos cortos que se curvan hacia arriba, de hasta 15 cm de largo, con 30 a 100 flores en cada uno.

El total de flores estimadas por árbol fue de 10 030, lo que se considera adecuado debido a la profusa floración que caracteriza a esta especie. Por su parte, el estimado total de flores por hectárea fue de 8 986 880. Este valor se relacionó con las características genotípicas de la planta, y con las favorables condiciones edáficas y climáticas durante la investigación (tabla 1), ya que tanto el suelo como la precipitación, la humedad relativa y la temperatura media contribuyeron a la conformación de un ambiente propicio para el desarrollo de las plantas y la producción de flores.

En este sentido, el acumulado anual de las precipitaciones en el período de evaluación fue de 1 267,6 mm (véase tabla 1), que se corresponde con el rango óptimo de lluvia anual establecido por Glover (1989) para G. sepium (900 mm-1 500 mm). Además, la temperatura que, como se plantea en la literatura, es el elemento climático que más interactúa como factor limitante para esta especie fue de 23,7 °C, y estuvo comprendida en el rango informado por dicha autora (20-29 °C).

Las características del suelo en el presente estudio coinciden con las exigencias edáficas de G. sepium, según lo planteado por Libreros (1992). Dicho autor aseguró que esta planta crece en suelos con diversa textura (desde franco-arenosa hasta arcillosa) y bien drenados, y que prefiere los de mediana a alta fertilidad y con un rango de pH entre 5,5 y 7,0.

En cuanto a la composición bromatológica, el porcentaje de materia seca de las flores fue bajo (8,69 %) debido quizás a la presencia de pétalos de consistencia muy suave y turgente. Por su parte, el valor de la fibra bruta (32,57 %) fue elevado. Ello pudo estar asociado en alguna medida a la inclusión de los sépalos de las flores en la muestra y al alto porcentaje de lignina en la flor (28,8 %) como producto de una hidrólisis ácida. Estos valores son superiores a los obtenidos por Gomes (2010), quien alcanzó un 22,7 % al determinar el promedio de lignina de Klason en diez leguminosas.

El porcentaje de proteína bruta (7,04 %) fue aceptable, lo cual pudo estar asociado al proceso fisiológico de circulación de sustancias orgánicas en la planta, ya que según Vázquez y Torres (2006) estas son elaboradas en las hojas por ejemplo, los compuestos nitrogenados ácido aspártico, treonina, serina, leucina, valina, fenilalanina, asparagina, glutamina y ácido á-aminobutírico y pueden ser transportadas hacia las raíces u otros centros de crecimiento activo, tales como el meristemo terminal del tallo, las flores o los frutos en desarrollo, donde generalmente se encuentran en una concentración más elevada y en mayor número.

En cuanto al calcio, por ser las flores el primer paso en la formación del fruto, era de esperar que existiera un valor relativamente alto (0,99 %); este mineral es de suma importancia, debido a que participa en la formación de las membranas celulares y las estructuras lipídicas, e interviene en otros procesos.

Los contenidos de azúcares hallados en el extracto acuoso de las flores de G. sepium maceradas a temperatura ambiente se muestran en la tabla 3. Los mayores picos se detectaron en los azúcares simples (glucosa y fructosa), con 4,82 % y 10,36 %, respectivamente (fig). La fructosa fue el monosacárido más abundante en el extracto, y la sacarosa, el disacárido más escaso (1,73 %).

Tales resultados coinciden con los obtenidos por Galetto y Bernardello (2003) en el néctar de fabáceas nativas de Argentina. Estos autores señalaron que la composición de azúcares está dominada, principalmente, por monosacáridos; mientras que la sacarosa está ausente o es muy escasa. ]]> Por otra parte, la producción de néctar varía de acuerdo con las condiciones florales de cada planta, influidas por el clima, la intensidad del brillo solar y, en general, las condiciones edafoclimáticas de una zona en particular (Salamanca, Serra y Quijano, 1999).

El contenido de azúcares detectados en el macerado de flores constituye un dato importante para los apicultores y los meliponicultores en sentido general, ya que las abejas prefieren nectáreos de elevada concentración azucarada que contengan, unidos a la sacarosa, los dos monosacáridos (glucosa y fructosa). De esta forma se explica que las abejas sean asiduas visitantes del árbol melífero G. sepium, ya que el néctar es la fuente principal de la que se origina la miel.

CONCLUSIONES

Todos los árboles de G. sepium muestreados son típicos y se encuentran en pleno desarrollo, ya que presentan las características morfológicas descritas para esta especie.

Las flores de G. sepium muestreadas tuvieron un contenido de materia seca bajo; sin embargo, los porcentajes de fibra bruta, proteína bruta, lignina de Klason y calcio fueron altos.

Se detectó la presencia de monosacáridos (glucosa y fructosa) y disacáridos (sacarosa) en los extractos de flores maceradas a temperatura ambiente. La fructosa fue el azúcar más abundante en el extracto, y la sacarosa, el más escaso.

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