Evaluación
de la calidad agronómica y de extractos foliares de Aloe vera (L.) Burm. f. (Original)
Evaluation of the agronomic quality and leaf extracts
of Aloe vera (L.) Burm. f. (Original)
Yoannia Gretel Pupo Blanco. Licenciado en Biología.
Doctor en Ciencias Agrícolas. Profesor Titular. Universidad de Granma. Bayamo.
Granma. Cuba. yoagret75@gmail.com
_archivos/image002.png){kind=small}
Adrián
Hidalgo Rodríguez. Licenciado en Ciencias Farmacéuticas. Máster en Química
Biológica. Instructor. Empresa Laboratorio Farmacéutico Líquidos Orales,
Medilip. Bayamo. Granma. Cuba. adrianhidalgo@nauta.cu
Liriannis
Olivera Acosta. Licenciado en Ciencias
Farmacéuticas. Empresa Laboratorio Farmacéutico Líquidos Orales, Medilip.
Bayamo. Granma. Cuba. oliriannis@gmail.com
Mario
Gustavo Otero Fernández. Licenciado en Educación en la especialidad de Química.
Doctor en Ciencias Veterinarias. Profesor Auxiliar. Universidad de Granma.
Bayamo. Granma. Cuba. moterof@udg.co.cu
Yareinis
Cambar Antúnez. Ingeniero Químico. Máster en Ingeniería de Procesos Químicos. Empresa
Laboratorio Farmacéutico Líquidos Orales, Medilip. Bayamo. Granma. Cuba. yareca@medilip.biocubafarma.cu
Recibido: 21-04-2024/Aceptado: 12-11-2024
Resumen
La
sábila [Aloe vera (L.) Burm. f.] tiene gran importancia por sus
múltiples aplicaciones. El artículo tiene como objetivo evaluar la calidad
agronómica de la sábila cultivada en la finca La Victoria y de los extractos
etanólicos obtenidos de diferentes partes de la hoja. En la plantación, de 35
meses de edad, se evaluaron las variables: cantidad de hojas con algún tipo de
daño, largo, ancho y masa de las hojas basales. A los extractos etanólicos,
preparados al 20 %, del gel y de la parte externa de las hojas, se les midieron
parámetros químico- físicos. Como
promedio, en cinco hojas por planta se observó la presencia de daños mecánicos. Aunque las hojas alcanzaron
la longitud exigida por los estándares internacionales, no sucedió lo mismo con
el ancho y masa de las mismas, lo que denota la necesidad de mejorar la
agrotecnia del cultivo. El extracto de la parte externa de la
hoja superó al extracto del gel en la cantidad de sólidos totales, de contenido
de polisacáridos y de fenoles totales; sin embargo, ninguno de los dos
extractos cumplió con todas las especificaciones para su uso en la formulación
de suplementos nutricionales a base de sábila. Los datos sugieren emplear ambas
capas de la hoja y aumentar la concentración en masa del extracto para
incrementar el contenido de los compuestos de interés, así como evaluar otros
métodos de extracción y condiciones de cultivo que potencien la producción de
los metabolitos bioactivos.
Palabras
clave: Aloe vera; calidad agronómica; extracto
etanólico; metabolitos bioactivos.
Abstract
Aloe vera [Aloe vera (L.) Burm. f.] is of great
importance due to its multiple applications. The objective of this article is
to evaluate the agronomic quality of the Aloe
vera cultivated in La Victoria farm and of the ethanolic extracts obtained
from different parts of the leaf. In the 35-month-old plantation, the following
variables were evaluated: number of leaves with some type of damage, length,
width and mass of basal leaves. The ethanolic extracts, prepared at 20 %, from
the gel and the external part of the leaves, were measured for
chemical-physical parameters. On average, mechanical damage was observed on
five leaves per plant. Although the leaves reached the length required by
international standards, the same did not happen with the width and mass of the
leaves, which indicates the need to improve the agro-technology of the crop.
The extract from the external part of the leaf exceeded the gel extract in the
amount of total solids, polysaccharide content and total phenols; however,
neither of the two extracts met all the specifications for use in the
formulation of aloe-based nutritional supplements. The data suggest using both
layers of the leaf and increasing the mass concentration of the extract to
increase the content of the compounds of interest, as well as evaluating other
extraction methods and culture conditions that enhance the production of
bioactive metabolites.
Keywords: Aloe vera; agronomic quality; ethanolic
extract; bioactive metabolites.
Introducción
La sábila [Aloe vera (L.) Burm. f.]
actualmente se cultiva alrededor del mundo y se adapta tanto a climas cálidos
como a subcálidos. Un adecuado aprovechamiento de la planta está relacionado
con el contenido de sus componentes bioactivos, con la microestructura y con los
métodos para estabilizar los productos obtenidos a partir del gel, el cual ha
adquirido gran importancia comercial debido a los beneficios para la salud de sus
componentes naturales y por su uso en las industrias cosmética, farmacéutica y
alimentaria (Pérez et al., 2019).
En la industria alimentaria, A. vera
y sus derivados tienen disímiles aplicaciones a partir de la amplia variedad de
propiedades nutricionales: se emplea como complemento alimenticio en jugos,
bebidas, cápsulas y geles; al igual que se consume fresca o como ingrediente en
preparaciones culinarias por su contenido de vitaminas y minerales (Bonilla &
Jiménez, 2016; Acevedo et al., 2017;
Sánchez &
Caballero, 2020, citados por Gutiérrez et al., 2021).
Estructuralmente, la hoja consiste en
tres estratos: el más interno es la capa mucilaginosa o gel, compuesta
fundamentalmente por agua (99-99,5 %), con un pH de 4,5 y con un material
sólido restante (0,5-1,0 %) que contiene
potencialmente compuestos activos como polisacáridos, vitaminas, aminoácidos,
lípidos y esteroles; la capa media posee un látex amarillo que contiene fundamentalmente
antraquinonas antracénicas (10-40 %) y sus glucósidos; por último, la capa más
externa sintetiza carbohidratos (cerca del 25 %) y proteínas (Kaur & Bains,
2024).
En
relación a la capa más externa de la hoja, Munnaf et al. (2022) refieren que esta puede ser una fuente importante
en la prospección de sustancias bioactivas para su aplicación en alimentos y la
medicina, pero existe al respecto un menor conocimiento, comparado con el gel
que ha sido ampliamente estudiado.
En el comercio de la sábila resulta
indispensable la correspondencia entre la demanda y la oferta, no solo en
cuanto a volúmenes del producto, sino en cuanto a la calidad, forma y otras
especificaciones. En caso de exportación, es necesario además tener en cuenta
los requisitos legales de cada país de destino y las normas fitosanitarias
internacionales (Ávila & Díaz, 2002).
Existen evidencias de que los factores
ambientales tienen influencia en el rendimiento de las hojas y en el
crecimiento de las plantas, así como en la cantidad de los compuestos
fitoquímicos (Sadgrove & Simmonds,
2021). Específicamente, la composición química de A. vera puede
variar en relación al genotipo, al clima, a las condiciones de crecimiento y a
los factores geográficos (Kaur & Bains, 2024).
La finca La Victoria ha sido incluida en
el proyecto “Contribución al fortalecimiento de la cadena de valor de la sábila
y el orégano francés (Plectranthus amboinicus (Lour.) Spreng), en la
provincia Granma”, el cual pertenece al Programa territorial “Producción
sostenible de alimentos” y fue escogida para realizar el estudio en el que se
basa este artículo, cuyo objetivo es evaluar la calidad agronómica tanto de la
sábila cultivada en dicha finca como de los extractos etanólicos obtenidos de
diferentes partes de la hoja.
Materiales y métodos
La finca La Victoria está ubicada en el
Barrio Sabanilla, Barranca, municipio Bayamo, provincia Granma y pertenece a la
Unidad Empresarial de Base (UEB) Cultivos Varios Cautillo. La certificación de
la identificación taxonómica de la sábila allí cultivada se realizó por
especialistas del Jardín Botánico Cupaynicú, perteneciente a la Agencia de
Medio Ambiente del Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente (CITMA),
al que se envió una muestra de tres ejemplares seleccionados al azar en la plantación.
El material de siembra consistió en vitroplantas
procedentes de la biofábrica perteneciente a la Empresa de Semillas de Granma,
las cuales tenían certificación de sanidad y calidad. La plantación se realizó
en enero de 2021, a un marco de 1,25 m entre hileras y 0,60 m entre plantas, en
aproximadamente 0,5 ha, distribuidas en siete terrazas. Se cultivó sobre surcos,
en suelo de tipo aluvial, con profundidad efectiva entre los 35 y 55 cm y
topografía llana.
Según los datos aportados por la
Estación meteorológica Bayamo (más cercana a la finca La Victoria), para la
etapa 2021-2023 la temperatura media anual estuvo alrededor de los 25 0C
y el promedio de humedad relativa anual cercano al 70 %. En relación a las
precipitaciones, se observó un período seco, en los meses de noviembre a marzo,
cuando cayó un promedio inferior a 45 mm de lluvia mensual, y uno lluvioso, de abril a octubre, donde se
superaron los 80 mm mensuales, siendo este último el mes de mayor acumulado con
180 mm.
Al momento de la evaluación, el cultivo tenía
35 meses. Mediante el método de bandera
inglesa, en cada una de las terrazas se muestrearon 25 plantas, tomando cinco
al azar en forma de zigzag, en cada uno de los cinco puntos seleccionados
siguiendo las diagonales del terreno. Se evaluaron las variables: cantidad de
hojas que presentaron algún tipo de daño, largo y ancho de una hoja basal (cm,
medida con regla milimetrada).
Luego, en cada parcela, en tres o cuatro
plantas, se colectó una hoja basal para un total de 25 en el cultivo; se trasladaron
al laboratorio de I+D de la Empresa Laboratorio Farmacéutico Líquidos Orales, Medilip,
para la medida de la masa fresca, pesada en balanza (Sartorius TE313 S-DS,
Alemania). Se lavaron con agua potable, luego
fueron desinfectadas con hipoclorito de sodio al 1 %, sumergiendo el material
durante tres minutos en dicha solución y a continuación, fueron lavadas con
agua purificada.
Con cuchillo de acero inoxidable,
desinfectado con etanol al 70 %, se les realizó un corte en la base para
facilitar el lixiviado de aloína, proceso que duró 24 horas, al cabo del cual
fueron nuevamente lavadas con agua purificada. Posteriormente las porciones de
la base que mostraron oxidación fueron eliminadas, se cortaron los bordes
espinosos y el ápice y se separó la capa externa del gel, registrándose en cada
caso la masa.
Los datos fueron procesados mediante el
programa MINITAB versión 17 para Windows, determinándose parámetros de la
estadística descriptiva de las muestras: media, desviación estándar, rango,
cuartiles y estimación del intervalo de confianza para la media y la mediana.
Estos datos fueron comparados con las especificaciones exigidas para el
cultivo.
Se prepararon extractos al 20 % (masa /
volumen). De cada parte se tomaron 200 g de material vegetal, se añadieron 200
mL de etanol al 94 % y fueron mezclados en licuadora (Oster, México) hasta
obtener una mezcla, la cual se trasvasó a un beaker de 1L de capacidad, realizando
un lavado del material adherido con 15 ml del solvente. Se agitó en un
electroagitador (IKA(R)R W16 basic, Alemania) por 5 minutos hasta
homogenizar la preparación y luego se realizó un doble filtrado a través de
gasa estéril.
Se disolvieron los parabenos (metilparabeno:
1,8 g y propilparabeno: 0,2 g) en 20 mL de etanol y se añadieron al filtrado,
agitando por 10 minutos. Se emplearon 15 mL de etanol para arrastrar todo el
contenido. Por último, se enrasó a 1L con agua purificada y se agitó durante 15
minutos hasta total homogeneidad. Cada extracto fue envasado e identificado.
Muestras de los extractos fueron
enviadas al Laboratorio de Investigaciones Analíticas del Centro de Investigación
y Desarrollo de Medicamentos (CIDEM), donde se realizaron los siguientes
ensayos: pH, índice de refracción, densidad relativa, sólidos totales,
contenido de derivados antracénicos totales, polisacáridos y de fenoles
totales.
Análisis
y discusión de los resultados
Los resultados del análisis estadístico
a la muestra de la plantación estudiada se reflejan en las tablas1 y 2. Los
datos presentaron distribución normal y homogeneidad de varianza (valores de p
≥ 0,05). Las plantas
muestreadas tenían alrededor de cuatro a cinco hojas con algún tipo de daño (tabla
1).
Los
estándares de calidad descritos en la Norma Ramal de la Agricultura, NRAG 271 (Ministerio
de la Agricultura (MINAG), 2012) exigen que la hoja de sábila debe presentar
apariencia, color y olor característico de la especie; estar entera, exenta de
magulladuras, turgente; tener consistencia firme y un aspecto fresco; estar
sana, sin manchas o estrías necróticas, materias extrañas visibles; no deben
existir en ella fragmentos de otras plantas o impurezas orgánicas e inorgánicas;
así como no debe presentar niveles detectables de plaguicidas y otros
contaminantes.
En este
sentido, se observó que varias hojas por planta, al presentar algún tipo de
daño mecánico o mancha, no alcanzan tales estándares, lo que denota la
necesidad de mejorar la agrotecnia del cultivo.
Tabla 1. Cantidad de hojas dañadas por planta en 25 muestras por parcela
|
Parcelas |
Cantidad de hojas dañadas (Media ± desviación estándar) |
|
1 |
5,2 ± 2,0 |
|
2 |
4,3 ± 1,2 |
|
3 |
4,9 ± 1,8 |
|
4 |
4,2 ± 1,4 |
|
5 |
4,6 ± 1,4 |
|
6 |
5,1 ± 1,9 |
|
7 |
4,8 ± 1,5 |
Leyenda: Valor p en comparaciones múltiples — 0,810
(no significativo)
Fuente:
elaboración propia.
Pedroza
(2015) plantea que la cosecha de la sábila se inicia a los 18 meses de
establecida la plantación. Las hojas deben tener una longitud de 40 a 60 cm, un
ancho en la base de 10-15 cm y una masa aproximada de 460 g, de forma tal que
se pueden realizar tres cosechas al año. Estos indicadores se tomaron en
consideración para comparar los resultados mostrados en la siguiente tabla.
Para el caso de la variable largo de la
hoja (tabla 2), todos los estadígrafos estuvieron en el rango de las
especificaciones de calidad exigidas (media, mínimo, primer cuartil, mediana y
tercer cuartil), donde, además, con un 95 % de confianza, la mitad de las
muestras se encuentran cercanas al valor máximo del rango pedido. Sin embargo,
no sucedió lo mismo con las variables ancho y masa de la hoja.
En ambos casos, teniendo en cuenta los
valores del tercer cuartil, el 75% de las muestras estaban por debajo del valor
mínimo deseado, lo que significa que en un control de calidad serían
rechazadas, sobre todo por la masa de la hoja de la que depende la elaboración
de diferentes productos a partir del gel que contiene.
Tabla 2. Comportamiento de las variables de
calidad de las hojas de sábila
|
Estadígrafos |
Largo
(cm) |
Ancho
(cm) |
Masa
(g) |
|
Media |
57,11 |
8,42 |
410, 88 |
|
Desviación
estándar |
2,82 |
0,67 |
43,27 |
|
Mínimo
|
50,62 |
7,30 |
331,10 |
|
Primer
cuartil |
56,10 |
7,85 |
385,30 |
|
Mediana |
57,10 |
8,50 |
410,00 |
|
Tercer
cuartil |
58,92 |
8,91 |
434,55 |
|
Máximo |
64,10 |
10,00 |
520,00 |
|
Intervalo
de confianza del 95 % para la media |
55,95-58,28 |
8,14-8,70 |
393,02-428,70 |
|
Intervalo
de confianza del 95 % para la mediana |
56,59-58,00 |
8,00-8,70 |
389,12-420,00 |
|
Valor
de p |
0,075 |
0,786 |
0,392 |
|
Estándar
de calidad |
50-60 |
10-15 |
460 |
Fuente:
elaboración propia.
Sifuentes et al. (2020) informaron que la salinidad del suelo es uno de
los factores que tiene un efecto negativo en el crecimiento y producción de la
hoja de sábila. Observaron, además, que aunque la longitud de la hoja fue
similar ante diferentes condiciones de salinidad, su ancho y grosor fueron
afectados negativamente por el incremento del estrés salino. Lo anterior
pudiera estar asociado con la dificultad para la absorción de agua y de
nutrientes por la planta, lo que ocasionaría la disminución de la biomasa. Sin
embargo, parámetros físico-químicos que determinan la calidad del gel fueron
beneficiados ante condiciones moderadas de estrés.
Los datos aportados en la tabla 3 tienen
importancia en el sentido de que permiten calcular los volúmenes requeridos de
materias primas para el proceso industrial, según los fines que se persiguen.
Tabla
3. Rendimiento por componentes de la
hoja después del lixiviado
|
Estadígrafos |
Masa
total (g) |
Masa
del gel (g) |
Masa
de la capa externa (g) |
|
Media |
408,76 |
325,21 |
85, 55 |
|
Desviación
estándar |
29,37 |
27,04 |
9,66 |
|
Mínimo
|
357,20 |
272,70 |
73,40 |
|
Primer
cuartil |
390,55 |
305,47 |
75,67 |
|
Mediana |
412,30 |
335,40 |
87,45 |
|
Tercer
cuartil |
428,77 |
342,80 |
93,40 |
|
Máximo |
460,00 |
360 |
100,00 |
|
Intervalo
de confianza del 95 % para la media |
389,75- 431,77 |
305,87-344,55 |
78,63-92,46 |
|
Intervalo
de confianza del 95% para la mediana |
389,94 -430.91 |
304,65-344,02 |
75,40-93.40 |
|
Valor
de p |
0,825 |
0,397 |
0,197 |
Fuente:
elaboración propia.
Desde el punto de vista de la calidad
fitoquímica, en la tabla 4 se muestran los resultados del análisis realizado a
los extractos. El empleo de productos naturales a base de sábila en Cuba, sobre
todo como suplemento nutricional, está sujeto al cumplimiento de una serie de
especificaciones que se muestran a continuación. Como se puede apreciar, ambos
extractos están conformes en relación al pH, índice de refracción y contenido
de derivados antracénicos. Sin embargo, la densidad relativa de los extractos
supera los límites en ambos casos.
El extracto de gel al 20 % queda por
debajo de las exigencias en cuanto al contenido de sólidos totales,
polisacáridos y fenoles totales. El extracto de la capa externa presentó un
mayor contenido de polisacáridos, cumpliendo con el rango previsto, y aunque
duplicó el contenido de fenoles totales del extracto de gel, no logró cumplir
con esta especificación de calidad. Los datos sugieren que, para incrementar el
contenido de compuestos de interés, sería válido conjugar ambas capas de la
hoja e incrementar la concentración en masa del extracto. También se pueden
evaluar otros métodos de extracción y seguir evaluando las condiciones de
cultivo que potencien la producción de los metabolitos.
Tabla
4. Características fitoquímicas de los extractos del gel y de la capa externa
|
Parámetros |
Extracto de gel |
Extracto de la capa externa |
Límites permisibles |
|
pH
|
5,3 |
5,5 |
5,2-6,2 |
|
Índice
de refracción |
1,350 |
1,351 |
1,330-1,380 |
|
Densidad
relativa |
0,9617
|
0,9685
|
0,920-0,950 |
|
Sólidos
totales |
0,24
|
0,8 |
0,3-1,0
% |
|
Derivados
antracénicos |
1,4 |
3,7 |
Hasta
8mg/100 mL |
|
Polisacáridos
|
0,01
|
0,44 |
0,1-0,5g
/100 mL |
|
Fenoles
totales |
2,4
|
4,9
|
10-24
mg/100 mL |
Fuente:
elaboración propia.
En ese sentido, Pedroza et al. (2022) evaluaron el efecto de
diferentes contenidos de humedad del suelo sobre el crecimiento, la producción
y la calidad del gel de Aloe cultivado en una región árida de México. Las
muestras regadas con el 72 % del agua tuvieron mayor altura de planta y ancho
de hoja que aquellas regadas al 42 % de la capacidad de campo, mientras que las
plantas con 100 % de riego tuvieron las hojas más largas y más gruesas. Sin
embargo, las muestras cultivadas al 42 % de capacidad de campo presentaron una
mejor calidad del gel: pH (4,94), mayor contenido de sólidos solubles totales y
buen comportamiento del contenido de cenizas.
Por su parte, la variación
del contenido de fenoles presentes en matrices de origen natural puede ser
influenciada por diversos factores que dependen de la naturaleza de la planta
(droga utilizada, variación natural entre plantas, quimio-variedad); de los
factores como la siembra, la cosecha y almacenamiento; así como de los factores
tecnológicos que se encuentran relacionados con los procesos de secado y
extracción (Llauradó et al.,
2020).También
la composición de los polisacáridos de A. vera puede presentar una alta
variabilidad dependiendo de diferentes factores, como la temporada de
recolección (Ahl et al., 2019).
Puia et al. (2021) afirman que las partes de la hoja difieren en la
composición de las principales clases de compuestos bioactivos. Así, la
epidermis verde externa contiene principalmente antraquinonas, preantraquinonas
y sus glicósidos correspondientes, mientras que la región pulpar externa está
formada por compuestos fenólicos (antraquinonas, preantraquinonas, flavonoides,
cromonas, antronas, cumarinas y pironas). La pulpa es rica en acemanano y
compuestos fenólicos. El gel de la pulpa interna de las hojas también contiene proteínas,
vitaminas, minerales y enzimas.
Jovanovi et al. (2023) encontraron que factores como la proporción
sólido-solvente, el tipo de solvente, el tiempo y las técnicas de extracción tienen
un impacto significativo en el contenido de compuestos fitoquímicos y en la
actividad biológica demostrada.
Conclusiones
1.
La sábila cultivada en la finca La Victoria
muestra conformidad con estándares nacionales, pero existen brechas en el
cumplimiento de algunas exigencias internacionales en cuanto a ancho y masa de
la hoja.
2. Los
extractos etanólicos al 20 %, obtenidos de diferentes partes de la hoja,
presentaron diferencias en cuanto a sus características físico- químicas y
fueron no conformes en relación al contenido de fenoles totales.
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