propiedades fisicoquimicas del polen colombia

II Congreso Iberoamericano sobre Seguridad Alimentaria V Congreso Español de Ingeniería de Alimentos

Barcelona, 5 a 7 de Noviembre de 2008 © CIMNE, España 2008

ORIGEN BOTÁNICO PROPIEDADES FISICOQUIMICAS MICROBIOLÓGICAS DEL POLEN COLECTADO EN ALGUNAS ZONAS APÍCOLAS DE LA CAMPIÑA

DE BOYACÁ

G. Salamanca Grosso*1; C. R Pérez Figueredo2; E. F. Vargas González1

1Grupo de Investigaciones Mellitopalinológicas y Propiedades Fisicoquímicas de Alimentos

Universidad del Tolima Email: [email protected] +57(8) 2669162

Barrio Santa Helena A.A. 546 Colombia 2Escuela de Ciencias Químicas

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia Avenida Central del Norte. Tunja

Email: [email protected] Teléfono: +57 (8) 422174/76 Tunja Boyacá Colombia

Palabras clave: Alimentos. Apis mellifera. Ecología. Flora apícola. Polen. Colombia. Boyacá. Resumen. El polen para las abejas es virtualmente la única fuente de proteínas, sustancias, grasas, minerales y vitaminas que son necesarios durante la producción del alimento larval y para el desarrollo de abejas que han emergido recientemente. Una colonia fuerte colecta alrededor de 35 Kg/polen año. Dado el uso del polen como fuente de aminoácidos y proteínas y el creciente mercado del producto en Colombia, se ha adelantado un estudio tendiente a la valoración de la relación planta insecto y origen floral del polen colectado por A. mellifera en las principales zonas y enclaves de la geografía boyacense, obteniéndose una relación de taxones entre las que se distingue Citharexylum fructicosum; Weimania tomentosa (Cunoniaceae), Vallea stipularis M. (Eleocarpaceae), Miconia squamosa (Melastomataceae); Galtheria sclerophyla (Ericaceae), Eucalyptus globulus L. y Myrciantes leucoxyla (Myrtaceae), Zea mays (Poaceae), Miconia squamosa (Melastomataceae), Brasicca campestris (Cruciferae), Acacia decurrens W. (Mimosaceae), Hesperomeles goudiana (Rosaceae), Oreopanas floribundum (Araliaceae), Dodonea viscosa (Sapindaceae), Alnus acuminata H.B.K. (Betulaceae) y Puya sp (Bromeliaceae) principalmente. El trabajo se extendió a las provincias de Lengupá, Marquez Norte, Neira, Ricaute, SugamuxÍ, Tundama y Valderrama. Las cargas de polen evaluadas son variables en su composición, identificándose de 3 a 7 cargas distintas en apiarios establecidos en la misma zona. Estas cargas se han codificado usando la escala internacional Pantone 747XR. El sistema de producción ha sido evaluado siguiendo criterios de buenas prácticas apícolas (BPA). El producto es de alto valor biológico, requiere de secado. Se destaca el contenido de proteína y vitamina A. El producto es microbiológicamente estable con bajos contenidos en levaduras. El polen húmedo se puede conservar bajo congelación. Cambios en la actividad de agua y humedad relativa contribuyen a su deterioro en algunos casos con evolución de aflatoxinas. Se ha incluido la valoración fisicoquímica tanto de polen corbícular y alveolar.

Salamanca, G. G.; Pérez, F. C; Vargas, G. E.

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1. INTRODUCCION El polen se ha definido como el elemento germinal masculino, producido en las anteras de las flores indispensables para la fecundación y consiguiente transformación de la flor en fruto; desde el punto de vista morfológico su aspecto y propiedades sensoriales de aroma, color, textura y tamaño están en función de su origen botánico. Según sea éste las tonalidades van desde el verde al naranja y desde el amarillo al marrón, en algunos casos se pueden observar pólenes violáceos y café obscuro. El espectro del sabor igualmente es amplio, algunas muestras de polen presentan sabores intensamente dulzainos o ligeramente amargos con tonos astringentes. El aroma, es característico de cada flor; desde el punto de vista de la producción, la mejor zona es aquella que no depende de una floración única, sino que se suceden ofertas de néctar y polen capaces de proporcionar recursos abundantes que superen las necesidades de la colonia. [1],[2]. El proceso de colecta es realizado por las abejas según sean sus preferencia y las necesidades de la colonia; el producto es sometido a un proceso de aglomeración para su trasporte a la colmena donde es introducido como fuente de proteínas y nutrientes en el desarrollo de la cria y sustento de la colonia; según sea el origen y disposición final se puede clasificar en polen corbícula y alveolar. El material colectado en trampas por los apicultores es el corbícular, que luego es removido, seleccionado y sometido a un proceso de secado para reducir su actividad de agua e incrementar la vida útil, mientras que el dispuesto en los panales para su maduración es el alveolar. Estos dos tipos de muestras presentan diferencias fisicoquímicas y nutricionales diferentes. En general el polen es la única fuente de proteínas para la colmena, aporta vitaminas A, B, K y E, además de fósforo, cloruros, flúor, potasio, magnesio, calcio, sodio hierro y manganeso entre otros. [3],[4]. El tamaño del polen es igualmente variable, en algunas familias se agrupan como una masa compacta que se conoce como polinias, con tamaños que varían entre 2.5-250 µm. En el grano de polen se distinguen dos membranas: la exina, gruesa impregnada de cutina, lleva pliegues, apéndices y le da un aspecto muy variado al grano. La segunda capa es la íntima, de naturaleza celulósica transparente, extensible y delgada. Estas capas cubren dos tipos distintos de celular una vegetativa provista de protoplasma abundante en reservas nutritivas. En algunos países de la unión europea, se ha hincado la comercialización de extractos de pólenes de diversas especies vegetales. Las fracciones hidrosolubles inhiben in vitro el crecimiento de las células prostáticas tumorales. El fraccionamiento biodirigido, ha permitido separar el acido 2,4-dihidroxi-2H-1,4-benzoxacin-3(4H)-ona responsable de las propiedades inhibitorias. Se ha demostrado que el extracto total disminuye la hipertrofia prostática en ratas. En humanos no modifica los niveles de LH, FSH, de testosterona ni hidrotestosterona. Pacientes con adenoma prostático, han demostrado que el suministro de polen permite la reducción de nicturia y residuo posmiccional, a largo plazo reduce el diámetro antero-posterior de la próstata [5],[6]. En Colombia existe una importante actividad apícola, con cerca de 2300 apicultores que derivan su sustento en la cosecha y beneficio de miel (90%), polen y producción de reinas (10%). El país posee cerca de 44.000 especies de plantas fanerógamas superiores, todas ellas


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de interés apícola, sin embargo los estudios relacionados con la composición de polen aun no ha sido considerado. Este producto actualmente ofrece mayor rentabilidad productiva en las explotaciones entre 1700 a 2500 m.snm. con niveles de producción entre 35 a 45 kg/polen colmena año y ha ganado importancia en el mercado como suplemento nutricional.

2. MATERIALES Y METODOS 2.1 Zona de estudio: El trabajo se ha extendido a las provincias y enclaves de las provincias de Lengupá, Márquez Norte, Neira, Ricaute, Sugamuxí, Tundama y Valderrama, en el departamento de Boyacá, donde prevalecen condiciones biogeográficas que van desde el bosque seco montano bajo y a las consociaciones de bosque húmedo montano bajo, pluvial montano bajo y páramo pluvial andino. Se estudio la relación planta insecto y origen floral del polen como fuente de alimentos de las abejas A. mellifera. 2.2 Relaciones planta insecto: A partir de la disponibilidad de flora en las zonas de estudio se adelantó un programa de explotaciones apícolas para polen, evaluando en cada caso calendarios florales, la oferta polínica de los taxones establecidos en las zonas de estudio y la eficiencia de los sistemas de colecta. Propiedades fisicoquímicas y microbiológicas: Se realizaron determinaciones para los parámetros de de humedad, actividad de agua (aw), pH, acidez total, proteína, extracto etéreo total, azucares reductores, fibra cruda, dietética y cenizas, entre los elementos minerales se determinó el contenido de zinc, hierro, cobre, sodio, potasio, calcio, magnesio y fosforo; el trabajo incluyo el perfil de ácidos grasos, en todos los casos se siguieron las directrices del manual analítico AOAC [7]. Sobre una muestra integrada de polen se determinó el contenido de ácidos grasos; además de los parámetros sensoriales de aroma, color, sabor y textura y para polen seco se establecieron rangos granulométricos de clasificación. Se consideró el volumen de producción de apiarios establecidos en las localidades de Belén, Cerinza y Santa Rosa de Viterbo, los criterios de aceptación y mayor demanda del producto entre los consumidores como criterio analítico de las determinaciones En la clasificación de cargas por colores se usó la escala internacional Pantone 747XR y estándares de clasificación de usando software Munsell conversión 8.03; con el recuento de aerobios totales, NMP y contenido de mohos y levaduras se completo el trabajo de caracterización [8]. 3. RESULTADOS El examen macro y microscópico de las diferentes cargas de polen evaluadas, demostró que éstas presentaban una composición heterogénea que van desde 3 a 7 tipos distintos. Las principales especies de plantas de interés apícola en la zona de estudio corresponden a las siguientes especies: Citharexylum fructicosum; Weimania tomentosa (Cunoniaceae), Vallea stipularis M. (Eleocarpaceae), Miconia squamosa (Melastomataceae); Galtheria sclerophyla (Ericaceae), Eucalyptus globulus L. y Myrciantes leucoxyla (Myrtaceae), Zea mays (Poaceae), Miconia squamosa (Melastomataceae), Brasicca campestris (Cruciferae), Acacia


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decurrens W. (Mimosaceae), Hesperomeles goudiana (Rosaceae), Oreopanas floribundum (Araliaceae), Dodonea viscosa (Sapindaceae), Alnus acuminata H.B.K. (Betulaceae) y Puya sp (Bromeliaceae). La humedad de las muestras de polen fresco es variable y van del 14.8 a 18.6% y están en función de la temperatura y humedad relativa del entorno y frecuencia de recolección. El polen fresco es de carácter acido, posee una textura blanda que se altera en el polen deshidratado pasando a ser ligeramente dura. La operación de secado por convección con aire caliente, para polen corbícular se reduce de manera importante hasta niveles que van desde 5.45 a 6.30% (Tabla 1). En el polen alveolar de las cámaras de cría la humedad media es del orden de (12.3 ± 1.00) % , el producto es estable debido a las condiciones térmicas del entorno en la colmena y la adición de miel que reducen la actividad de agua y microbiana. Es importante destacar la alta acidez desarrollada el polen de panal por procesos de fermentación y maduración con liberación de aminoácidos libres. El comportamiento global de cada uno de los grupos de polen analizados se muestra en la figura 1. El análisis granulométrico de polen seco principalmente corresponde al rango de tamices de 2.8/2.0 mm (67%), 2.0/1.4 mm (31%) y < a 1.4 mm (1.1%)

150

200

250

300

350

400

450

3.6 4.1 4.6 5.1 5.6pH

Aci

dez

tota

l (m

eq/K

g)

Seco Humedo Alveolar

Figura 1. Relación entre el pH y la acidez total en muestras de polen húmedo seco y polen alveolar de la zona altoandina de Boyacá

La fracción proteica del polen le confiere un alto valor biológico, el contenido de minerales y la reducida fracción grasa lo convierten en un alimento funcional si se tiene en cuenta el aporte de vitaminas y fibra. En el polen seco se presentan valores de acidez total en meq/Kg

que oscilan entre 185 a 295 y pH entre 4.22 y 5.23; en polen fresco presenta acidez variable entre 156 a 391 meq/Kg y pH´s de 3.79 a 5.11; en las muestras removidas de alveolos, estos


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parámetros varían desde 214 a 350 y 3.75 a 4.00 respectivamente. Parámetros Sta Rosa de Viterbo Belén Cerinza Humedad 6.30±1.21 5.45± 1.41 5.82± 1.17 Extracto Etéreo 2.48±0.36 2.74±0.57 2.63±0.48 Proteína 17.8±2.30 16.2±1.22 17.1±1.52 Fibra cruda 5.48±0.86 4.71±1.10 5.12±1.12 Fibra dietética 19.4± 0.77 18.6±1.31 19.1±1.22 Cenizas 2.35±0.12 2.70±0.21 2.65±0.17 Acidez (meq/Kg) 365.8 371.5 351.4 Actividad de agua 0.361 0.349 0.350

Tabla 1. Análisis proximal de muestras de polen seco de Boyacá

Parámetros Sta Rosa de Viterbo Belén Cerinza Calcio 43.2 42.2 44.8 Cobre 1.71 1.62 1.16 Fosforo 153.8 193.8 201.6 Hierro 222.1 243.2 257.6 Magnesio 8.16 9.85 9.16 Manganeso 7.41 8.81 8.20 Potasio 511.0 495 513.1 Sodio 221.1 205.1 211.3 Zinc 16.2 28.9 31.1

*mg/100g en base seca

Tabla 2. Composición mineral media de cargas de polen de Boyacá

La fracción lípidica para el caso de los ácidos grasos (Tabla 3), presenta una relación de ácidos grasos del orden de 1.70 con un aporte de acido oléico, linoléico y linolénico, que son esenciales en la dieta humana.

Acido graso Tipo % Cáprico C10:0 3.51 Láurico C12:0 0.92 Mirístico C14:0 0.86 Palmítico C16:0 11.3 Esteárico C18:0 5.14 Oleico C18:1 16.8 Linoléico C18:2 32.6 Linolénico C18:3 15.6

Tabla 3. Ácidos grasos en muestra integrada de polen de Boyacá


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En muestras de polen corbícular se suelen presentar hongos del género Alternaria, uno de los hongos con mayor abundancia en el ambiente. Su inhibición puede o no atribuirse a un efecto inhibidor por parte de sustancias antimicóticas y secreciones de las abejas así como de la acción antimicrobiana de la miel, atribuida a su bajo pH, alta osmolaridad, actividad enzimática de peroxidadas vía glucosa oxidasa y presencia de ácidos aromáticos y compuestos fenólicos. [9]. En la tabla 4 se relaciona el contenido de aerobios mesófilos, mohos y levaduras en diferentes cargas de polen alveolar y corbícular colectados en la comarca de Boyacá.

Polen/tipo Localidad Aerobios mesofilos

(ufc/g)

NMP (ufc/g)

Mohos y Levaduras (ufc/g)

Fresco/alveolar Belén 517000 3 140000Cerinza 1200000 3 160000Santa Rosa 864667 3 175000

Seco/alveolar Belén 108500 3 8450Cerinza 98000 3 47600Santa Rosa 49300 3 8350

Fresco/alveolar Belén 44450 3 2200Cerinza 7400 3 47000Santa Rosa 2200 3 2200

Tabla 4. Características microbiológicas típo de pólenes de la zona altoandina de Boyacá 4. CONCLUSIONES En Colombia la demanda de polen como suplemento alimentario y nutricional ha permitido la generación de una cadena de comercialización que viene ganando mercados locales regionales e internacionales, que demandan estudios de calidad y estabilidad por parte de los consumidores. La calidad microbiológica del polen está en función de la humedad relativa y contenido de humedad. Las características fisicoquímicas para los tipos de polen (húmedo, seco y alveolar) posibilitan su clasificación de manera independiente a su origen biogeográfico. Las muestras de polen cosechadas en la campiña de Boyacá ofertan nutrientes y minerales como parte de un suplemento a través de dietas balanceadas para personas hipertensas gracias a la relación sodio/potasio. Como aporte de proteínas a las dietas normales, el polen constituye una alternativa importante. REFERENCIAS [1]. González-Benavente, F., (1984). El polen apícola Español. Composición botánica y características fisicoquímicas. Memorias I Congreso Nacional de Apicultura. Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentación. 31-46. Publicaciones de Extensión Agraria. Madrid. [2]. Salamanca G. G; Hernández, V. E.; Vargas, G. E. El polen en el sistema de puntos críticos cosecha propiedades y condiciones de manejo. 2002. www.apiservices.com


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[3]. Munitaegui, S.; Sancho, T.; Terradillos, L.; Huidobro, J.; Simal-Lozano, J. Composición del polen apícola. En: Vida Apícola 59: 44-48. 1993. [4]. Serra Bonvehí, J.; Gonell-Galindo, J.; Gomez-Pajuelo, A. Estudio de la composición y características físico-químico del polen de abeja. En: Alimentaria. Pp. 63-67. (1986). [5]. Serra Bonvehi,J.; MartiI Casanova, T. Estudio analítico para determinar la humedad del polen. Anal. Bromatol. 39, Pp.339 -349. (1987). [6]. Serra Bonhevi, J.; Escura Pesudo, F.; Giner Pallares, J. La détermination quantitative des acides aminés libres dans les pollens apicoles a l'aide de la chromatographie en phase gazeuse, chromatographie liquide haute performance et spectrophotométrie. Ann. Fals. Exp. Chim., 84 (897), 153-166. (1991). [7]. AOAC. Official Methods of Analysis, 18th Ed. (2006). [8]. FAO. Manuels sui le contrôle de qualité des produits alimentaires. Analyse microbiologique microbiologique. Ed.1 Part. 4. (14). (1981). [9]. Bertha Baldi, C. B.; Grasso, D.; Chaves, P. S.; Fernández, G. Caracterización bromatológica del polen apícola argentino. Revista Ciencia, Docencia y Tecnología 29. (145-181). Año XV (2004).

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