Caracterización de semillas de nopal (Opuntia spp, Cactaceae) y contenido de fenoles, flavonoides y terpenoides en nopalitos.

Abstract

El objetivo de este estudio fue evaluar los cambios en los caracteres físicos de frutos y semillas y en los metabolitos secundarios (MS; fenoles, flavonoides y terpenoides) de los nopalitos como efecto de la variación inter- e intraespecífica del género Opuntia (Cactaceae). La hipótesis fue que los caracteres físicos de frutos y semillas, y los metabolitos secundarios de los nopalitos son inherentes de cada especie que pueden ser alterados como resultado de su humanización. Se realizaron experimentos con un diseño completamente al azar con número variable de tratamientos y repeticiones y un fruto o nopalito como unidad experimental. El tratamiento estadístico de los datos consistió en ANDEVA, comparación múltiple de medias por Tukey (p ≤ 0.05), ordenación (análisis de componentes principales, ACP) y clasificación (conglomerados) multivariable. Se recolectaron frutos de 115 variantes en la Altiplanicie Meridional de México y se les determinó la biomasa de la cáscara, de la pulpa y de las semillas normales y abortadas (deshidratadas); a la pulpa se le midió el contenido de solidos solubles totales (°Brix); a las semillas se les cuantificó su longitud, anchura y grosor, número total, de normales y de abortadas y la dureza de las normales. Los MS se determinaron en extractos metanólicos y hexánicos de nopalitos de 17.5 cm de longitud de 15 variantes de cinco especies de Opuntia spp. y con diverso grado de humanización y analizados por cromatografía líquida en alta resolución. Los frutos de las variantes más domesticadas tuvieron biomasa mayor (p≤0.05) que las intermedias y silvestres. No hubo diferencias significativas en grosor ni en dureza de las semillas. La biomasa del fruto y el número de semillas abortadas fueron las variables de mayor importancia según el ACP y separó a las especies y variantes de acuerdo a un gradiente de biomasa de pulpa y contenido de semillas abortadas. En la clasificación se aprecia la tendencia a mayor contenido de semillas abortadas en O. albicarpa y O. ficus-indica, especies procedentes de ambientes humanizados y con grado mayor de domesticación. En el contenido de MS, O. ficus indica tuvo el contenido mayor de ácidos fenólicos (86.9 µg g-1 MS) y flavonoides (23.3 µg g-1 MS) pero menor de terpenoides (1.9 µg g-1 MS); mientras que O. hyptiacantha tuvo el menor y mayor en ácidos fenólicos (20.8 µg g-1 MS) y terpenoides (5.0 µg g-1 MS), respectivamente, y O. megacantha tuvo menos flavonoides (9.3 µg g-1 MS). La variación intraespecífica de ácidos fenólicos en los nopalitos fue mayor en O. ficus indica y para terpenoides los de O. albicarpa (p ≤ 0.05). Por primera vez se documenta la presencia de los ácidos clorogénico, siríngico y vainillínico en nopalitos de Opuntia. Como resultado de la domesticación de Opuntia existen diferencias significativas en el tamaño de los frutos y en la proporción de sus MS. Las variaciones inter- e intraespecíficas encontradas son muestra de la diversidad del género y como parte del proceso de adaptación y evolutivo de cada una de las especies de Oputia. CHARACTERIZATION OF SEEDS OF PRICKLY PEAR (Opuntia spp., CACTACEAE) AND CONTENT OF PHENOLS, FLAVONOIDS AND TERPENOIDS IN NOPALITOS. _______________ ABSTRACT: The objetive of this study was to evaluate the changes in the physical characters of fruits and seeds and changes in the secondary metabolites (SM; phenols, flavonoids and terpenoids) of nopalitosas effect of the variation inter- and intraspecific of genus Opuntia (Cactaceae). The hypothesis was that the physical characters of fruits and seeds and the secondary metabolites of nopalitos are inherent of each species may be altered as a result of this humanization process. Experiments were carried out with a completely randomized design with variable number of treatments and replications with a fruit or nopalito as experimental unit. The statistical treatment of the data consited of ANOVA, Tukey’s multiple comparisons test (p ≤ 0.05), multivariate ordination (Principal Components) and classification (Clustering Analysis) multivariate. Fruits of 115 variantes in the high plateau of Mexico were collected and the biomass of the skin, pulp, and s normal and aborted seeds (dehydrated) was determined. The content of total soluble solids (°Brix) was measured at the pulp; to the seeds were quantified its length, width and thickness, total number, normal and aborted seeds and the hardness of the normal ones. The SM were determinated in methanolic and hexanic extracts obtained from nopalitos of 17.5 cm in length of 15 variants of five species of Opuntia spp. and with different degree of humanization and analyzed by high-performance liquid chromatography. The fruits of the most domesticated variants had greater biomass (p ≤ 0.05) than the intermediate and wild ones. There was no significant difference in thickness and hardness of the seeds. The biomass of the fruit and the number of aborted seeds were the variables of greater importance according to the PCA and it separated to the species and variants in accordance with a gradient of biomass pulp and content of aborted seeds. Classification shows the trend to higer content of aborted seeds in O. albicarpa and O. ficus-indica, species proceeding from humanized environments and with greater degree of domestication. In the content of SM, O. ficus indica had the higher content of phenolic acids (86.9 µg g-1 DM) and flavonoids (23.3 µg g-1 DM) but less of terpenoids (1.9 µg g-1 DM); while O. hyptiacantha had the lowest and highest in phenolic acids (20.8 µg g-1 DM) and terpenoids (5.0 µg g-1 DM), respectively, and O. megacantha had fewer flavonoids (9.3 µg g-1 DM). Intraspecific variation of phenolic acids in nopalitos was greater in O. ficus-indica and for terpenoids those of O. albicarpa. For the first time documented the presence of acids chlorogenic, syringic and vainillinic in nopalitos of Opuntia. As a result of the domesticaction of Opuntia there are significant differences in the size of the fruits and the proportion of their SM. Inter- and intraspecifics variation found show the diversity of the genre and part of the process of adaptation and evolutionary of each of the species of Opuntia.