Estudio fitoquímico preliminar de la dieta caprina y determinación de flavonoides en leche de cabra

Sandra Cristel Martínez-Villegas¹ iD, Oscar Carmona-Hernández² iD, Micloth López del Castillo-Lozano³ iD, Carolina Barrientos-Salcedo⁴ iD, Ma. Del Socorro Fernández¹ iD, Yadeneyro De la Cruz-Elizondo¹ iD, José Armando Lozada-García¹* iD.

¹Facultad de Biología, Universidad Veracruzana, Circuito Universitario s/n. Zona Universitaria. CP. 91090. Xalapa, Veracruz, México. ²Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad Veracruzana, Circuito Universitario s/n. Zona Universitaria. CP. 91090. Xalapa, Veracruz, México. ³Instituto de Ciencias Básicas, Universidad Veracruzana, Av. Doctor Luis Castelazo, Industrial Las Ánimas. C.P. 91190. Xalapa, Veracruz, México. ⁴Facultad de Bioanálisis Veracruz, Universidad Veracruzana, C. Iturbide s/n, Centro, C. P. 91700. Veracruz, Veracruz, México. *alozada@uv.mx

http://doi.org/10.5281/zenodo.5463088

Bajar cita (RIS): Martínez-Villegas et al., 2021 AyTBUAP 6(23):37-51

Editado por: Yolanda Elizabeth Morales-García (Facultad de Ciencias Biológicas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla)

Fecha de publicación: 06 septiembre 2021

EOI: https://eoi.citefactor.org/10.11235/BUAP.06.23.02

URI: https://hdl.handle.net/20.500.12371/14306

Referencia: Martínez-Villegas SC, Carmona-Hernández O, López del Castillo-Lozano M, Barrientos-Salcedo C, Fernández MDS, De la Cruz-Elizondo Y, et al. Estudio fitoquímico preliminar de la dieta caprina y determinación de flavonoides en leche de cabra. Alianzas y Tendencias BUAP [Internet]. 2021;6(23):37–51. Available from: https://www.aytbuap.mx/aytbuap-623/estudio-fitoquímico-preliminar-de-la-dieta-caprina-y-determinación-de-flavo

RESUMEN

La leche de cabra y sus derivados son importantes a nivel mundial debido a sus componentes nutrimentales que brinda al ser humano. No obstante, existen factores importantes que influyen en la calidad y composición, uno de ellos es la dieta. Se ha reportado que el forraje, además de ser fuente de macronutrientes, puede proporcionar compuestos bioactivos como flavonoides, considerados como antioxidantes. Mediante un estudio etnobológico se identificaron las especies de plantas forrajeras consumidas por cabras en libre pastoreo en la microrregión de Coyopolan, Ixhuacán de los Reyes, Veracruz, entre las cuales destaca la zarzamora silvestre (Rubus adenotrichus). Las plantas identificadas, fueron caracterizadas por un tamiz fitoquímico preliminar. La incorporación de flavonoides en la leche se realizó con la modificación de la dieta en un hato caprino de la raza Alpina; se usó follaje de zarzamora (R. adenotrichus). Se determinaron los cambios bromatológicos de la leche y el contenido de flavonoides durante 30 días que duró el experimento. Los extractos etanólicos de zarzamora mostraron mayor presencia de flavonoides, alcaloides, terpenos/esteroles y en menor grado la presencia de cumarinas y saponinas. Las cabras alimentadas con forraje de zarzamora presentaron incorporación de flavonoides en la leche, sin mostrar diferencias significativas en los parámetros bromatológicos respecto al grupo testigo. La dieta caprina tiene un efecto importante en la incorporación de sustancias bioactivas como los flavonoides, ya que se encontró su presencia en la leche de cabras cuya dieta fue modificada.

Palabras clave: Análisis bromatológico; compuestos bioactivos; extractos; incorporación de flavonoides; plantas forrajeras.

ABSTRACT

Goat milk and its products are very important worldwide due to its nutritional components that it provides to human beings. However, there are many important factors that influence the quality and composition of milk, one of them is the diet of goats. It has been reported that fodder, in addition to providing macronutrients, bioactive compounds such as flavonoids are antioxidants. A botanical study identifies the main species of plants consumed by goats at the Micro-region of Coyopolan, Ixhuacán de los Reyes, Veracruz. Identifying the wild blackberry (Rubus adenotrichus). The plants identified were characterized by a preliminary phytochemical test. The incorporation of flavonoids in goat milk was carried out with the modification of the diet in a goat herd of the Alpinas breed; The quality of the foliage content of blackberry (Rubus adenotrichus). The changes in the bromatological parameters of the milk and the flavonoid content were determined during 30 days of the experiment. The ethanolic extracts of forage plants indicated flavonoids, alkaloids, terpenes / sterols, coumarins and saponins. The extracts of black-berry were the ones with the highest flavonoid content. The goats fed with blackberry forage include the incorporation of flavonoids in the milk produced, without showing differences in the bromatological parameters with respect to the control group. The goat diet plays an important role in the incorporation of bioactive substances such as flavonoids because it is found in the milk of the goat, whose activity is related to the dietary.

Keywords: Bromatological analysis; bioactive compounds; forage plants; incorporation of flavonoids.

INTRODUCCIÓN

La dieta forrajera de los rumiantes productores de leche ha sido de interés en investigaciones en los años recientes. Esto se debe a que la leche tiene gran importancia en el consumo humano, se estima que en México se produjeron cerca de 162 mil litros de leche caprina en 2019 [1]. De acuerdo con los datos presentados por el SIAP esto fue equivalente a un millón de litros, de los 70 millones reportados de la producción total de leche caprina y bovina del total anual del país [2]. Cabe mencionar que en el país se tiene un reporte de 8,791,894 cabezas de ganado caprino [3], lo cual lo coloca dentro de los países de mayor producción caprina en el continente. Dada la importancia de este animal, los estudios actuales se han centrado en la dieta caprina y cómo se incorporan sustancias con posible actividad biológica [4, 5]. Entre estas sustancias se pueden destacar los polifenoles, y en particular los flavonoides, los cuales favorecen la protección contra los radicales libres e inclusive de metales pesados, ejerciendo una función como antioxidantes [6, 7]. Estudios previos han demostrado que las dietas enriquecidas y de libre pastoreo en cabras aportan estos metabolitos a la leche y posteriormente al queso [8, 9]. Se ha observado que la dieta con plantas ricas en fenoles incrementa significativamente la presencia de compuestos fenólicos [10, 11]. El objetivo de este trabajo fue determinar la flora dietaria de cabras en libre pastoreo y evaluar la incorporación de zarzamora en la dieta en cabras alpinas estabuladas como fuente de flavonoides y el efecto de ésta en los parámetros bromatológicos de la leche mediante un estudio controlado.

METODOLOGÍA

Área de estudio

La primera parte del estudio se realizó en comunidades de la microrregión de Coyopolan que forma parte del municipio de Ixhuacán de los Reyes, Veracruz, México, ubicadas entre los 1580 msnm con una Latitud de 19.3° N y Longitud de 97.0° E. La segunda parte del experimento se llevó a cabo en el rancho “Don Nelo”, ubicado en la localidad de Pacho Viejo, municipio de Coatepec, Veracruz. Para su producción, el rancho cuenta con un hato de 70 cabras lecheras (Capra aegagrus hircus), de las razas Saanen y Alpina.

Estudio etnobiológico de la dieta forrajera caprina

La primera parte del trabajo consistió en el estudio del consumo de plantas por las cabras. Se realizó con la aplicación de encuestas a los caprinocultores de la región, con el fin de determinar las plantas que consumían las cabras con mayor frecuencia. También se realizó el seguimiento y observación directa del forrajeo de las cabras durante el pastoreo diurno. Las plantas referidas por los caprinocultores fueron colectadas e identificadas con ayuda de expertos botánicos y de los herbarios del Instituto de Ecología A. C. (XALU) y del herbario de la Facultad de Biología Xalapa de la Universidad Veracruzana (XAL).

Fitoquímica preliminar de las plantas forrajeras identificadas en la dieta caprina

Se realizó la determinación fitoquímica preliminar de las diferentes muestras de las plantas forrajeras identificadas. Todo el material vegetal fue secado a 50 ºC hasta peso constante, para posteriormente ser triturado manualmente hasta obtener un polvo fino. La extracción de los metabolitos secundarios se realizó mediante reflujo continuo en equipo Soxleth utilizando etanol como solvente en una relación de 10 g de material vegetal y 300 mL de solvente [12]. El extracto crudo fue concentrado a presión reducida en rotavapor. Posteriormente, los metabolitos secundarios fueron identificados mediante pruebas cualitativas estándares, identificando la presencia de alcaloides, flavonoides, cumarinas, saponinas, además de terpenos y esteroles [13]. Así, los compuestos de tipo alcaloide fueron identificados con las pruebas de Mayer, Dragendorff, y Wagner. Los flavonoides por las pruebas de reacción al ácido sulfúrico, al cloruro férrico y la prueba de Shinoda. En el caso de las cumarinas, por su fluorescencia a la luz UV, seguida por la reacción al hidróxido de sodio al 10%; en caso de dar reacción negativa se reportaron como no determinadas. Las saponinas se identificaron por la prueba de la espuma, si esta permanecía por más de 20 minutos se procedió a realizar la prueba de Lieberman. Finalmente, para los compuestos de tipo terpénico y/o esteroles se realizó la prueba de Lieberman-Bouchard [12, 13].

Incorporación de flavonoides en la leche de cabra

La segunda parte del trabajo se realizó con el follaje de zarzamora (Rubus) incorporado a la dieta de las cabras, la cual fue seleccionada con base en el estudio etnobiológico, dado que fue el género con mayor número de especies consumidas por el ganado caprino, además de contener flavonoides. Éste se realizó con cabras estabuladas de la raza Alpina, en el Rancho Don Nelo, se seleccionaron 10 cabras cuidando la homogeneidad en cuanto a la edad, época de parto, tipo de parto, número de lactación, y nivel de producción de leche [14]. Se formaron dos grupos de cinco cabras cada uno (grupo A y grupo B) para someterlas a una dieta controlada. La dieta base para ambos grupos consistió en 1.8 kg de cáscara de naranja fresca, 0.5 kg de paja seca, 3 kg de pasto verde. El experimento tuvo una duración de 30 días dividido en tres periodos de 10 días cada uno. Los primeros 10 días se alimentaron ambos grupos de cabras con la dieta base. Del día 11 al 20 a la dieta del grupo A se le adicionó 1.8 kg de follaje de zarzamora (R. adenotrichus), mientras que el grupo B se mantuvo con la dieta base. En los últimos 10 días de experimentación, del día 21 al 30, ambos grupos fueron nuevamente alimentados con la dieta base.

Contenido de flavonoides totales y análisis bromatológico de la leche de cabra

Durante los 30 días de experimentación se tomaron muestras de 500 mL de leche por cabra diariamente. Las muestras fueron colectadas asépticamente y almacenadas en congelación hasta su análisis.

El contenido de flavonoides totales en las muestras de leche se determinó espectrofotométricamente mediante la reducción con cloruro de aluminio (AlCl₃) [15, 16]. Primeramente, la precipitación de las proteínas y separación de las grasas mediante el método de Hewedi [17] con algunas modificaciones: se mezclaron 5 mL de leche con 10 mL de etanol al 96% durante 5 minutos, para posteriormente centrifugar la mezcla a 3500 rpm por otros 5 minutos. Posteriormente, se recuperó 1 mL del sobrenadante etanólico que contiene los flavonoides y se hizo reaccionar con un volumen igual de AlCl₃ al 2% en etanol. La reacción se dejó continuar durante 60 minutos a temperatura ambiente en oscuridad; transcurrido este tiempo, la mezcla se leyó en un espectrofotómetro a 420 nm. La concentración de flavonoides se determinó contra una curva de calibración realizada con diluciones de quercetina equidistantes en 5 μg/mL en el rango de 0 a 50 μg/mL. Todas las pruebas fueron realizadas por triplicado, y los resultados fueron analizados mediante una prueba de ANOVA de comparación de grupos con prueba post hoc de Tukey en el software Statistica 10.

El análisis bromatológico de las muestras de leche de cabra se realizó utilizando el equipo Lactichek LC-02 (Page y Pederson Inc., USA). Se tomaron 20 mL de cada muestra de leche a temperatura ambiente y se analizaron como lo sugiere el fabricante. El equipo, basado en un análisis ultrasónico, proporciona directamente los resultados de contendido de grasas (CG), contendido de solidos no grasos (SNG), densidad (D), contenido de proteína (CP) y contenido de lactosa (CL) [18, 19]. Todos los análisis se realizaron por triplicado y los resultados fueron evaluados estadísticamente mediante un análisis de varianza de comparación de grupos con una prueba post hoc de Tukey con el programa estadístico Statistica 10.

RESULTADOS

Estudio etnobiológico de la dieta forrajera caprina

Se identificaron 19 especies de plantas forrajeras, que componen la dieta caprina, entre las que destacan el escobo (Baccharis conferta), jarilla (Baccharis sp.), hierba dulce (Lippia dulcis), zarzamoras (Rubus adenotricus, R. coriifolius, R. fruticosus), cardo santo (Cirsium lappoides), apantle (Lozanella enantiophylla), eliotropo (Lantana camara, L. hirta), pesma (Pteridium aquilimun), hierba del ángel (Cuphea nitidula), selaginella (Sellaginella sp.), caña agría (Gunnera mexicana), mimosa blanca (Mimosa albida), hoja ancha (Schitocarpha bicolor), marangola (Clethra mexicana), tlalchichinole (Tournefortia hirsutissima) y Miconia affi. Glaberrima.

Fitoquímica preliminar de la dieta caprina

En la Tabla 1, se muestran los resultados del estudio fitoquímico preliminar de las especies forrajeras identificadas en el estudio etnobiológico. La mayoría de las especies mostraron presencia de alcaloides, terpenos/esteroles, así como saponinas y cumarinas.

Análisis del contenido de flavonoides totales en la leche

El contenido de flavonoides durante los primeros 10 días del ensayo fue similar entre los dos grupos de cabras; a partir del día 15, se empieza a notar el incremento de flavonoides en el grupo A (Figura 1). Se observaron diferencias significativas (p < 0.05) para el contenido de flavonoides entre ambos grupos durante el periodo de tratamiento con forraje de zarzamora. Estos resultados parecen indicar que existe incorporación de flavonoides en la leche por efecto de la dieta a la cual estuvieron sometidas las cabras, sobre todo al final del experimento.

Análisis bromatológico de la leche de cabra

En la leche de las cabras que se alimentaron con el follaje de zarzamora (grupo A), se observó una fluctuación heterogénea en el porcentaje de grasa (Figura 2), con alrededor de cinco picos máximos, con elevado porcentaje de grasa. El menor porcentaje de grasa (1.76%) se observó al día 13, mientras que el mayor porcentaje se observó en el día 24 con un 8.21%. En el caso del grupo B, la fluctuación en el porcentaje de grasa también fue heterogénea y similar al grupo A, obteniendo un mínimo de 1.32% entre los días 10 y 13. El porcentaje de sólidos no grasos (SNG) mostró una fluctuación similar, sin diferencias significativas (p<0.05) entre ambos grupos de cabras (Figura 3).

Respecto a la densidad de la leche, entre los dos tratamientos A y B, se observó una fluctuación heterogénea a lo largo del estudio (Figura 4). No obstante, en el tratamiento A, se presentó un máximo en el día 13, mostrando un valor de 1.0359 g/cm³, mientras que en el tratamiento B su valor mayor se observó en el día 19 con 1.03245 g/cm³; posteriormente la densidad se comportó de manera similar al tratamiento A. Finalmente, el contenido de lactosa de las leches fue similar entre los grupos (Figura 5), desde el inicio hasta el final del estudio, con dos variaciones en su porcentaje durante el tratamiento con R. adenotrichus. El porcentaje mayor observado en el grupo A fue de 5.9% y el menor de 4.05%.

El contenido de proteína en ambos tratamientos mostró comportamientos similares dentro de los días del 1 al 10, antes de la incorporación del follaje en su dieta (Figura 6). A partir del día 10 el contenido de proteína mostró variación y diferencia significativa respecto al tratamiento A, estos valores se observaron del día 13 al 25. El mayor contenido de proteína en la leche se observó en el tratamiento A con 3.77 % y la menor concentración fue de 2.45 %, mientras en el tratamiento B, la mayor cantidad de proteína fue de 3.48 % y el menor de 2.58 %.

DISCUSIÓN

Durante el estudio etnobiológico preliminar se registraron 19 especies forrajeras, algunas de las cuales ya han sido reportadas anteriormente, entre ellas la mimosa, especies de los géneros Baccharis, Selaginela, y P. aquilimun ([7, 20, 21, 22, 23]. De acuerdo, a los resultados preliminares de los extractos etanólicos, los flavonoides se encontraron presentes en la mayoría de estos, principalmente en las especies de Rubus de las cuales se ha reportado que contienen altas concentraciones de flavonoides [24]. Los metabolitos secundarios como fenoles y flavonoides, principalmente se pueden incorporar a la leche a través de la dieta de forrajes silvestres o controlados [4, 7, 10]. La alimentación controlada a las que fueron sometidas las cabras Alpinas de este estudio evidenció que los flavonoides han sido incorporados a la leche caprina y que estos fueron persistentes en los días post dieta. Estos resultados concuerdan con lo reportado por Delgadillo-Puga et al. [10], quienes observaron la incorporación de compuestos fenólicos a través de una dieta rica en Acacia farnesiana. Así, la leche de cabra enriquecida de esta manera con flavonoides pudiera ser considerada potencialmente un alimento funcional [4, 25, 26].

Otros estudios similares han reportado que el porcentaje de grasa se ve favorecido por la incorporación de algunas plantas forrajeras en la dieta de la cabra; por ejemplo, se ha observado un incremento de hasta un 4.23% al alimentarlas con morera, 3.92% con sorgo negro y un 3.65 % con estrella franciscana [27]. Sin embargo, Noguera et al., [28], reportan que la composición de la leche de cabras Alpinas y Saanen, después de incorporar diferentes dietas por 90 días, no mostraron diferencias significativas (p<0.05) en el contenido de grasa y proteína, lo cual coincide con este estudio, que a pesar del tratamiento con R. adenotrichus no se encontraron diferencias en el contenido de grasas. Se ha reportado que el contenido de sólidos no grasos puede variar de acuerdo con la raza y la dieta a las cuales estén sometidas las cabras [29]. En este estudio se encontró que el porcentaje de proteína en la leche de cabras alimentadas con zarzamora se encuentra dentro del rango reportado por otros autores [27].

CONCLUSIONES

Un total de 19 especies forrajeras fueron identificadas durante el tiempo que duró el trabajo, siendo el género Rubus el más representativo con tres especies consumidas por el ganado caprino. La suplementación de la dieta con follaje de zarzamora (R. adenotrichus) en el experimento controlado permitió la incorporación de flavonoides en la leche de las cabras, con un incremento a partir del tercer día de su suplementación en la dieta. Además, no se observó que la suplementación con follaje de R. adenotrichus afecte significativamente los demás parámetros bromatológicos de la leche. La leche de cabra enriquecida de esta manera con flavonoides tiene el potencial para ser considerada como un alimento funcional.

CONFLICTO DE INTERESES

Los autores declaran que no tiene intereses económicos en competencia o relaciones personales que pudieran influir o intervenir en este trabajo.

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos principalmente a los caprinocultores de la microrregión de Coyopolan por abrirnos sus puertas, brindarnos la confianza, para realizar este proyecto de investigación. Así como al rancho “Don Nelo” a cargo del Lic. Ignacio Cambambia González, por permitirnos realizar los experimentos con sus cabras.

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