ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

 

 

 

Carbohidratos solubles en cuatro variedades de morera (Morus alba Linn.)

 

Soluble carbohydrates in four varieties of mulberry (Morus alba Linn.)

 

 

 

D.E. García 1 , María G. Medina2 y F. Ojeda1

1Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey Central España Republicana, CP 44280, Matanzas, Cuba
E-mail: DGarcia@indio.atenas.inf.cu
2Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA), Edo. Trujillo, Venezuela

 

 

 


RESUMEN

Con el objetivo de cuantificar el contenido de carbohidratos solubles totales (CHS) en cuatro variedades de morera, sometidas a cortes continuos cada 90 días, se llevó a cabo una investigación en un diseño de bloques al azar con arreglo factorial 4 x 4 y cinco repeticiones. Los CHS se encontraron en las hojas en un rango de 11,78 a 19,85% MS y en los tallos tiernos las concentraciones oscilaron entre 3,86 y 10,92% MS. En todos los casos la interacción variedad por fertilización fue significativa (P<0,05). En el período poco lluvioso los niveles de CHS en las hojas y los tallos tiernos de todas las variedades fueron máximos con 300 kg de N/ha/año y las menores concentraciones correspondieron a las variedades Indonesia y Acorazonada. En la época de lluvia no se observó una tendencia definida entre las variedades en ambas partes de la planta y las variedades Acorazonada y Cubana exhibieron la mayor variabilidad entre los niveles de fertilización. En todos los casos, del total de glúcidos presentes en Morus alba la mayor cantidad de CHS se encontró en forma de compuestos de considerable peso molecular (polisacáridos) solubles en etanol (>70%), los cuales presentaron una dinámica adecuada con la fertilización. Se concluye que las concentraciones de CHS en M. alba mostraron diferencias sustanciales entre las hojas y los tallos tiernos.

Palabras clave: Carbohidratos, metabolitos, Morus alba.


ABSTRACT

A research was carried out in a randomized block design with 4 x 4 factorial arrangement and five repetitions in four varieties of mulberry subject to continuous cutting every 90 days. The objective of this work was to quantify the content of total soluble carbohydrate (TSC). TSC were found in leaves in arrange of 11,78-19,85% DM and in fresh stems the concentrations varied between 3,86-10,92% DM. In all cases the variety x fertilization interaction was significant (P<0,05). In the dry season the TSC levels of leaves and fresh stems of all varieties were higher with 300 kg of N/ha/year and the lower concentrations corresponded to Indonesia and Acorazonada. In the rainy season it was not observed a definite tendency among varieties in both parts of plant and Acorazonada and Cubana varieties showed the great variability among fertilization levels. In all cases, of the total of glucides presents in Morus alba the highest amount of TSC was found as compounds of considerable molecular weight (polysacharides) soluble in ethanol (>70%), and its showed an adequate dynamic with fertilization. It is concluded that levels of TSC in M. alba showed marked differences between the leaves and the fresh stems.

Key words: Carbohydrates, metabolites, Morus alba.


 

 

INTRODUCCIÓN

De todas las sustancias de reserva presentes en algunas especies del género Morus, los carbohidratos solubles constituyen el grupo de metabolitos de mayor importancia (García, Ojeda y Montejo, 2003). Estos compuestos, en todas las especies de morera, desempeñan un papel importante en la recuperación ante la poda (Medina, 2004).

Adicionalmente, en estudios farmacológicos recientes se ha determinado que la Fagomina, un seudoazúcar aislado de las hojas de la morera, potencia la secreción de insulina (Taniguchi, Asano, Tomino y Miwa, 1998; Sun-Yeou, Kang-Sun, Won-Chu, Hyun-Ok, Hoi-Seon y Kang-Ro, 1999), y los polisacáridos solubles, derivados de las pectinas y las hemicelulosas de Morus alba, presentan una actividad hipoglicemiante más fuerte que las extraídas a partir de Morus nigra y Morus rubra (Sanavova y Rakhimov, 1997).

Con el fin de conocer las concentraciones de los metabolitos mayoritarios en esta planta se ha desarrollado un considerable número de investigaciones fitoquímicas (García, Ojeda y Pérez, 2002; García et al., 2003; García y Ojeda, 2004a;2004b), por lo que los objetivos de este trabajo fueron: cuantificar los contenidos de carbohidratos solubles totales y determinar la influencia de la fertilización orgánica y la variedad.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento se llevó a cabo en la Estación Experimental de Pastos y Forrajes «Indio Hatuey», situada a los 22º 48'7'' de latitud norte y 81º 2' de longitud oeste, a 19 msnm, en el municipio de Perico, provincia de Matanzas, Cuba.

Los muestreos se realizaron en dos períodos correspondientes al año 2002, enmarcados entre los meses de enero-abril como período poco lluvioso (PPLL) y mayo-septiembre como período lluvioso (PLL).

El suelo donde se llevó a cabo la investigación presenta una topografía plana y se clasifica como Ferralítico Rojo lixiviado, según Hernández et al. (1999).

En esta investigación se utilizó un diseño de bloques al azar con arreglo factorial 4 x 4 y tres repeticiones para las dos épocas. Los factores estudiados fueron:

La evaluación de ambos factores se realizó para las dos épocas y en las dos partes de la fracción comestible. Las características de las unidades experimentales y el manejo agronómico fueron descritos por García et al. (2003) en la detección de los metabolitos secundarios.

La biomasa de 90 días de edad, dividida en hojas-pecíolos y tallos tiernos, fue recolectada de forma manual a partir de 10 plantas por parcela seleccionadas al azar, después de ser eliminado el efecto de borde de las unidades experimentales.

Las muestras se secaron a temperatura ambiente, en un local ventilado y oscuro, durante 12 días. Posteriormente fueron molinadas hasta un tamaño de partícula de 1 mm y se almacenaron en frascos ámbar hasta el momento del análisis.

La cuantificación de los CHS se realizó mediante el método de la Antrona descrito por Lezcano y González (2000), utilizando D(+) Glucosa como patrón en las determinaciones.

El fraccionamiento por peso molecular excluyente estuvo determinado por la solubilidad de los CHS del extracto crudo en solventes de polaridades diferentes (García, 2003).

Para el procesamiento de los datos se utilizó un análisis factorial, mediante la opción GLM (General Lineal Model) correspondiente al paquete estadístico SPSS versión 10.0. Se usó la dócima de comparación múltiple de SNK (Student-Newman-Keuls) y las medias fueron comparadas según P<0,05.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En esta investigación se debe señalar que en los tratamientos no fertilizados la especie M. alba no respondió al corte, por lo que la biomasa comestible para la evaluación fue nula. Este comportamiento apoya lo expresado por Benavides (2002) en cuanto a la necesidad de fertilización que tiene la morera en su condición de especie no leguminosa.

 

Hojas

El contenido de CHS en el PPLL presentó una interacción variedad por fertilización significativa, con valores que oscilaron entre 10,40 y 16,45% MS; resultados numéricos similares fueron informados por Ojeda, Montejo y Pérez (2000) en muestras de morera fresca, empleadas como control en la fabricación de ensilajes con aditivos.

Las cuatro variedades estudiadas presentaron el mismo comportamiento en la interacción (tabla 1); la variedad Indonesia se caracterizó por presentar las concentraciones más bajas de CHS para los tres niveles de fertilización, quizás por tener menor posibilidad de síntesis de CHS en el período seco, o por poseer una menor área foliar en comparación con el resto de las variedades.

Los CHS aumentaron marcadamente con la aplicación de 300 kg de N/ha/año para todas las variedades. El incremento en el contenido energético con esta dosis de N, basado en mediciones de la energía bruta (EB Kcal/kg de MS) en el PPLL, fue también informado por González, Martín, Albanell, Cajas y Rosas (2002); ello puede estar relacionado con una mayor asimilación de potasio como agente importante en el metabolismo y el transporte de los CHS.

En este sentido, dichos autores también observaron mayores niveles energéticos en la época de lluvia comparada con el PPLL, así como un comportamiento diferenciado de las hojas y los tallos tiernos en el PLL, lo cual apoya lo obtenido en las presentes cuantificaciones.

En el PLL el rango de CHS osciló entre 12,63 y 18,79% MS (tabla 1), valores que coinciden en buena medida con los obtenidos en las principales variedades de M. alba cultivadas para la sericultura en China (Yongkang, 2002), e inferiores en un 5% MS a los informados por Xiangrui y Hongsheng (2001) en otros ecotipos asiáticos.

El efecto de los grupos variedad y fertilización en el PPLL en la concentración de CHS, mostró una mayor heterogeneidad en los niveles de fertilización en comparación con el PLL. La variedad Acorazonada presentó valores extremos, con una tendencia similar a la observada en el PPLL.

Asimismo, las cantidades de CHS en las hojas de la morera fueron superiores a las concentraciones encontradas en algunas especies de árboles, arbustos y plantas rastreras en la zona tropical y subtropical (García, 2003).

 

Tallos tiernos

El contenido de CHS en los tallos tiernos en el PPLL fluctuó entre 3,86 y 10,92% MS; se observó una tendencia homogénea en la interacción de todas las variedades, con un comportamiento similar al de las hojas en ese mismo período, relacionado quizás también con una mayor cantidad de potasio foliar cuando se aplicó 300 kg de N/ha/año. En este sentido sobresalió la variedad Cubana por el máximo contenido de CHS (tabla 2).

En el PLL también se observó un efecto significativo de los grupos fertilización y variedad, en un intervalo más estrecho de valores que el obtenido para los tallos tiernos en el PPLL.

Rangos similares de CHS (<6% MS) fueron informados por García, Nygren y Desfontaines (2001) en los tallos tiernos de la leguminosa Gliricidia sepium para el PLL. Clavero (1998) obtuvo concentraciones similares en Acacia mangium (5,01% MS).

En el PPLL se encontró un rango de CHS similar al obtenido en el PLL en las hojas; un comportamiento contrario con relación a la época mostraron los tallos tiernos, donde el rango más amplio se observó en el PPLL. Ello demuestra los contrastes que existen en las concentraciones de estas sustancias de reserva en los tallos de esta planta.

En el PPLL, cuando las radiaciones solares fueron elevadas pero la cantidad de agua disponible fue un factor limitante, es posible que M. alba haya utilizado más rápidamente los glúcidos o haya sintetizado una menor cantidad que en el PLL.

En este sentido Das, Sengupta, Chatto-padhyay, Setua, Das y Saratchandra (2002) encontraron una reducción del crecimiento y el rendimiento foliar, unido al aumento sextuplicado de cantidades de Prolina, lo que evidentemente conllevó una disminución energética considerable. Reducciones en las concentraciones de CHS y almidones con el aumento de cantidades apreciables de Prolina, han sido también reportadas por Singhal y Roopa (1998).

Por otra parte, Ramanjulu, Screenivasalu, Kumar y Sudhakar (1998) y Ramanjulu y Sudhakar (2000), al evaluar el efecto del estrés por supresión de agua en plantas adultas de morera, demostraron que el potencial hídrico de las hojas, los valores de área foliar, el contenido total de clorofila, la tasa fotosintética, la conductancia estomática y la transpiración fueron disminuyendo, lo que trajo consigo la disminución de los CHS disponibles para llevar a cabo las funciones metabólicas en la planta.

Desde el punto de vista descriptivo, de los CHS determinados en las hojas de las variedades entre el 85 y 94% fueron carbohidratos solubles en etanol al 95% en el PPLL, sin variaciones apreciables con la fertilización, por lo que la cantidad de fertilizante orgánico aplicado al suelo no produjo efecto en los porcentajes de carbohidratos de mayor peso molecular en la época poco lluviosa.

Por su parte, en el PLL los valores oscilaron entre 74 y 87% y los resultados pusieron de manifiesto la elevada fracción de carbohidratos no estructurales complejos, al parecer en forma de polisacáridos solubles de tipo almidón. En las hojas, durante el PLL los menores porcentajes de CHS solubles en alcohol se observaron con la fertilización de 300 kg de N/ha/año, excepto para la variedad Cubana, la cual mostró un incremento con la fertilización (fig. 1).

Estos resultados demuestran la mayor síntesis de almidones en el PPLL y la traslocación evidente de los CHS de menor peso molecular al tallo con la fertilización de 300 kg de N/ha/año, excepto en la variedad Cubana.

Los tallos tiernos en el PPLL se caracterizaron por presentar porcentajes de CHS solubles en alcohol entre 62 y 90%, con una tendencia al incremento de estos tipos de sacáridos con la fertilización, debido quizás a la mayor acumulación de estas sustancias en vías de ser almacenadas como reserva a nivel del tallo y la raíz (fig. 2a).

En el PLL los tallos tiernos presentaron entre 81 y 89%, con una tendencia a la disminución de los CHS solubles en etanol con el aumento de la fertilización (fig 2b), quizás por hacer un mayor uso de los CHS en la producción de tejido vegetativo a medida que la disponibilidad de nutrientes aumentó y las condiciones fueron más propicias para una mayor producción de biomasa. La dinámica inversa observada demostró el protagonismo que tienen los tallos en la acumulación y traslocación de estas sustancias de reserva en la planta.

Cantidades apreciables de polisacáridos no estructurales solubles en alcohol, como Peptinas (12% MS), Arabanos (7,4% MS), Pentosanos (3,8% MS) y Amilosa (1% MS), han sido encontradas por Xiangrui y Hongsheng (2001).

 

CONCLUSIONES

 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Recibido el 3 de enero del 2005
Aceptado el 14 de junio del 2005