Propiedades nutricionales y microbiológicas de muestras de mieles, elaboradas por dos especies diferentes de abejas

Resumen

Con el objetivo de conocer las propiedades nutricionales y microbiológicas de muestras de miel de abejas en la provincia de Sancti Spíritus, se realizó un estudio en mieles poliflorales de dos especies Apis mellífera y Melipona beecheii. Los contenidos de propiedad nutricional y la capacidad antimicrobiana favorecieron a las mieles de abejas miliponas con 0,14±0,03 mg ácido ascórbico 100 g-1 de miel; 119,74±14,36 mg LE 100 g-1 de miel de aminoácidos; 2541±255,88 &µg BSA g-1 de miel de proteínas y la dilución de la miel al 1 %, de las muestras de Meliponas beecheii logró inhibir el crecimiento de S. aureus.

Introducción

Los antioxidantes son compuestos químicos que el cuerpo humano utiliza para eliminar radicales libres (sustancias químicas muy reactivas que introducen oxígeno en las células y producen la oxidación de sus diferentes partes, alteraciones en el ADN y cambios diversos que aceleran el envejecimiento del cuerpo, previniendo el desgaste y envejecimiento celular excesivo ante stress, enfermedades crónicas, etc) (Lasus, 2012).

En la miel, también se encuentran presentes una variedad de compuestos nitrogenados (alcaloides, derivados de la clorofila, aminoácidos y aminas) carotenoides y ácido ascórbico, que son ampliamente conocidos por su actividad antioxidante (Pérez et al., 2007). El ácido ascórbico pertenece junto con la Vitamina B al grupo de las hidrosolubles. Ayuda en el desarrollo de huesos, cartílagos, a la absorción del hierro, a la producción de colágeno actuando como cofactor en la hidroxilación de los aminoácidos lisina y prolina. La propiedad química antioxidante es la más importante del ácido ascórbico; la que ayuda a prevenir la oxidación de las vitaminas A y E, y de algunas vitaminas del grupo B, tales como la riboflavina, tiamina, ácido fólico, y ácido pantoténico. Desarrolla acciones anti-infecciosas y actúa como un desintoxicante ya que puede reducir la toxicidad de metales pesados como el plomo, mercurio y arsénico (Zago et al., 2010). La composición de aminoácidos es indicadora de la capacidad de captura de radicales libres de la miel. Por tanto, los responsables de dicha actividad son los componentes minoritarios de la miel, entre los que al menos se encuentran compuestos polifenólicos, aminoácidos y minerales (Pérez, 2014).

La miel contiene aproximadamente 0.5 % de proteínas, principalmente como enzimas y aminoácidos. Los niveles de aminoácidos y proteínas son el reflejo del contenido de nitrógeno, el cual es variable y no supera el 0.04 %. Entre el 40-80 % del nitrógeno total de la miel es proteína (Ulloa et al., 2010). El contenido de proteína total de la miel es dependiente de la fuente floral y puede subsidiarse por las enzimas que le adicionan las abejas u otras sustancias derivadas del néctar (Álvarez et al., 2010).

Debido a que la miel es rica en nutrientes y es conocida por contar con poder antibiótico, el objetivo de este trabajo se basó en la realización de una comparación de

las propiedades nutricionales y microbiológicas de muestras de mieles, elaboradas por dos especies diferentes de abejas; la Apis mellífera y Melipona beecheii (abejas sin aguijón o abejas de la tierra) en municipios de la provincia Sancti Spíritus.

Materiales y Métodos

La presente investigación se desarrolló en colaboración con el Laboratorio de Ciencias de los Alimentos y Bioquímica Nutricional de la Facultad de Medicina y Cirugía de la Universidad Politécnica delle Marche, Italia y el Grupo de Investigación en Polifenoles de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Salamanca, España. En la misma se utilizaron un total de 16 muestras de mieles poliflorales, elaboradas por dos especies diferentes de abeja (Apis mellífera y Melipona beecheii).

Las muestras fueron tomadas en la Planta de Miel y Beneficio de la Cera, ubicada en la Provincia de Sancti Spíritus; así como recolectadas en las propias viviendas de los Productores. Las mismas se extrajeron directamente de los bidones de miel, a los que se les retiró la tapa con ayuda de una espátula; posteriormente se colocó debajo de la abertura un frasco plástico estéril (adquirido de una bolsa de polietilieno), donde se recolectaron 60 ml del producto a analizar.

Las muestras correspondían a los Municipios Sancti Spíritus, Cabaiguán y Fomento, y se envasaron en frascos plásticos con tapa de rosca; los que contenían 60 mL de miel polifloral. En todos los casos las muestras fueron conservadas en un local oscuro y fresco hasta el momento de comenzar los análisis de laboratorio.

Estudio de compuestos nutritivos en la miel

Análisis del contenido total de ácido ascórbico

Se analizó el contenido de ácido ascórbico en las mieles a través de un sistema de fase inversa, de acuerdo a lo planteado por Tulipanes et al. (2008). Brevemente: una muestra de miel (5 g) se disolvió en 10 ml de la solución de ditiotreitol (4,2 mM en 0,1 M K2HPO4, pH 7,0) mezclándose bien. Un mililitro de extracto se mezcló con 1 ml de ácido m-fosfórico 4,5 % y 20 L se inyectaron en HPLC. La HPLC (Zhimadzu Coorpotation, Kyoto, Japón) consiste en un controlador de aguas 600, un detector de matriz de fotodiodos (PDA) 996 fijado a una longitud de onda de 262 y 244 nm. La columna HPLC utilizado fue un YMC Pro Pack, 150×4.6 mm. El gradiente lineal se generó usando 50 mM KH2PO4 (pH 4,5) (disolvente A) y metanol (disolvente B) a partir de 100 % y con una caída de 70 % de A en 8 min. El flujo se fijó en 0,8 ml / min.

Determinación de contenido total de aminoácidos libres

El contenido total de aminoácidos libres (nitrógeno amino) se determinó utilizando el método colorimétrico con el reactivo de cadmio-ninhidrina descrito por Doi et al. (1981), la cual se describe brevemente a continuación:

La solución de reacción consistió en 0,8 g de ninhidrina disuelto en una solución de 80 ml de etanol al 99,5% y 10 ml de ácido acético, a la que se añadió 1,24 g de CdCl2·H2O en 1 ml de agua destilada. Cada muestra de miel (1.25 g) se disolvió en 25 ml de H2O destilada; 1 ml de esta solución se combinó con la mezcla de reacción (a un volumen final de 2 ml) y a continuación se calentó a T = 84 °C durante 5 minutos y después se enfrió en hielo. En ella se controló posteriormente la absorbancia a 507 nm en un espectrofotómetro Beckman DU-640 (Beckman Instruments, Fullerton, CA, EE.UU.) frente a un blanco en el que se utilizaron los mismos reactivos solo que la muestra de miel en este caso fue sustituida por H2O. La curva de calibración se realizó utilizando L-leucina (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Alemania) (2,4 a 42 mg / L). El contenido total de nitrógeno amino se expresó como mg de equivalentes de leucina / 100 g de miel (EL / 100 mg / g).

Determinación de proteína total

La determinación de la proteína total se realizó de acuerdo con el método descrito por Bradford (1976), utilizando el reactivo Coomassie Brilliant G-250 (G CB-250), basado en el cambio de color de rojo a azul una vez que las proteínas de la muestra se unen al reactivo. La mezcla reaccionante consistió en una solución de 100 mg de CB-250 g en 50 ml de etanol al 95 %, al que se añadieron 100 ml de ácido fosfórico al 85 % (H3PO4), la solución resultante se llevó a volumen final de 1 L con la adición de agua destilada. Este reactivo (5 ml) después se combinó con 0,1 ml de solución de miel (50% w / v en H2O destilada). La mezcla final se incubó durante 2 minutos a T=37 °C y la absorbancia se determinó a 595 nm en un espectrofotómetro Beckman DU-640 (Beckman Instruments, Fullerton, CA, EE.UU.) frente a un blanco constituido por el mismo reactivo solo que en la muestra se sustituyó por H2O destilada. La calibración del método se realizó usando la curva estándar de albúmina de suero bovino (BSA) (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Alemania) (10-100 mg / 0,1 ml) en una solución de NaCl. El contenido de proteína total de la miel se expresa en equivalentes de BSA mg / 100 g de miel (mg BSA eq / 100 g).

Capacidad antimicrobiana de las mieles

Determinación de las diluciones activas mínimas de la miel

Los mínimos activos de dilución (MAD) de cada muestra de miel para cada uno de los aislamientos clínicos se determinó por una técnica de incorporación de agar siguiendo el procedimiento descrito por Franchet et al. (2005), a excepción del uso de agar Mueller-Hinton (MH) (Oxoid, Basingstoke, Inglaterra), el cual se reemplazó con 5 % sangre de carnero para Streptococos, en lugar de agar nutriente. Se realizaron una seria de diluciones con diluciones de miel final en el rango 1—20 % (v/v), obteniendo resultados satisfactorios con la dilución al 1 % al usarse en los ensayos de susceptibilidad. Las placas de control del agar de MH sin la miel fueron duplicadas e incluidas en cada ensayo de susceptibilidad para confirmar la viabilidad de los cultivos. Cada cultivo fue inoculado en las placas de agar usando una autopipeta. Las placas inoculadas fueron incubadas a 37 °C toda la noche, y luego de completada la inhibición de crecimiento se registró en cada posición de inoculación. El MAD era tomado por ser la dilución de miel más baja que inhibía completamente el crecimiento microbiano.

Análisis estadístico

Para realizar un análisis estadístico de los resultados se utilizó el sistema Statgraphics Versión 5.1 en Español para Windows, con el que se realizaron las Pruebas de Contraste t de comparación de medias (t-test).

Resultados y discusión

Tabla 1. Contenido total de ácido ascórbico, aminoácidos y proteínas en las mieles de dos especies de abejas.

Letras diferentes dentro de las columnas representan diferencia estadística significativa (* diferencia significativa, ** diferencia altamente significativa).

Como se observa en la tabla 1, los valores de ácido ascórbico encontrados en las mieles de abejas Apis mellífera alcanzaron una media del 0,12±0,07 mg ácido ascórbico 100 g-1 de miel, mientras que las muestras de miel de las Melipona beecheii mostraron una media de 0,14±0,03 mg ácido ascórbico 100 g-1 de miel. Aunque los resultados demostraron mayor contenido de ácido ascórbico en las mieles de las abejas Melipona beecheii, estadísticamente no se encontraron diferencias significativas entre ellas. Es de destacar que en un estudio realizado por Álvarez (2010) en mieles monoflorales de la región central de Cuba, las muestras analizadas no arrojaron contenido de ácido ascórbico en las mismas; infiriéndose que en las mieles poliflorales de esta investigación el contenido de polen era alto, pues esta vitamina procede principalmente del polen de las flores y al hallarse en la miel aportará un elevado contenido de ácido ascórbico (Zago et al., 2010).

Zago et al. (2010) obtuvieron valores de ácido ascórbico entre 12,74 y 40,13 mg de ácido ascórbico 100 g-1 de miel, con una media del 20,98 ±2,8896, superior a los resultados alcanzados en las mieles estudiadas. Khalil et al. (2012), obtuvieron resultados de 159,70±0,78 mg Kg-1 de miel de ácido ascórbico, con la diferencia de que en esta investigación los análisis para esta vitamina se reflejaron en mg de ácido ascórbico 100 g-1 de miel.

Los mejores resultados en cuanto al contenido total de aminoácidos libres (tabla 1) fueron significativamente superiores en las muestras de mieles correspondientes a las abejas Melipona beecheii, las que alcanzaron una media de 119,74±14,36 mg LE 100 g-1 de miel, en comparación con las medias obtenidas en las mieles de Apis mellífera, las que fueron de 99,15±12,78 mg LE 100 g-1 de miel. Los datos obtenidos manifiestan mejores resultados que los alcanzados por Álvarez (2010) en un estudio realizado con muestras de mieles monoflorales obtenidas de la región central de Cuba. En estas mieles el contenido total de aminoácidos para tres muestras de las cinco analizadas alcanzaron una media del 79,3±10,4; 15,3±2,9 y 44,6±9,6 mg LE 100 g-1 de miel. En una investigación realizada por Moniruzzaman et al. (2013) en muestras de mieles de Malasia, obtuvieron valores de prolina entre 184,75 y 564,91 mg/ kg-1 de miel. Otros autores analizando mieles de Algeria, la India y Bangladesh reportan niveles de prolina de 202 a 608 mg kg-1; 133 a 674 mg kg-1 y 106 a 681 mg kg-1 de miel (Ouchmeoukh et al., 2007; Saxena et al., 2010; Isla et al., 2012).

Iurlina y Fritz (2005) plantearon que el valor del contenido de proteína en la miel usualmente es de un 0,3 %. Won et al. (2008) exponen que una pequeña porción de dicha fracción consiste en enzimas, invertasa, diastasa, amilasa, glucosa oxidasa, catalasa, alfa glucosidasa y beta glucosidasa.

El contenido de proteínas totales (tabla 1) demostró mejores resultados en las muestras de miel de abejas Melipona beecheii (2541±255,88 &µg BSA g-1 de miel) siendo significativamente superiores en comparación con las muestras de la especie Apis mellífera donde se obtuvo una media de 1857±257,86 &µg BSA g-1. En las muestras de miel de Apis mellífera los datos alcanzados coinciden con una investigación de Muradian et al. (2013) donde analizaron muestras de mieles de abejas mellíferas y Melipona subnitida; obteniendo una media del 0,49±0,01% para las primeras y 0,28±0,01% para las mieles de abejas meliponas. En el caso de las muestras de mieles de abejas Melipona beecheii de Cuba, los resultados obtenidos para el contenido de proteínas totales fueron mayores a los alcanzados en el estudio de Muradian et al. (2013) en abejas Melipona subnitida. Además, como las abejas meliponas visitan un número mayor de plantas ricas en polen y néctar, contribuyen a que sus mieles contengan niveles más altos de proteínas. Los resultados obtenidos en esta investigación fueron menores a los hallados por Khalil et al. (2012), quienes alcanzaron valores de proteína total de 3381,83±6,19 mg Kg-1 de miel. Moniruzzaman et al. (2013) obtuvo niveles de proteína de 3,77±1,47 g Kg-1 de miel, los que fueron bajos al compararlos con los obtenidos en este estudio para las dos especies de abejas; donde los resultados alcanzados fueron expresados en gramos.

Capacidad antimicrobiana

Tabla. 2 Actividad antimicrobiana de muestras de miel de las abejas Apis mellífera y Melipona beecheii de Sancti Spiritus.

P-valor de la comparación

para alpha = 0.05 0,0000650263**

Letras diferentes entre las columnas representan diferencia altamente significativa significativa (P( 0.001) ** diferencia altamente significativa.

En la tabla 2 se muestran los siete microorganismos que resultaron ser sensibles a la actividad antimicrobiana de las mieles analizadas. La miel de abejas Melipona beecheii presentó mayor actividad antibacteriana a concentraciones de dilución de las mieles entre 1-10 % (v/v) para los mínimos activos de dilución (MAD) o concentración inhibitoria mínima (CIM). La actividad antimicrobiana de las muestras de mieles de Apis mellífera estuvo comprendida entre las concentraciones de dilución de 11-19 % (v/v). Según Resurrección et al. (2005), una de las características de la miel para inhibir el crecimiento bacteriano está dado por el contenido de acidez, siendo esta una de las propiedades de la miel de abejas meliponas, la que contiene mayor grado de acidez que la miel de abejas Apis mellífera, por lo tanto, su actividad antimicrobiana será mucho más mayor. Para Estvinho et al. (2008), las mieles oscuras exhiben una actividad antimicrobiana más alta, atribuido a los compuestos fenólicos presentes en la miel. Los datos alcanzados en esta investigación coinciden con trabajos de otros autores como Estrada et al. (2005) quienes lograron inhibir el crecimiento de S. aureus, con una concentración de 25 % v/v. Franchet et al. (2005) obtuvieron inhibiciones con diluciones entre 3,4 a 29,9 % (v/v) y las muestras de mieles investigadas por Dardón et al. (2008) mieles de abejas sin aguijón de Guatemala, presentaron actividad antibacteriana a concentraciones de inhibición entre 2,5 a 10 % (v/v) para ocho microorganismos en estudio; siendo el S. aureus uno de los más sensibles a dichas concentraciones; siendo esos valores más efectivos que los reportados por Lusby et al. (2005) y Molan, (2006) al analizar la capacidad antimicrobiana en mieles de abejas Apis mellífera. Bruszunski (2006), evaluó actividad antimicrobiana en mieles, obteniendo resultados de actividad antibacteriana alta de 12,5-6,25 % v/v; moderada entre 25 al 12,5 % v/v y baja entre el 50-25 % v/v. Fonte (2012) analizó la actividad antimicrobiana en muestras de miel de abejas Melipona beechii de la Provincia Matanzas (Cuba), aplicando diluciones entre 100 y 25 %; obteniendo halos de inhibición de 28,0 mm para la bacteria Staphylococcus aureus, con la miel diluida al 25 %. Según esta autora, citando a Vit y Jacob (2008) y Ulloa et al. (2010), los resultados alcanzados en su trabajo son atribuidos en gran medida a los componentes fitoquímicos que estuvieron contenidos en las fuentes florales de donde las abejas obtuvieron el néctar, como son los flavonoides presentes en la miel y a la influencia del peróxido de hidrógeno, ya que cuando la miel es diluida, ni la alta osmolaridad ni el pH bajo, son suficientes como agentes antimicrobianos. Los resultados alcanzados en este trabajo coinciden con los logrados por Enríquez et al. (2007) quienes reportaron actividad antimicrobiana de la miel de Melipona beecheii en una concentración del 5 %. En una investigación sobre la actividad antimicrobiana realizada por Álvarez et al. (2010) en mieles monoflorales de abejas Apis mellífera de Cuba, donde analizó la efectividad de cinco muestras de esas mieles contra cuatro microorganismos, obtuvo los mejores resultados a concentraciones de inhibición entre 2,5 y 5 % v/v, con una media del 4,02 % v/v para el S. aureus. Los resultados fueron menores que los obtenidos en esta investigación para las muestras de miel polifloral de la especie Apis mellífera.

Con los resultados alcanzados en las 16 muestras de mieles poliflorales, los que coinciden con valores obtenidos por otros autores queda demostrado, las propiedades nutricionales, antioxidantes y microbiológicas de las mieles, las juegan un importante papel en la conservación de la salud, protegiendo al organismo del daño producido por agentes oxidantes, como los rayos ultravioletas, la polución ambiental, sustancias químicas presentes en los alimentos, entre otros. Siendo importantes además, en la prevención y tratamiento contra el cáncer, enfermedades cardiovasculares, alergias, úlceras gástricas e infecciones virales y bacteriales.

Conclusiones

Las mieles poliflorales de abejas Melipona beecheii tuvieron un contenido significativamente mayor de aminoácidos totales y proteínas en comparación con las mieles de Apis mellífera.

El contenido de ácido ascórbico de las mieles poliflorales de abejas Melipona beecheii fue mayor que el de las mieles de Apis mellífera, sin existir diferencias estadísticas significativas.

Recomendaciones

Realizar una investigación con un mayor número de muestras e incluyendo otros municipios de la provincia Sancti Spíritus.

Realizar un estudio comparativo entre mieles monoflorales y poliflorales para evaluar sus diferencias.

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Autor:

Ken Jact Fernández León;

Annia González Rivero;

José Miguel Álvarez Suárez;

Yovanni Solenzal Valdivia;

Modesto Seoane;

Juan Emilio Hernández García;

José Antonio Rodríguez Díaz.

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