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Agronomía Trop., 64 (3-4): 201-210. 2014

Recibido: 27/05/14 Aprobado: 16/02/16 Publicado: 31/03/17

Contenido de fenoles en clones de musáceas ‘Pineo Gigante’y ‘Cambur Manzano’

Phenol content in ‘Pineo Gigante’ and ‘Cambur Manzano’ musaceae clones

Orquídea G. Pérez Chacín1; Iselen E. Trujillo Díaz1* y Morela M. Fuchs Delgado2

1Centro de Estudios para el Desarrollo Agroecológico Tropical (CEDAT). Instituto de Estudios Científi cosy Tecnológicos (IDECYT). Universidad Nacional Experimental Simón Rodríguez (UNESR). 2Unidad deBiotecnología. Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas, Centro de Investigaciones Agropecuarias (INIA-CENIAP). *Correo electrónico: [email protected].

RESUMENLos fenoles son compuestos fi toquímicos quepertenecen al metabolismo secundario de lasplantas. En las musáceas, juegan un papel muyimportante en el mantenimiento de la planta anteel estrés ocasionado por defi ciencia de nutrienteso ataques de microorganismos. Igualmente, sele han atribuido propiedades medicinales endiversas afecciones de la salud, donde se les haseñalado para tratar desordenes cardiovasculares,prevención y tratamiento de algunos tipos decáncer, problemas gastrointestinales, e infeccionesy contracturas musculares. El objetivo de estainvestigación fue determinar el contenido defenoles en hojas y pseudotallos de los cultivares‘Pineo Gigante’ (Musa AAA) y ‘Cambur Manzano’(Musa AAB) desarrollados en condiciones in vivo,y hojas in vitro tanto a nivel cualitativo como anivel cuantitativo. Los resultados cualitativosmanifestados por cambios de coloración, indicanque el ‘Cambur Manzano’ tiene mayor cantidadde fenoles en comparación con el ‘Pineo Gigante’.En cuanto a los cultivares in vitro e in vivo anivel cuantitativo, se encontró que el contenidode fenoles en ‘Cambur Manzano’ es mayorcomparado con el ‘Pineo Gigante’. Igualmente,se pudo constatar que los cultivares in vitro tienenmayor cantidad de fenoles en comparación conlos evaluados in vivo. Los resultados señaladosanteriormente, podrían ser de gran utilidad para laobtención de extractos fenólicos, que pueden serutilizados con diferentes fi nes.Palabras clave: Musa AAA, Musa AAB, extractosfenólicos.

ABSTRACTPhenols are phytochemicals compoundsbelonging to the secondary metabolism of plants.In Musa, is important role in the maintenanceof the plant due to stress caused by nutrientdefi ciency or microorganisms attacks). Similarly,they were attributed medicinal properties invarious health conditions, relating this fact totheir phenol composition, which has appointedthem to treat cardiovascular disorders, preventionand treatment of some cancers, gastrointestinalproblems, and infections and muscle contractures.The objective of this research was to determinethe phenol content in leaves of the cultivars ‘PineoGigante’ (Musa AAA) and ‘Cambur Manzano’(Musa AAB), developed under in vivo conditions(leaf and pseudostem) and in vitro (leaves) bothqualitatively and quantitatively. The qualitativeresults expressed by color changes indicate thatthe ‘Cambur Manzano’ has a higher amount ofphenols in comparison to the ‘Pineo Gigante’.Regarding cultivars in vitro and in vivo quantitativelevel, it was found that the ‘Cambur Manzano’ ishigher compared to the ‘Pineo Gigante’. Similarly,it was found that in vitro cultivars have a higheramount of phenols compared to those evaluated invivo. The results obtained would be very useful forobtaining phenolic extracts, which can be used fordifferent purposes.Key words: Musa AAA, Musa AAB, phenolic extracts.

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Vol. 64 (3-4) AGRONOMÍA TROPICAL 2014

INTRODUCCIÓNLos polifenoles, son un conjunto heterogéneode moléculas con actividad antioxidante queincluye a los fenoles ácidos y fl avonoides (Dragoet al., 2006). Se encuentran en ciertos órganosde las plantas o bien pueden ser formados enrespuesta al ingreso del patógeno (Nicholson,1990). Estos son productos del metabolismosecundario de la planta y su biosíntesis serealiza en situaciones de estrés, ocasionadopor defi ciencia de nutrientes o por el ataquede microorganismos (Florio, 1997; Domingo yLópez, 2003).En las plantas, los fenoles pueden participar en laasimilación de nutrientes, la síntesis proteica, laactividad enzimática, la fotosíntesis, la formaciónde componentes estructurales y procesosalelopáticos (Paladino, 2008); y especialmenteen la defensa ante la presencia de patógenos.En el caso particular de las musáceas, elfenotipo de resistencia parcial parece estarligado a la acumulación de compuestos fenólicosespecializados que se almacenan en las célulasdel parénquima (Torres et al., 2009).En los seres humanos, los fenoles actúan comoantisépticos, desinfectantes y anestésicos locales(Bailey y Bailey, 1998). La actividad antioxidantede los fenoles es el origen de funciones biológicastales como la antimutagénica, anticancerígenay antienvejecimiento (Velioglu et al., 1998;Proestos et al., 2005). También, inhiben la acciónde agentes mutágenos, estimulando la actividadde la enzima fenolsutransferasa, implicada enla detoxifi cación de compuestos metabólicospotencialmente tóxicos, y poseen actividadbactericida. Además, previenen la agregaciónplaquetaria e inducen a la relajación muscular,permitiendo inhibir los síntomas alérgicos (Dragoet al., 2006).De acuerdo a estudios preliminares, lasmusáceas son ampliamente utilizadas enproblemas digestivos, debido a que tienesustancias similares a la mucosa gástrica,las cuales normalizan el funcionamiento delestómago (Castañeda et al., 1995; Albornoz,1997; Martínez et al., 1999; Devouard, 2001;Vásquez et al., 2008). De igual manera, eljugo extraído del pseudotallo del ‘CamburManzano’ (Musa AAB), ha sido utilizado comoagente citostático para retrasar el proceso de

proliferación de células cancerígenas (Albornoz,1997).Con referencia a lo anteriormente señalado, esimportante destacar que diferentes partes delbanano (frutos, hojas, pulpa), han sido empleadospara el tratamiento de úlceras, identifi cándose ataninos y fenoles como componentes principalesen dicha acción terapéutica (Pérez et al., 2002).Debido a la importancia de los fenoles endiversos procesos asociados al metabolismovegetal y a su acción en diferentes afeccionesde salud en el ser humano, el objetivo de estainvestigación fue determinar el contenido defenoles en plantas de ‘Pineo Gigante’ (MusaAAA) y ‘Cambur Manzano’ (Musa AAB),desarrolladas en condiciones in vivo e in vitro,datos que pueden ser útiles en procesos demejoramiento genético en musáceas.

MATERIALES Y MÉTODOS

Material vegetalSe utilizaron los cultivares de musáceas ‘PineoGigante’ y ‘Cambur Manzano’ in vivo, donadospor el banco de germoplasma del CentroNacional de Investigaciones Agropecuarias(CENIAP) perteneciente al Instituto Nacional deInvestigaciones Agrícolas (INIA), estado Aragua.De igual manera se usaron los mismos cultivaresobtenidos a través de procesos de propagación invitro en el Laboratorio de Biotecnología Agrícoladel Centro de Estudios para el DesarrolloAgroecológico Tropical (CEDAT), adscrito alInstituto de Estudios Científi cos y Tecnológicos(IDECYT), perteneciente a la UniversidadNacional Experimental Simón Rodríguez(UNESR); y en la Unidad de BiotecnologíaVegetal del INIA-CENIAP, estado Aragua.Las plantas utilizadas para los análisis químicos invivo presentaron una edad de 6 meses contadosa partir de la siembra. Los análisis químicos delas vitroplantas, se realizaron cuando estabanen la fase de enraizamiento.

Determinación de fenolesSe emplearon métodos cualitativos y cuantitativospara la determinación de fenoles existentes enhojas y pseudotallos de los cultivares, donde seutilizaron tres réplicas por análisis (Figuras 1 y2).

Pérez et al. Contenido de fenoles en clones de musáceas ‘Pineo Gigante’...

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Para las pruebas cuantitativas, se seleccionaronmuestras in vitro de la hoja completa del ‘CamburManzano’ y ‘Pineo Gigante’ con la fi nalidad detener un parámetro de comparación en ambascondiciones.

Determinación de fenoles a nivel cualitativoLa determinación de fenoles se realizó enmuestras de hojas y pseudotallo in vivo y enhojas in vitro de los cultivares ‘Pineo Gigante’ y‘Cambur Manzano’, respectivamente.Se utilizó el método de Galindo et al. (1989)modifi cado, para tener un aproximado dela cantidad de fenoles de los segmentosde clones seleccionados, de acuerdo a loscambios de coloración de las muestras; y parala determinación del tipo de fenoles, se empleóla clasifi cación según Hinojosa et al. (2012), quedescribe los cambios de coloración y el tipo decompuesto (Cuadro 1).

Para la preparación y extracción de los fenolescontenidos en la muestra de los cultivaresseleccionados, se utilizó un mortero dondese maceraron los segmentos de la planta connitrógeno líquido, se pesaron 5 g de muestra,se añadieron 15 ml de éter de petróleo, seagregaron 15 ml de metanol, y fi nalmente lamuestra fue fi ltrada empleando papel de fi ltro N°3, en un embudo de separación. El líquido se dejóreposar, obteniéndose dos capas, se procedióa extraer la capa inferior correspondiente a lafracción metanólica y se colocó la muestraen un eppendorf, preservándolas congeladashasta realizar las pruebas colorimétricas. Paradetectar fenoles en la muestra, se agregarongotas obtenidas de la extracción metanólica enun platillo de prueba, en el cual se usaron trescompartimientos que contenían gotas de: cloruroférrico (FeCl3) al 0,5 M; cloruro férrico (FeCl3)al 1 %; y agua destilada, respectivamente.

Figura 1. Representación gráfi ca de los segmentos de la hoja evaluados invivo en los clones ʻCambur Manzanoʼ (Musa AAB) y ʻPineo Giganteʼ(Musa AAA).

Figura 2. Representación gráfi ca de los segmentos del pseudotalloevaluados in vivo en los clones ‘Cambur Manzano’ (MusaAAB) y ‘Pineo Gigante’ (Musa AAA).

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Determinación de fenoles a nivel cuantitativoLa determinación de fenoles a nivel cuantitativo,se realizó en hojas y en pseudotallo in vivo, ysolo en hojas in vitro de los cultivares ‘PineoGigante’ y ‘Cambur Manzano’ utilizando lametodología de Hernández et al. (2002), lacual consistió en macerar en un mortero lasmuestras frescas, y posteriormente secarlas enestufa a 60 °C por 72 horas. Al material seco, sele agregó metanol al 50%, en una proporción 1:5peso/volumen. Se colocó en un agitador orbitalpor 1 hora a 200 rpm, se fi ltró la muestra y secolocó en tubos eppendorf. Posteriormente, seguardó en el congelador a -20 °C hasta realizarla determinación, utilizando para ello una curvapatrón de acido tánico; y expresándose lasconcentraciones en mg ml-1 (AOAC, 1995).También, se empleó el método Folin Ciocalteu,modifi cado por Waterman y Mole, segúnHernández et al. (2002), en el cual se extrajo100 µl de la fracción metanólica de la muestray se colocó en un tubo falcon de capacidad 14ml. Al mismo, se le agregaron 7,5 ml de aguadestilada, se añadió 0,5 ml del reactivo Folin –Ciocalteau a 1 N, y a partir del minuto 1 hastamáximo 8 minutos se agregaron 1,5 ml desolución de carbonato de sodio (Na2CO3) al20%. Se aforó a 10 ml con agua destilada y sedejó reposar durante dos horas, midiéndose ladensidad óptica de cada una de las muestrascon el espectrofotómetro, a una longitud deonda de 760 nm. Se realizaron dos réplicas pordeterminación.

Análisis estadísticoEn el análisis estadístico de los datos obtenidosen la determinación cuantitativa de fenoles, seemplearon métodos no paramétricos, ya quees una muestra atípica, por tener solo tres

repeticiones, donde el comportamiento de estavariable no tenía una distribución normal. Paraeste caso, se utilizó la prueba de Kruskal Wallisy U Mann Whitney, con el paquete estadísticoSPSS (Pardo y Ruíz, 2005).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Estudios químicos

Determinación de la concentración defenoles a nivel cualitativo: se realizaronensayos con muestras in vivo de la hoja y elpseudotallo de hijuelos de los cultivares ‘PineoGigante’ y ‘Cambur Manzano’, para los cualesse observó que el cloruro férrico (FeCl3) al 1% esla concentración adecuada para ver los cambiosde coloración.En la Figura 3, se observan los cambios decoloración en cada zona de la hoja, de acuerdo ala concentración de fenoles in vivo. En este caso,las coloraciones correspondiente al ápice de lashojas del ‘Pineo Gigante’ y ‘Cambur Manzano’fueron de verde oscuro, mientras que en la zonamedia de la hoja fue de verde más claro paraambos cultivares, y en la base y el peciolo fuede menor coloración, lo cual está directamenterelacionado con la concentración de fenoles decada una de los segmentos de las hojas.Al comparar los cultivares Pineo Gigantey Cambur Manzano, solo se observarondiferencias en la zona apical y zona media,resultando en ambos casos coloraciones másoscuras para ‘Cambur Manzano’.En la Figura 4, se puede apreciar que todas lasmuestras presentaron coloración verde claro;sin embargo, es importante destacar que en elextremo superior del pseudotallo, la coloraciónes un poco más oscura para ‘Cambur Manzano’,

Cambio de coloración Tipos de fenoles

Sin cambio de coloración Ausencia de fenoles.

Azul oscuro Presencia de fenoles o taninos pirogálicos.

Verde oscuro Presencia de fenoles o taninos de tipo catecol (fl avonoideso taninos concentrados).

Cuadro 1. Caracterización de fenoles basándose en la coloración de la muestra (Hinojosa et al.,2012).


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por lo cual, existe la posibilidad de que esa áreatenga una mayor concentración de fenoles.En el Cuadro 2, se muestra una representacióngráfi ca de los resultados de la determinacióncualitativa de los fenoles, en las diferentesmuestras correspondientes a los segmentosseleccionados de ‘Pineo Gigante’ y ‘CamburManzano’ en plantas in vivo.

Para ‘Pineo Gigante’, se observa que laproporción correspondiente al ápice de lahoja, tiene mayor cantidad de fenoles, encomparación con las muestras representadaspor la zona media, base y peciolo, lo cual puede

determinarse por la coloración verde claro yamarillo que tienen estas últimas.

En el cultivar ‘Cambur Manzano’, se apreciaque las muestras correspondientes al ápice ya la zona media, presentaron coloración verdeoscuro en comparación con la proporciónrepresentada por la base, el peciolo y lossegmentos del pseudotallo. Por lo tanto, seconcluye que el ápice y la zona media, poseenmayor cantidad de fenoles. En relación a laconcentración de fenoles del pseudotallo, seobserva una coloración verde claro para todoslos segmentos estudiados (Cuadro 2).

Figura 3. Contenido de fenoles a nivel cualitativo de la hoja en plantas in vivo de ʻCamburManzanoʼ (Musa AAB) y ʻPineo Giganteʼ (Musa AAA) en agua destilada y enconcentraciones de FeCl3 al 1%.

Figura 4. Contenido de fenoles a nivel cualitativo del pseudotallo in vivo deʻCambur Manzanoʼ (Musa AAB) y ʻPineo Giganteʼ (Musa AAA) en aguadestilada y en concentraciones de FeCl3 al 1%.

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Las porciones representadas para la hoja de‘Pineo Gigante’ presentaron tonalidades verdeoscuro para la zona apical, verde claro para lamedia, y amarillo para la base y el peciolo; ypara el pseudotallo, se observa una coloraciónverde claro para todos los segmentos estudiados(Cuadro 2).De acuerdo a los resultados obtenidos, se puedeobservar que el ‘Cambur Manzano’ tiene mayorcontenido de fenoles, ya que las muestrasexhibieron coloraciones donde predomina elverde intenso y el verde claro. Por el contrario,en ‘Pineo Gigante’ se presentaron tonalidadesque van desde el verde claro al amarillo, coloresindicadores de menor concentración de fenoles.En el caso de las muestras in vitro, se puedeapreciar que el ‘Cambur Manzano’ presentacoloración verde más oscura, lo cual indica unamayor concentración de fenoles en comparacióncon el ‘Pineo Gigante’ (Figura 5).Al respecto, Pasto y Jhonson et al. (1981) eHinojosa et al. (2012), señalan que al realizareste tipo de análisis, las coloraciones oscurasindican una fuerte concentración de fenoles;las correspondientes al verde claro indican lapresencia de fenoles o taninos de tipo catecol(fl avonoides o taninos concentrados) y lasamarillas, ausencia de fenoles.

Determinación de fenoles a nivel cuantitativo:en los estudios químicos de la investigaciónrealizada, se compararon las cantidades defenoles que hay en cada clon de acuerdo a sucondición in vivo e in vitro, y también a las partes

de cada una de las plantas seleccionadas paradicho análisis.La Figura 6 muestra la concentración de fenolesen los clones seleccionados. Se observa quela cantidad de fenoles fue signifi cativamentemayor en los cultivares en condición in vitro(57,93 mg ml-1 ± 16,27) en comparación con losque se encontraban in vivo (12,59 mg ml-1 ± 3,62;U Mann – Whitney = 0,000; N = 52; P= 0,005).En las muestras in vitro de ambos cultivares, seencontró que el contenido de fenoles es mayorpara ‘Cambur Manzano’ (63,38 mg ml-1 ± 7,51)comparado con el clon ‘Pineo Gigante’ (52,48mg ml-1 ± 6,91). Sin embargo, las diferenciasobservadas resultaron no ser signifi cativas(U Mann-Whitney = 8,00; N = 10; P = 0,42).Al respecto, es importante señalar, queel proceso de fenolización, y por ende laconcentración de fenoles en los mismos, estáíntimamente relacionado con el genotipo de laplanta (Jiménez, 1997; Chavarría y López et al.,2010).En relación a las muestras in vivo, se encontróque el contenido de fenoles en ‘Cambur Manzano’(22,46 mg ml-1 ± 21,78) es mayor comparado conel ‘Pineo Gigante’ (20,15 mg ml-1 ± 3,42); auncuando las diferencias no son estadísticamentesignifi cativas (U Mann-Whitney = 215,50; N = 42;P = 0,90).En la Figura 7, se observa que la concentraciónde fenoles en el ápice de la hoja del cultivar‘Pineo Gigante’ (17,70 mg ml-1 ± 2,72) es mayorque en el resto de las zonas representadas enlas hojas y el pseudotallo (U Mann Whitney = 1;N = 21; P = 0,009).

Hoja Pseudotallo

Variedades Ápice Media Base Peciolo Extremoinferior

Zonamedia

Extremosuperior

ʻPineoGiganteʼ

Verdeoscuro Verde claro Amarillo Amarillo Verde

claroVerdeclaro

Verdeclaro

ʻCamburManzanoʼ

Verdeoscuro

Verdeoscuro

Verdeclaro Amarillo Verde

claroVerdeclaro

Verdeclaro

Cuadro 2. Representación gráfi ca de las pruebas fi toquímicas en condición in vivo de los cultivares ̒ PineoGiganteʼ (Musa AAA) y ʻCambur Manzanoʼ (Musa AAB).


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Al agrupar los datos presentados en la Figura8, se obtiene que el contenido de fenoles delos segmentos representados por la hoja de‘Cambur Manzano’ presenta un contenido mayorde fenoles (14,98 mg ml-1 ± 3,92) en comparacióncon las estructuras del pseudotallo (9,71 mg ml-1± 2,71), siendo ésta una diferencia signifi cativa(U Mann-Whitney = 12,0; N = 21; P = 0,02).Relacionado con este aspecto, Veitia (1999)afi rma que las plantas en campo, en su mayoríatienden a sintetizar compuestos fenólicos de tipo

fl avonoides, principalmente en hojas y raícespara protegerse de los ataques de patógenosexternos.Por otro lado, en plantas que se cultivan encondiciones in vitro, el estrés tiende a ser muchomayor en comparación con las de campo,ya que se somete al explante a una serie depretratamientos que tienden a debilitar el tejido, locual provoca la síntesis de compuestos fenólicosque se manifi estan por el oscurecimiento de lavitroplanta (Álvaro, 2009).

Figura 6. Concentración de fenoles en los clones ‘Pineo Gigante’ (MusaAAA) y ‘Cambur Manzano’ (Musa AAB) en condiciones in vivo ein vitro, utilizando la metodología Hernández et al. (2002).

Figura 5. Contenido de fenoles en hojas de vitroplantas de loscultivares ʻPineo Giganteʼ (Musa AAA) y ʻCamburManzanoʼ (Musa AAB).

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Figura 7. Concentración de fenoles de ‘Pineo Gigante’ (MusaAAA) en condiciones in vivo en diferentes partes dela planta, utilizando la metodología Hernández et al.(2002). HÁpice=Apice, HBase=Base, HMmedia=Zonamedia, Peciolo=Peciolo, PSEI=Extremo inferior delpseudotallo, PSES=Extremo superior del pseudotallo,PSZM=Zona media del pseudotallo. Diferenciassignifi cativas (Kruskall - Wallis=12,23; N=21; G L=1,P=0,06 ˃ 0,05).

Figura 8. Comparación de la concentración de fenoles de‘Cambur Manzano’ (Musa AAB) en condiciones in vivode cada parte de la planta, utilizando la metodologíaHernández et al. (2002). HÁpice=Apice, HBase=Base,HMedia=Zona media, Peciolo=Peciolo, PSEI=Extremoinferior del pseudotallo, PSES=Extremo superior delpseudotallo, PSZM=Zona media del pseudotallo. Lasdiferentes estructuras de las plantas in vivo si difi erenen su contenido de fenoles. Diferencias signifi cativas(Kruskall - Wallis=8,93; N=21; G L=1; P=0,03 < 0,05).


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CONCLUSIONESA nivel cuantitativo y cualitativo, lasconcentraciones de fenoles en condicionesin vitro son mayores en comparación con lasmuestras in vivo. Por otro lado, en plantas in vivose determinó que la zona apical y media de lahoja son las que poseen una mayor acumulaciónde compuestos fenólicos. Los resultadosseñalados anteriormente, son de gran utilidadpara la obtención de extractos fenólicos, quepueden ser utilizados con diferentes fi nes.En relación a los cultivares estudiados, losresultados indican que ‘Cambur Manzano’tanto in vivo como in vitro posee una mayorcantidad de fenoles, lo que podría ser de utilidaden estudios relativos a la tolerancia ante elataque de patógenos, y su posible empleo conaplicaciones terapéuticas.Los resultados obtenidos en la investigación,revisten gran importancia para procesos demejoramiento en musáceas, ya que los fenolesademás de cumplir un papel primordial en losmecanismos de defensa constitutivos queoperan en forma constante en la planta, tambiénpueden ser usados en aplicaciones terapéuticas,por lo cual, es importante continuar realizandoinvestigaciones en ésta área, a fi n de aplicarlasen procesos de mejoramiento a futuro.

AGRADECIMIENTOAl Instituto de Estudios Científi cos yTecnológicos (IDECYT) y al Instituto Nacional deInvestigaciones Agrícolas (INIA) por su apoyo enla ejecución de esta investigación.

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