Ensayos

 

El nopal: planta del semidesierto con aplicaciones en farmacia, alimentos y nutrición animal*

 

Nopal: semi-desert plant with applications in pharmaceuticals, food and animal nutrition

 

Reyna Lizeth Torres-Ponce¹, Dayanira Morales-Corral¹, María de Lourdes Ballinas-Casarrubias¹ y Guadalupe Virginia Nevárez-Moorillón^1§

 

¹ Facultad de Ciencias Químicas-Universidad Autónoma de Chihuahua. Circuito Universitario s/n. Campus Universitario II. Chihuahua, Chihuahua. 31125. Tel: 52(614) 236-6000 Ext. 4248. (lizethtorresponce@yahoo.com.mx; dmorales@uach.mx; mballinas@uach.mx). ^§Autora para correspondencia: vnevare@uach.mx.

 

* Recibido: noviembre de 2014
Aceptado: marzo de 2015

 

Resumen

El nopal (Opuntia spp.), es una cactácea que se encuentra presente en zonas áridas y semiáridas, con gran diversidad de especies y amplia distribución geográfica en México. Por su composición nutrimental, se considera un buen producto alimenticio, así como una buena opción de forraje en zonas desérticas. Se han descrito también muchas propiedades funcionales, incluyendo el contenido de fibra dietética y de pectina, que sugiere su uso como alimento funcional. Además, se han descrito propiedades medicinales, en el control de la diabetes, como antioxidante, antiviral, anticancerígeno y como anticolesterolémico, por lo que es utilizado en la medicina tradicional. Estas propiedades requieren de un estudio a mayor profundidad de la fitoquímica de la planta, así como de los mecanismos de acción involucrados en dichos usos. El presente documento presenta una reflexión sobre lo mucho que se le atribuye al nopal, y lo poco que se ha documentado científicamente sobre el mismo.

Palabras clave: etnomedicina, forraje, nutracéutico, hipoglicemiante.

 

Abstract

Nopal (Opuntia spp.) is a cactus that is present in arid and semi-arid areas with high diversity of species and wide geographic distribution in Mexico. For its nutritional composition is considered a good food product and a good choice of forage in desert areas. Many functional properties have been described, including dietary fiber and pectin, suggesting its use as functional food. In addition medicinal properties have been described, in the control of diabetes, as an antioxidant, antiviral, anticancer and anti-cholesterolemic and therefore being used in traditional medicine. These properties require a deeper study of its phytochemical properties and mechanisms of action involved in such uses. This paper presents a reflection on how much is attributed to nopal and the little that has been scientifically documented over it.

Keywords: ethno-medicine, forage, nutraceutical, hypoglycemic.

 

Introducción

La alimentación hoy en día, ha dejado de ser un simple sistema para satisfacer nuestras necesidades de sobrevivencia y se convierte en un instrumento que garantiza nuestro bienestar y salud. Las tendencias mundiales de alimentación indican que hay un interés por el consumidor hacia los alimentos que aporten beneficios extras, adicionales a su valor nutritivo. La evolución de los hábitos nutricionales en la sociedad, ha sido muy variable a través del tiempo, pero siempre soportada con el criterio básico de mantener la salud. Cada día, los consumidores se dirigen más a la búsqueda de nuevos productos con propiedades funcionales que puedan mejorar su estado tanto físico como mental. Es por ello importante, identificar los alimentos que por muchos años se han utilizado en las sociedades indígenas, para reconocer su valor nutricional o funcional; un estudio más cercano de estos alimentos, permitirá incluso, identificar potenciales aplicaciones no sólo en la industria de los alimentos, sino en farmacia, en la industria química, en producción animal, entre otras.

El nopal se ha visto ligado a la historia de México desde sus orígenes, puesto que una gran proporción de las especies de esta planta, encuentran su origen geográfico en el país. Desde la época prehispánica, las culturas que coexistían en el territorio Mexicano utilizaban el nopal como alimento, como medicamento, en la construcción y en las artes. Su uso se continuó en la época colonial, con las aplicaciones que desde la época precolombina se tenían en uso (Mills, 1824; Anaya-Pérez, 2001).

El nopal es un recurso que tiene un alto potencial agrotecnológico, tanto como cultivo alimenticio, como elemento base para productos derivados, que se utilizan en la industria alimenticia (humana y animal), la farmacología, la medicina, y la industria agropecuaria, por mencionar algunos (Aguilar et al., 2008). El nopal es una cactácea con una gran importancia agronómica a nivel nacional, ya que en México existen 3 millones de hectáreas de nopal nativo y alrededor de 233 000 hectáreas de nopal cultivado; de las cuales 150 000 ha son destinadas al consumo humano (como frutos) con una producción de 139 193 t anuales (Aguirre-Cárdenas et al., 2011). Esto hace que el cultivo del nopal pueda ser rentable, sobre todo por la variedad de usos terminales que se le pueden dar.

 

La planta y su distribución geográfica

Opuntia spp., popularmente conocido en México como nopal, es una planta que pertenece a las cactáceas, que por sus características, es idónea para el desarrollo de las zonas áridas y semiáridas. Presenta el metabolismo del ácido crusaláceo (MAC) es decir, las estomas captan el CO₂ que va a ser utilizado para la síntesis de carbohidratos durante la noche, permitiendo que la pérdida de agua sea menor debido a que ocurre en las horas más frescas del día. Por otra parte gracias a su ecofisiología: reproducción asincrónica y adaptaciones estructurales (baja densidad estomatal y cutícula gruesa), la planta es capaz de sobrevivir largos periodos de sequía. Opuntia también se utiliza en programas de reforestación, por su capacidad de crecimiento en suelos pobres inapropiados para otros cultivos.

Crece en medios con temperaturas extremas, y presencia de lluvias erráticas, y se adapta a las variaciones en los niveles de CO₂ atmosférico. Además desempeña un papel importante en el ecosistema puesto que protege la fauna silvestre. Existen alrededor de 300 especies del género; cerca de 100 de ellas existen en México y de ellas, cerca de 40% se localiza en el desierto Chihuahense (Méndez-Llorente et al., 2008).

El género Opuntia se encuentra distribuido desde la provincia de Alberta, en Canadá, hasta la Patagonia en Argentina; se encuentra principalmente en las zonas desérticas del sur de Estados Unidos de América, de México y de América del Sur. El nopal tunero fue llevado por los colonizadores españoles a Europa y de ahí se introdujo a diferentes partes del mundo; ahora se le encuentra en condición cultivada y silvestre en España, Portugal, Italia, Chile, Estados Unidos de América, Brasil, Argentina, Israel, Sudáfrica, Argelia, Jordania, entre otros países (Granados-Sánchez y Castañeda-Pérez, 2003).

De las más de 300 especies del género Opuntia, únicamente de 10 a 12 de ellas, han sido aprovechadas por el hombre. Su uso es principalmente para alimentación, tanto su fruto (tuna) como cladodio entero (penca) y cladodio picado en pequeños trozos (nopalitos); otras aplicaciones son como forraje (ganado vacuno y ovino) e industrialmente en la obtención de alcohol, colorantes (Cochinilla), jabón, pectinas y aceites. Estudios mas recientes le han atribuido propiedades medicinales ya que posee efecto hipoglucemiante (Sáenz et al., 2006; Aguilar et al., 2008).

Entre las especies cultivadas para la producción de fruta se pueden mencionar: Opuntia ficus indica, O. amyclaea, O. xoconostle, O. megacantba y O. streptacantba. y algunas especies silvestres, como Opuntia hyptiacantha y O. leucotricha. De éstas, solo Opuntia ficus indica ha sido cultivada en diferentes partes del mundo (Sáenz et al., 2006). Dentro de las especies cultivables para nopal verdura y forraje en el centro y el norte de México se pueden mencionar las siguientes: O. ficus indica, O. durangensis y O. robusta; de las cuales O. durangensis es cultivada en el centro y sur del desierto de Chihuahua, mientras que O. robusta puede ser cultivada en todo el país principalmente por sus frutos de gran tamaño o con fines ornamentales (Griffith, 2004).

El género Opuntia comprende plantas bien definidas, que en el caso del nopal pueden ser rastreros o frutescentes cuando son ramificados, o arborescentes cuando los cladodios viejos toman una forma cilíndrica. El género Opuntia presenta hojas convertidas en espinas lo cual es un rasgo común en las cactáceas; o bien carece de ellas; pero en brotes tiernos numerosas especies presentan hojas verdaderas de vida muy corta. Por lo general las espinas son de dos tipos; unas pequeñas agrupadas en gran número (gloquideos) que comúnmente se denominan ahuates, y las grandes que son, según algunos naturistas, hojas modificadas (Feungang et al., 2006). El nopal es una planta arbustiva con tronco leñoso y ramas que se forman por cladodios, estos últimos reciben el nombre de nopalitos, si son frescos, y de pencas si son adultos. La epidermis del nopal tiene dos capas, una de células verdes, llamada clorenquimia y otra capa interna que está formada por un cilindro de células blancas conocida como parénquima, dentro de estos tejidos existen células mucilaginosas que almacenan mucilago (Granados- Sánchez y Castañeda- Pérez, 2003).

Las características de las especies de Opuntia spp., que se explotan comercialmente, difieren en la forma de los cladodios, presencia o ausencia de espinas, en el tamaño y el color de los frutos por mencionar algunas características botánicas (Sáenz et al., 2006). Se ha reportado que la fruta del nopal (tuna) se caracteriza por tener un contenido alto de azúcares (12-17%) y baja acidez (0.03 a 0.12% como ácido cítrico), aparte que puede tener mayor cantidad de vitamina C que manzanas, peras, uvas y plátanos; además es rica en potasio, calcio y fósforo; y bajo en sodio (Yahia y Mondragon, 2011). Son bayas carnosas, ovoides o periformes de 5 a 10 cm de largo y 4 - 8 cm de diámetro, con pequeñas espinas en la epidermis y pulpa jugosa de color blanco, amarillo, rojo naranja o púrpura, con numerosas semillas.

La composición química del nopal en base húmeda es de 91% agua, 0.66% proteínas, 0.11% grasas, 5.5% de carbohidratos, 1.15% celulosa y 1.58% cenizas (Aguilar et al., 2008). Se considera a Opuntia ficus indica como un alimento que tiene alto valor nutricional, principalmente por su contenido en minerales, proteínas, fibra dietética y fitoquímicos (Feungang et al., 2006; Bensadón et al., 2010). Fernández- López et al. (2010) confirman que el contenido y el tipo de flovonoides presentes tanto en la fruta como en el vegetal, puede depender directamente de la especie o de las forma de cultivo.

Opuntia ficus indica es un cactus que se adapta a climas extremos y diferentes condiciones edáficas. Las regiones semiáridas de las parte central de México posee la mayor diversidad de esta especie, gracias a que el área cultivada para el consumo humano es de alrededor de 10 000 hectáreas (Bensadón et al., 2010). Este tipo de cactus originarios de regiones áridas o semiáridas de México fueron introducidos al norte de África entre el siglo XVI y XIX (Nebbache et al., 2009). Griffith (2004) menciona una ruta de dispersión biogeográfica de Opuntia spp., donde describe que del centro de México, los cactus cultivados se extendieron mediante el comercio en toda Mesoamérica y el Caribe y posiblemente también en América del Sur. El cultivo fue llevado posteriormente a Europa Mediterránea y el Norte de África por los colonizadores, finalmente seguido a las regiones áridas y semiáridas del mundo entero. Erre et al. (2009) reportan que la diversidad y distribución espacial de Opuntia spp., en las cuencas Mediterráneas fue posible debido su adaptabilidad. Estas hipótesis se apoyan en gran parte en el Codex Mendoza de la tribu Azteca, donde se encuentra descrito el cactus y como éste era empleado con fines comerciales (Griffith, 2004). El nopal es una planta rústica, que por sus características fisiológicas puede cultivarse a bajo costo; quizá por ello, las plantaciones comerciales de nopal para producir fruta y verdura han aumentado considerablemente en los estados de Zacatecas, Aguascalientes, San Luis Potosí, Guanajuato, Jalisco y Estado de México (Blanco et al., 2006).

 

Aplicaciones en la farmacia

El incremento en la incidencia de enfermedades crónicas como la Diabetes ha representado en los últimos años, un problema estatal, nacional y mundial. Es por ello que se ve la necesidad de desarrollar y estudiar tratamientos alternativos, que ayuden a disminuir los niveles de glucosa a nivel sanguíneo. Entre estos tratamientos se puede mencionar el uso de plantas medicinales con efecto hipoglucemiante. El nopal (Opuntia spp.) es la planta más comúnmente usada para el control de la glucosa, ya que tiene un alto contenido de fibra soluble y pectinas, que pueden afectar favorablemente la absorción de glucosa a nivel intestinal, por lo cual se le considera un hipoglucemiante. En estudios realizados en animales, reportan que decrece la glucosa postprandial en efecto sinérgico con la insulina (Yeh et al., 2003).

Un estudio etnobotánico realizado entrevistando a pacientes diabéticos y vendedores herbolarios de México, confirmaron que la planta Opuntia spp., es utilizada tradicionalmente para el tratamiento de la diabetes no insulinodependiente. La parte medicinal son los cladodios tiernitos, a los cuales se les he retirado las espinas; estos son posteriormente lavados y cortados, para finalmente licuarlos con aguay consumirlos antes del desayuno. El resultado es una disminución de los niveles de glucosa postprandial (Andrade- Cetto y Wiedenfeld, 2011).

El efecto hipoglicemiante de dos extractos de Opuntia streptacantha Lem. (el primer extracto consistía en licuar cladodios con agua y en el segundo extracto se utilizó el filtrado del licuado) se probaron en ratas inducidas a la diabetes con estreptozotocina y comparados con glibenclamida (agente hipoglicemiante estándar). Los resultados mostraron que los extractos de Opuntia inhibieron la glucosa a los 30 min de la ingesta de carbohidratos, mientras que el estándar tiene efecto a los 60 min. De estos resultados se argumenta que los dos extractos provocan un efecto anti-hiperglicémico, es decir que el filtrado no pierde el efecto hipoglicemiante, que es atribuido por su alto contenido de fibra y pectina, los cuales ayudan a disminuir la absorción de los carbohidratos (Andrade- Cetto y Wiedenfeld, 2011).

Los resultados de un estudio posterior, apoyan el argumento de que el efecto de los extractos de Opuntia streptacantha Lem. en la hidrólisis de disacáridos, podía deberse por cualquiera de las dos siguientes hipótesis: una inhibición sobre la actividad enzimática de alfa-glucosidasa o que actúa mecánicamente como una barrera a nivel intestinal. Los resultados demostraron que el efecto de la planta está exento de toda inhibición enzimática; por lo tanto, los extractos forman una barrera entre el complejo enzimático y el substrato, reflejado en la hidrólisis y absorción (Becerra- Jiménez y Andrade- Cetto, 2012). Zhao et al. (2011), evaluaron el efecto antidiabético del extracto etanólico de Opuntia dillenii en ratones inducidos a la diabetes con estreptozotocina. El incremento de los niveles de insulina no fueron significativos, por lo que los autores se inclinan a encuadrar el mecanismo de acción dentro de un efecto anti-hiperglicémico.

Una propiedad más de los frutos de Opuntia spp., es la capacidad antioxidante debida a la presencia de fitoquímicos como pueden ser: caroteniodes, flavonoides y otros compuestos fenólicos, vitamina C y E, o algunas enzimas como parte del sistema antioxidante de defensa (Yahia y Mondragón, 2011; Fernández- López et al., 2010). Yahia y Mondragón (2011) estudiaron la capacidad antioxidante de 10 diferentes especies de tunas, reportando la presencia de compuestos como betalainas, caroteniodes, B-caroteno, ácido ascórbico, entre otros compuestos fenólicos; entre las especies estudiadas no se reporta diferencia entre la capacidad antioxidante independientemente de que la concertación de los compuestos activos varíe. También se ha demostrado que la fruta de cáscara rojo contiene taurina (7.7 a 11.7 mg/100 g de fruta fresca). La fruta de O. ficus indica estudiada en el mencionado proyecto, provenía de un cultivo de la región de Sicilia; sin embargo, los niveles de Taurina de esta muestra son más bajos que cultivos procedentes de América y África. Este compuesto es utilizado últimamente como suplemento o ingrediente en bebidas energetizantes (Fernández- López et al., 2010).

Por otro lado, la combinación de fibra dietética asociada a los fitoquímicos descritos en el nopal, en conjunto con sus propiedades nutracéuticas, hacen que el nopal pueda usarse como suplemento dietético y/o como ingrediente alimenticio. En años recientes, se inició la comercialización de fibra deshidratada de nopal como auxiliar en trastornos digestivos. La pulpa deshidratada del nopal constituye un material fibroso, cuya función medicinal se basa, como cualquier otra fibra natural, en favorecer el proceso digestivo, reduciendo el riesgo de problemas gastrointestinales y ayudando en los tratamientos contra la obesidad. Adicionalmente, la fibra disminuye el nivel de lipoproteínas de baja densidad, y disminuye el colesterol en la sangre al interferir en la absorción de grasas que realizan los intestinos (Bensadón et al., 2010).

Existen también numerosos reportes sobre la presencia de compuestos fenólicos en el nopal y sus frutos (tuna), que han mostrado tener capacidades antioxidantes, anticarcinogénicas y antivirales, entre otras propiedades. En especial del fruto (tuna), se conocen variedades con una gran diversidad de colores, debido a la presencia de carotenoides y polifenoles, que pueden tener un efecto positivo sobre la salud (Feungang et al., 2006).

 

Aplicaciones en alimentos

El nopal (Opuntia spp.) es un alimento tradicional en la dieta del Mexicano, frecuentemente consumido como vegetal en ensaladas, y el fruto (tuna) es consumido como fruta fresca. La ingesta diaria por mexicano de este cactus es de 10 a 17 g/persona/día (Bensadón et al., 2010).

Los nopales no constituyen en si un alimento completo; su composición química muestra un alto contenido de agua, que esta en el orden de 90 - 95%, dependiendo del estado de crecimiento del cladodio y del estado de hidratación de la planta. Su contenido de proteínas (7-18% peso seco) y de lípidos (1.3-3% peso seco) es común en vegetales frescos (Rodríguez-Félix y Cantwell, 1988). El contenido de nutrientes y la proporción de los mismos, se modifica también con la edad del cladodio, observándose una disminución de lípidos y en la fibra soluble, así como un aumento en el contenido de fibra soluble.

Entre los minerales que contiene, los principales son el calcio y el potasio además de magnesio, sílice, sodio y pequeñas cantidades de fierro, aluminio, y magnesio entre algunos otros. La proporción de minerales también cambia con la edad del cladodio (Hernández-Urbinola et al., 2010). El nopal contiene también, en varias proporciones, diferentes glúcidos o carbohidratos y componentes nitrogenados. Su contenido de fibra cruda está en 12-18% de peso seco, propiedad que le ha permitido posicionarse como una buena fuente de fibra dietética (Rodríguez- Félix y Cantwell, 1988; Osorio- Córdoba et al., 2011):

Los nopalitos (Opuntia spp. cladodios) también conocidos como nopal verdura, son consumidos tradicionalmente en México, pero también se han empezado a consumir en comunidades de los Estados Unidos de América, Canadá, Japón, Italia y Turquía debido a su bajo valor calórico, alto contenido en fibra y propiedades nutricionales y funcionales (Osorio- Córdoba et al., 2011). Sin embargo, debido a su alto contenido de humedad, el nopal verdura tiene una corta vida en anaquel, por lo que se han evaluado y propuesto diversas tecnologías de preservación. El uso de atmósferas modificadas, con embalajes que permiten una atmósfera activa y control de humedad, han demostrado ser de las mejores estrategias para conservar los nopales o nopalitos frescos por mayor tiempo (Guevara- Arauza et al., 2006; Osorio-Cordoba et al., 2011).

Tomando en cuenta el grado de madurez del nopal, se pueden desarrollar aplicaciones como aditivos naturales para la industria alimentaria a partir del mucilago del nopal, ya que obtienen espesantes, reemplazantes de grasas, estabilizadores de emulsiones, películas comestibles y recubrimientos para alargar la vida de anaquel y mejorar la calidad de alimentos frescos, congelados y procesados (Aguirre-Cárdenas et al., 2011).

Debido a la corta vida de anaquel del nopal fresco, se han desarrollado también algunas estrategias de preservación de los componentes del mismo, siendo el de mayor aplicación, el nopal deshidratado en polvo (Contreras- Padilla et al., 2012). El producto se prepara después de la selección, cortado, deshidratación y molienda de las pencas de nopal, resultando un polvo fino de color verde claro, bajo en humedad, listo para su consumo, con una amplia vida en anaquel. Así, se facilita su manejo y conservan las propiedades funcionales de interés. Pocos alimentos presentan altos niveles de potasio, por lo que el nopal en polvo es una buena fuente de este mineral para la dieta. Su bajo contenido de sodio es especialmente importante para esta aplicación (Sáenz, 1997).

Es bien conocida la relación que existe entre el consumo de fibra y el control de los niveles de colesterol y la prevención de enfermedades como la obesidad y la diabetes. El nopal deshidratado en polvo es una buena fuente de fibra dietética, tanto soluble como insoluble. La fibra soluble está compuesta por mucilagos, gomas, pectina y hemicelulosa. En contraste, la fibra insoluble está compuesta de celulosa, lignina y una mayor fracción de la hemicelulosa (Saenz, 1997).

 

Aplicaciones en nutrición animal

El uso de Opuntia spp. como forraje de ganado se ha extendido en países como México, Brasil, Túnez, Sudáfrica, Algeria, Marruecos, Líbano entre otros. Se estima que hay alrededor de 900 000 hectáreas cultivadas, con ca de 370 000 en Brasil y 230 000 en México (Nobel et al., 1992; Le Houérou, 1994). Las más utilizadas en México para forraje son: O. robusta, O. cantabrigiensis, O. rastrera, O. lindheimeri y O. phaeacantha. Opuntia es muy adecuada como alimento, por su eficacia al convertir el agua en materia seca, es decir, en energía digerible (Nobel, 1995). Esta aplicación no es reciente, Opuntia ha desempeñado un papel muy importante para satisfacer la demanda de forraje en las regiones semi-áridas desde hace muchos años (Reyes-Alguero et al., 2005; Felker et al., 2006).

En general las cactáceas tienen un sistema fotosintético especializado que permite una producción más eficiente por unidad de materia seca y unidad de agua consumida; mayor a la que presentan pastos y leguminosas (Nobel, 1988). La mayor parte de los estudios aplicados a forraje se han realizado con O. ficus-indica, donde se reportan productividades de hasta 50 toneladas anuales de materia seca por hectárea (Nobel 1988; Nobel et al., 1992). Existen reportes de la especie O. amychlaea, que presenta alta productividad de biomasa, de hasta 45 toneladas de materia seca/ha/año en condiciones de bajo riego. Estas productividades son superiores a los cultivos más productivos, como los C₃ y C₄ en alrededor 40 t/ha/año (Nobel, 2001).

Una de las características deseadas para el desarrollo de Opuntia en las regiones áridas lejos del Ecuador, es la tolerancia al frío en época invernal, puesto que la mayoría de las especies presentan daño irreversible a partir de - 5 °C (Aguilar y Peña, 2006). Se encuentra reportado que las más utilizadas en el norte del país son las especies O. engelmanni y O. lindheimeri por su capacidad en soportar temperaturas frías (Flores y Reveles, 2010). Estas tienen espinas y deben ser procesadas antes de ser consumidas. En México, existen ejemplares silvestres de O. robusta, que presenta tipos con y sin espinas. Sin embargo, las pencas lisas son susceptibles al ataque de la fauna regional. Desde inicios de la década de los sesenta, los estudios sobre hibridación de especies dirigidos por la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN) tuvieron como objetivo el seleccionar individuos tolerantes a las bajas temperaturas de las regiones semiáridas del norte de México. Los clones obtenidos de esos primeros ensayos fueron introducidos al sur de los Estados Unidos de América, utilizando a O. lindheimeri con espinas y a O. ellisiana quienes presentan tolerancia a temperaturas de -20 °C (López- García et al., 2001).

Actualmente se tienen híbridos de Opuntia ficus-indica y las otras dos especies enunciadas, las cuales están en fase de propagación (Felker y Inglese, 2003). En la producción de forraje se considera el uso total de cladodios, por lo que es importante tener capacidad de producir gran cantidad de ellos, con la posibilidad de recuperación por la poda. Estas características están determinadas principalmente por el genotipo de la planta. Dado que la producción de forraje involucra el uso total o parcial de la estructura vegetativa, la capacidad de producir nuevos cladodios y de recuperarse rápidamente después de la poda, son características de mayor importancia en los programas de mejoramiento. Para promover la producción de biomasa, es preferible identificar y establecer variedades con cladodios de tamaño mediano para incrementar las densidades de plantación.

La tolerancia a las heladas y la aclimatación se logra por los cambios sistemáticos de la biología de célula de un tejido. Las alteraciones mejor estudiadas son las que afectan a la composición de lípidos de las biomembranas con respecto al mantenimiento de su fluidez, la síntesis y la acumulación de solutos compatibles, la síntesis de proteínas de aclimatación fría en el metabolismo de carbohidratos y el potencial radicular. Se han logrado avances recientes en la determinación de la naturaleza y de la función de genes con papeles en tolerancia de congelación y de los mecanismos implicados en la regulación genética de la baja temperatura y la transducción. Estos estudios tiene un sentido práctico potencial pues las temperaturas de congelación son un factor principal que limita la localizaciones geográficas del cultivo del nopal que se ha demostrado es una alternativa para la alimentación del ganado (Nobel, 2001).

Se ha reportado la composición proximal de numerosas especies de nopal usados como forraje. Las proporciones de los nutrientes en base seca, cambian con las especies, el cultivo, clona, condiciones ambientales, suelo y técnicas de cultivo, entre otras variables. Los rangos de materia seca se encuentran entre 10-14%, de proteína bruta de 4 a 6.4 %; de fibra como detergente neutro del 25-35%, de fibra como detergente ácido de 17-23%, de carbohidratos totales del 75-87%, de carbohidratos no fibrosos de 50-61% y materia mineral del 6-18% (Cavalcante et al., 2007). Cabe resaltar que el contenido de agua oscila entre 84 a 93% (López-García et al., 2001), por lo que el consumo del alimento en fresco puede aportar hasta 35% de la demanda de agua del ganado bovino en condiciones que no sean de sequía extrema. Por otro lado, el nopal presenta otros compuestos químicos que pueden ser benéficos en la salud de los animales alimentados con el mismo. Entre ellas se encuentran las pectinas. El nopal es rico en sustancias pécticas las cuales presentan un efecto hipocolesterolémico (Ben- Salem et al., 1996).

Para alimentación animal, los cladodios presentan altos contenidos de carbohidratos solubles, calcio y beta-caroteno. Sin embargo, este material presenta bajo contenido en fibra y proteína cruda (PC). A pesar de esto, se considera como una fuente de alimento que no se encuentra balanceada por lo que debe de enriquecerse, sobre todo para la preparación de concentrados (Oliveira, 2001; Araujo et al., 2005). La PC oscila entre los 25-60g kg de materia seca. Aunque es posible encontrar contenidos mayores en el material con espinas. La fertilización basada en la aplicación de compuestos nitrogenados puede ser una alternativa para aumentar el contenido de PC. González (1989) reportó que el contenido de PC en el cactus fertilizado fue cerca del doble. Sin embargo, el contenido de proteína en el alimento es un factor clave para la digestión de los rumiantes. Parte del nitrógeno consumido se transforma en amonia en el rumen, que es utilizado por la microbiota para producir proteínas microbianas. Del mismo modo, es importante también la absorción de proteínas de calidad en la dieta, de tal forma que sea posible que los aminoácidos se absorban en el intestino pequeño y el animal tenga un mayor rendimiento (Oliveria, 2001). Por tanto es necesario encontrar formas de enriquecer el alimento en proteína de calidad.

La fermentación en el estado sólido es un proceso en el que se produce proteína microbiana a partir de la degradación de la glucosa existente en la planta. Se basa en el crecimiento de microorganismos en el sustrato insoluble en ausencia de agua añadida. Oliveira (2001), reportó la fermentación del nopal con Aspergillus niger, logrando 12.8% de CP. Araujo et al. (2005) en Brasil han realizado estudios con la levadura, Saccharomyces cervisiae, reportando incrementos de 26% de CP. Gran parte de la glucosa se encuentra formando polisacáridos. Estas moléculas se pueden hidrolizar con facilidad en medios catalizados por ácido. El principio de fermentación se basa en el metabolismo de la glucosa por acción de las levaduras. Por consiguiente, para que el proceso sea efectivo, es necesario que la glucosa sea liberada.

Una de las estrategias más empleadas para tal efecto, en el caso de la fermentación del nopal, es la hidrólisis ácida (Focher, 1991). La levadura procesa los azúcares reductores que son directamente metabolizados para producir etanol, furfural, compuestos fenólicos entre otros. Una de las estrategias para la disminución en la producción de subproductos indeseables es el pre-tratamiento (pre-hidrólisis) del nopal, puesto que además estos tienen un efecto inhibitorio en el proceso fermentativo. Otra de las técnicas recomendadas es aquella que considera un pre-tratamiento térmico. En este caso la cantidad de celulosa es mayor en comparación con el material que no ha sido tratado, aumentando su disposición para acción de la celulasa.

 

La riqueza del nopal para el futuro

La historia de México está íntimamente ligada al nopal, incluso es parte del escudo nacional; se encuentra presente en la alimentación del mexicano como el frijol y el maíz, y es tan simbólico como el tequila o el pulque. Se conocen múltiples aplicaciones en la medicina tradicional, y dentro de sus múltiples usos se incluye ser aditivo de pinturas, por sus propiedades como aglomerante. Como con otros productos tradicionales, es poco lo que se reporta en la literatura científica en relación a su composición y usos, hasta que en los últimos años, se ha reforzado el interés en productos naturales y sus derivados.

De los usos más importantes que en los últimos años se ha atribuido al nopal, es como suplemento alimentario, para el control de la diabetes o como auxiliar en el control de peso. Sin embargo, debe profundizarse en el estudio de los mecanismos de acción de los componentes del nopal para estas funciones; de la misma manera, debería ser posible estudiar a mayor profundidad los componentes que contiene el nopal. Un estudio integral de los fotoquímicos presentes en la planta, permitiría evaluar el uso del nopal o sus extractos, como complemento en el tratamiento de otros problemas de salud, incluyendo problemas digestivos, infecciones, colesterol alto, incluso cáncer. La identificación de los componentes del nopal que tienen acción sobre estos problemas, así como la determinación de sus mecanismos de acción, es una tarea aún pendiente.

Otra de las aplicaciones con mayor futuro es el uso de este cultivo como forraje, que es en especial importante para el ganado en zonas áridas, en donde el nopal puede no sólo proporcional nutrientes, sino ser una fuente de agua. La búsqueda de variedades que puedan ser de mayor utilidad como forraje, considerando las diferentes regiones climáticas, es también una tarea de mucho interés en el cultivo del nopal.

 

Conclusiones

En el mundo en que actualmente vivimos, con las capacidades de comunicación y la interacción entre las diferentes culturas, conocer las potencialidades de productos mexicanos como el nopal, podría hacer una diferencia en la posición del país a nivel mundial. Hace relativamente poco tiempo que frutas como el Kiwi no tenían una presencia mundial, pero hoy es común encontrarlos en el supermercado. Será entonces importante preguntarse, qué se requiere que se fomente en el estudio del nopal, para identificar ventajas sobre otros cultivos, así como usos novedosos en la medicina y en la alimentación. Habrá que pensar qué se requiere para que en la mesa de muchas culturas, se encuentre el nopal como parte de su alimentación. Habrá que cuidar, también, que la riqueza del producto, se refleje en una mejor calidad de vida de los productores y de México en particular. Habrá que pensar cómo podemos hacer que el nopal, comparta su riqueza con nosotros.

 

Agradecimientos

Las autoras agradecen el apoyo del Gobierno del estado de Chihuahua y CONACYT mediante el proyecto FOMIX-CONACYT-2009-CO2-127570.

 

Literatura citada

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