Aditivo nutracéutico obtenido a partir de los fructanos de Agave fourcroydes (LEM.)

En la nutrición animal se incrementa el empleo de aditivos nutracéuticos del tipo prebióticos por los efectos beneficiosos que ejercen en la salud y el comportamiento productivo en los animales. Dentro de las plantas que sintetizan y almacenan fructanos, se encuentran las que pertenecen a la familia Agavaceae. En Cuba, se cultivael Agavefourcroydes para la obtención de fibras a partir de sus hojas. Investigaciones realizadas por García-Curbelo et al. (2009) demostraron la presencia de altas concentraciones de fructanos en sus tallos. Lo cual hace que esta planta constituya una fuente importante de materias primas en la obtención de estos carbohidratos. Sin embargo, su mecanismo de acción va a depender de diferentes factores, entre ellos se encuentran las características estructurales de estos carbohidratos.

Es por ello, que el objetivo de este trabajo fue caracterizar las estructuras químicas presentes en el Agave fourcroydes de Cuba, con potencialidades de uso como prebiótico en la nutrición animal.

 

Material biológico: Se recolectaron 10 tallos de Agave fourcroydes, por el método de las diagonales, los cuales fueron cosechadas de campos cultivados de la empresa henequenera “Eladio Hernández León”, provincia de Matanzas, Cuba, finca la Antigua. La edad de los agaves recolectados fue de 8 años, y no había emergido el escapo floral. Se trabajó con los tallos de las plantas con un peso promedio de 6,30 kg. Se realizó la extracción de fructanos según la metodología de López et al. (2003). Caracterización Estructural Cromatografía en capa delgada (CCD).Se realizó la cromatografía en capa delgada al extracto seco de Agave fourcroydes, según el método de López et al. (2003). Cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. Se pesaron 10 mg del extracto seco de Agave fourcroydes y de los fructanos comerciales Raftilose P95 y Raftiline HP, se colocaron en reactiviales de 4 mL. Se añadieron 500 ?L de dimetilsulfóxido (DMSO, Sigma) y se agitó durante dos horas hasta la disolución completa de la muestra. Para la derivatización de los carbohidratos a Alditol Acetatos Parcialmente Metilados (AAPM) se siguió el método de Mancilla (2006). Cromatografía de intercambio aniónico de alta resolución acoplado a detector de pulso amperométrico.

Se prepararon soluciones al 1 % en agua milli-Qdel extracto seco de Agave fourcroydes y los fructanos comerciales Raftilose P95 y Raftiline HP, estas muestras se filtraron con filtros de 0,22 micras de porosidad y se siguió la metodología propuesta por Shiomi (1991).

 

Al analizar los resultados de la cromatografía en capa delgada (figura 1), se observó en A. fourcroydes la presencia de manchas correspondientes a: glucosa/fructosa (Gluc/Fruc), sacarosa (Sac), inulobiosa (F2), 1-kestosa (1-Kes), nistosa y kestopentaosa. También se aprecia que los fructanos del extracto seco son de bajo grado de polimerización, al igual que el prebiótico comercial Raftilose P95, aunque con un perfil cromatográfico diferente y no aparece la mancha correspondiente a los de alto grado de polimerización como en el caso del prebiótico comercial Raftiline HP. Esta característica, es importante para su valoración como candidato a prebiótico, pues los oligosacáridos se utilizan más para la obtención de estos aditivos. En el A. fourcroydes aparece una mancha diferente, que se identificó de acuerdo con su Rf como la neokestosa (6 G-Kes), de acuerdo a estudios cromatográficos semejantes.

La presencia de: 1-Kes, F2 y 6G-Kes, indican que en los fructanos presentes en el extracto seco de A. fourcroydes, existen diferentes series: GFn característica de Cichorium intybus (achicoria)yHelianthus tuberosus (alcachofa de jerusalem); Fn estructuras con ausencia de la molécula de glucosa y la serie neofructano, que se encontró en Asparagus officinalis (espárrago) y Allium cepa (cebolla). Esta composición lo caracteriza como una mezcla de diferentes  estructuras. En el análisis de la cromatografía gaseosa acoplada a la espectroscopía de masas, esencial en la determinación de los enlaces químicos de los derivados de fructanos a alditol acetatos parcialmente metilados (AAPM) de A. fourcroydes, se observan diferencias con respecto a los fructanos comerciales Raftilosa P95 y Raftiline HP. A partir de los perfiles cromatográficos de los fructanos de A. fourcroydes se puede considerar que en estas plantas existe la presencia de glucosa interna, característico de la serie neofructanos, enlaces β (2-1) y en menor cantidad enlaces β (2-6) y presencia de pocas ramificaciones. Los resultados anteriores demuestran la complejidad estructural de estos compuestos y pudiera ser característico de la familia Agavaceae, a partir de los estudios de López et al. (2003) en Agave tequilana  Weber var. azul que identificaron neofructanos, enlaces β (2-1) y enlaces β (2-6) con abundantes ramificaciones.

La presencia de fructanos con diferentes enlaces tipo β en el extracto seco de Agave fourcroydes posibilita que no sean degradados por las enzimas digestivas del hospedero y se utilicen como fuente energética por lactobacilos y bifidobacterias que son microorganismos beneficiosos del tracto gastrointestinal. Los perfiles cromatográficos que se obtuvieron por cromatografía de intercambio aniónico de alta resolución de fructanos de A. fourcroydes de Cuba, Raftilose P95 y Raftiline HP, permiten conocer la distribución de fructanos presentes en la planta.  

En los cromatogramas correspondientes a Raftilose P95 y Raftiline HP, se observan fructanos correspondientes a la serie inulina, con picos bien definidos. Sin embargo, cuando se analizan los perfiles cromatográficos del extracto seco de Agave fourcroydes, se puede apreciar gran diversidad estructural, pues aunque solo se identificaron kestosa, nistosa y kestopentaosa (DP5) al compararla con sus estándares, se puede observar gran diferencia entre los picos de las muestras analizadas. Los fructanos de A fourcroydes son más complejos por la presencia de mayor número de picos, por lo que pudieran estar presentes carbohidratos de la serie inulina, serie neokestosa, además la serie inulo-n–ose (Fn), este análisis deja bien establecido su diferencia estructural con los prebióticos tipo inulina.

El perfil cromatográfico para los fructanos del extracto seco de A.fourcroydes mostró la presencia de oligosacáridos en forma natural, lo que corrobora los resultados de la cromatografía en capa delgada.  A partir del análisis de los resultados, se propone como estructuras para los fructanos de Agave fourcroydes una mezcla compleja de oligosacáricos, la cual  presenta estructuras con pocas ramificaciones y las series neokestosa, GFn y Fn (figura 2).  Las determinaciones realizadas permitieron la caracterización estructural de los fructanos de Agave fourcroydes, los cuales no son del tipo inulina, sino una mezcla polidispersa de oligofructanos con potencialidades para su empleo como aditivo nutracéutico en la nutrición animal.