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FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS Carotenoides y vitamina C del polen procedente de las ciudades de Tarma, Pichanaki y Oxapampa Camarena Huaman, Yesep Jesus Miranda Loayza, Elva Zila Tarma 2017 Camarena Y. – Mirando E. (2017). Estudio comparativo de la capacidad antioxidante y compuestos fenólicos de la miel de abeja procedentes del departamento de Junín (Tesis para optar el título de Ingeniero Agroindustrial). Universidad de Nacional del Centro del Perú Facultad de Ciencias Aplicadas, Tarma -Perú. Esta obra está bajo una licencia https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ Repositorio Institucional - UNCP Carotenoides y vitamina C del polen procedente de las ciudades de Tarma, Pichanaki y Oxapampa https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL TESIS PRESENTADO POR: Bach. CAMARENA HUAMAN, Yesep Jesus Bach. MIRANDA LOAYZA, Elva Zila PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO AGROINDUSTRIAL TARMA – PERÚ 2017 CAROTENOIDES Y VITAMINA C DEL POLEN PROCEDENTE DE LAS CIUDADES DE TARMA, PICHANAKI Y OXAPAMPA iii iv iii ASESOR: Dr. Cuadrado Campo Walter Javier iv DEDICATORIA: La presente tesis se lo dedico a Dios a mis Padres, maestros que me brindaron sus enseñanzas y supieron inculcarme cosas positivas gracias a mis hermanos por el apoyo incondicional que me brindaron de inicio a fin, por aconsejarme de no bajar los brazos y seguir luchando a pesar de las dificultades que se me presenten en la vida gracias a mis amigos por brindarme su amistad y apoyarme cuando desconocía de algo gracias a todos esto es para ustedes. Y. J. C. H. v DEDICATORIA: Mi tesis la dedico con todo mi amor y cariño, a tí DIOS, que me diste la oportunidad de vivir y regalarme una familia maravillosa. A mis padres, Alejandro y Nemesia por sus sabios consejos y confianza en mí. A mis hermanos, con ejemplo de tenacidad me ayudaron a cumplir uno de mis objetivos . E. Z. M. L. vi AGRADECIMIENTO - A nuestra Alma Máter, la Universidad Nacional del Centro del Perú y la Facultad de Ciencias Aplicadas por acogernos en sus aulas para nuestra formación profesional. - Al Dr. Walter Javier Cuadrado Campo, por el asesoramiento, sabios consejos y apoyo moral e incondicional en nuestra formación personal y profesional. - A la MSc. Mery Luz Baquerizo Canchumanya, por impartir sus conocimientos en el desarrollo de la presente tesis, sus sabios consejos y apoyo moral e incondicional en nuestra formación personal y profesional. - A la Facultad de Ciencias Aplicadas, por facilitarnos los laboratorios de Ingeniería y Análisis Instrumental de Alimentos para la realización de nuestro trabajo de investigación. - A los Apicultores de Tarma, Pichanaki y Oxapampa por facilitarnos la materia prima e información, referente a la producción de nuestra materia de estudio. - A los catedráticos de la Universidad Nacional del Centro del Perú de la Facultad de Ciencias Aplicadas por sus enseñanzas y conocimientos brindadas durante el transcurso de nuestra formación profesional. vii RESUMEN El polen es un producto de la apicultura, muy valorado debido a sus componentes nutritivos y bioactivos. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la composición químico proximal, contenido de carotenoides y vitamina C del polen adquirido en las ciudades de Tarma, Pichanaki y Oxapampa. Para ello se recolectó las muestras en su lugar de origen y se trasladaron al laboratorio para sus evaluaciones, biométricas, fisicoquímicas, composición químico proximal y contenidos de vitamina A y C. Los resultados presentaron para Tarma, Pichanaki y Oxapampa: humedad: 9,12%; 5,56% y 7,42%, ceniza 1,69%; 1,69% y 2,81%, proteína 32,35%; 35,15% y 42,44%, grasa 7,69%; 7,98% y 10,09%, fibra 2,82%; 3,86% y 3,13% y ELN 47,33%; 41,76% y 34,11%, respectivamente y contenido de vitamina C (mg de ácido ascórbico/100g): 22,74; 32,76 y 26,27 y contenido de Beta carotenos (µg de carotenoides/g): 67,34 ; 59,59 y 84,03, respectivamente y presentaron diferencia significativa por lugar de procedencia. El polen procedente de Oxapampa resaltó en contenido de proteína y beta carotenos, y el procedente de Pichanaki resaltó en contenido de vitamina C. Palabras claves: Polen, composición química proximal, vitamina C, beta caroteno viii SUMMARY Pollen is a product of beekeeping, highly valued because of its nutritive and bioactive components. The objective of the present work was to evaluate the chemical composition proximal content of carotenoids and vitamin C of pollen produced in the provinces of Tarma, Pichanaki and Oxapampa. For this purpose, the samples were collected in their place of origin and transferred to the laboratory for their biometric, physicochemical, chemical composition, proximal chemical composition and vitamin A and C evaluation. The results presented for Tarma, Pichanaki and Oxapampa: moisture: 9.12 %; 5.56% and 7.42%, ash 1.69%; 1.69% and 2.81%, protein 32.35%; 35.15% and 42.44%, fat 7.69%; 7.98% and 10.09%, fiber 2.82%; 3.86% and 3.13% and ELN 47.33%; 41.76% and 34.11% respectively, and vitamin C content (mg ascorbic acid / 100g): 22.74; 32.76 and 26.27 and content of Beta carotenes (μg of carotenoids / g): 67.34; 59.59 and 84.03, respectively, and presented significant difference by place of origin. Pollen from Oxapampa was highlighted in protein and beta carotene content, and that from Pichanaki was highlighted in vitamin C. Key words: Pollen, proximal chemical composition, vitamin C, beta carotene ix INDICE GENERAL CONTENIDO Pág. ASESOR DEDICATORIA iii iv AGRADECIMIENTO vi RESUMEN vii SUMMARY viii INDICE GENERAL ix INDICE DE TABLAS xiii INDICE DE FIGURAS xiv INDICE DE ANEXOS xv INTRODUCCIÓN xvi CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1. Caracterización del problema 20 1.2. Formulación del problema 22 1.3. Objetivos de investigación 23 1.3.1. Generales 23 1.3.2. Específicos 23 1.4. Justificación e importancia de la investigación 24 1.5. Delimitaciones de la investigación 25 1.5.1. Delimitación espacial 25 1.5.2. Delimitación temporal 25 1.5.3. Delimitación cuantitativa 25 x CAPITULO II MARCO TEORICO 2.1. Antecedentes de investigación 26 2.1.1. Nivel Nacional 27 2.1.2. Nivel Internacional 28 2.2. Bases Teóricas 32 2.2.1. Generalidades de polen y colmena 32 a) Definición de polen 32 b) Propiedades y beneficios del polen 33 c) Valor nutricional del polen 35 d) Valor Terapéutico 36 e) Actividad antioxidante del polen de abeja. 37 f) Colmena 38 g) Formación del polen 39 h) Estructura del grano de polen 41 i) Polinización 41 2.2.2. Morfología y descripción del polen 45 a) Polaridad 45 b) Simetría 46 c) Forma 46 d) Color 46 e) Tamaño 47 f) Esporodermis 47 2.2.2.1. Composición del polen 47 Cosecha del polen 53 Producción del polen 55 Recolección del polen por las abejas 58 Extracción del polen desde la colmena 59 Secado de polen 62 xi limpieza del polen 63 envasado y almacenamiento 64 2.2.2.2. Utilización del polen por la colmena. 64 2.2.2.3. Programas de reproducción de plantas 65 2.2.2.4. Principales plantas polinifera 66 2.2.2.5. Normas de calidad 67 2.2.2.6. Especificaciones de calidad 68 2.2.3. Clasificación y tipificación del polen 69 2.2.3.1. Los factores climáticos 70 2.2.3.2. Fenología floral y régimen hídrico 72 2.2.4. Antioxidantes en alimentos 75 2.2.4.1. Antioxidantes 76 2.2.4.2. Clasificación de los antioxidantes. 78 2.2.4.3. Tipos de Antioxidantes 79 a) La Vitamina C o Ácido Ascórbico 79 b) Carotenoides. 83 2.2.5. Desarrollo de las Variables 91 2.2.5.1. Variable independiente 91 2.2.5.2. Variable dependiente 92 2.2.5.3. Hipótesis de investigación 93 2.3. Variables 95 CAPITULO III METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION 3.1 Tipo de Investigación 96 3.2 Nivel de Investigación 96 3.3 Métodos de la Investigación 96 3.3.1 Análisis Químico-Proximal para la Materia Prima (Polen) 97 3.3.2 Análisis Fisicoquímicos para la Materia Prima (Polen) 97 xii 3.3.3 Análisis del contenido de carotenoides (Vitamina A) 97 3.3.4 Análisis del contenido de Ácido Ascórbico (Vitamina C) 97 3.4 Diseño de la investigación 98 3.5 Población y muestra 99 3.6 Técnicas e Instrumentos de Recolección de Información 101 3.7 Procedimientos de Recolección de Datos 101 3.7.1 Procedimiento previo a los análisis del polen de diversos Lugares 101 3.8 Técnicas de procesamiento de información 103 3.8.1 Pruebas Estadísticas 104 CAPÍTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN 4.1. Presentación, análisis e interpretación de los datos 106 4.1.1. Características físicas y fisicoquímicas del polen. 106 4.2. Discusiones de resultados. 111 4.2.1. Características biométricas del polen. 111 4.2.2. Resultado de análisis de físico químico. 113 4.2.2.1. °Brix 113 4.2.2.2. pH 115 4.2.2.3. Acidez 115 4.2.3. Resultado de Análisis químico proximal 116 4.2.3.1. Humedad 116 4.2.3.2. Proteína 117 4.2.3.3. Lípidos 118 4.2.3.4. Fibra 119 4.2.3.5. Cenizas 120 4.2.3.6. Carbohidratos 121 4.2.4. Resultado de Análisis de vitamina 122 xiii 4.2.4.1. Vitamina C 122 4.2.4.2. Carotenoides 123 4.3. Contrastación de hipótesis 125 CONCLUSIONES 127 SUGERENCIAS 129 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 130 LISTA DE TABLAS Tabla N° Pág. 01 Composición química proximal del polen en 100 gr 49 02 Composición de vitaminas de polen en 100 gr 51 03 Colmenas en producción en unidades agropecuarias con Colmenas 61 04 Relación de plantas predominantes de la zona de Muestra 67 05 Parámetros de análisis proximal del polen 69 06 Clasificación del antioxidante 79 07 Operacionalización de Hipótesis, Variables e Indicadores 95 08 Características biométricas del polen de Tarma, Pichanaki y Oxapampa 107 09 Resultado del análisis fisicoquímico del polen 108 10 Resultado de Análisis químico proximal 109 11 Resultado de Análisis de vitamina 110 xiv LISTA DE FIGURAS Figura N° Pág. 01 Estructura de una flor y origen del polen 33 02 Abeja recolectando polen 34 03 Formación del polen 40 04 Fórmulas de los retinoides principales y del β-caroteno. A, todo-trans retinol; B, todo-trans retinal; C, ácido todo-trans retinoico; D, 11-cis retinal; E, ácido 13-cis retinoico; F, todo-trans retinil palmitato; G, todo-trans retinoíl β-glucorónido; H, análogo trimetil metoxifenol del ácido todo-trans retinoico (etretina, acitretina); I, todo-trans β caroteno 89 05 Diseño experimental propuesto 98 06 Mapa geográfico del Perú 99 07 Mapa geográfico de las provincias de: Tarma, Chanchamayo Y Oxapampa. 100 08 Mapa geográfico del Distrito de Pichanaki 100 09 Diagrama de flujo para la evaluación de la composición físico química, químico proximal, vitamina C y carotenoides del polen. 103 10 Características Biométricas del polen 107 11 Características fisicoquímicas del polen 108 12 Composición Químico Proximal 109 13 Contenido de vitaminas en el polen. 110 xv LISTA DE ANEXOS Apéndice Pág. I Determinación cuantitativa de vitamina C por Espectrofotometría 137 II Determinación cuantitativa de Carotenoides por Espectrofotometría 150 III Resultados estadísticos biométricas 154 IV Resultados Estadísticos de los análisis fisicoquímicos 157 V Resultados Estadísticos de la composición Químico Proximal 162 VI Resultados Estadísticos de Vitamina C y carotenoides 171 VII Fotografias de las ciudades, vestuario y recolección de polen 175 VIII Materia prima de las ciudades Tarma, Pichanaki y Oxapampa 177 IX Equipos necesarios para la investigación de carotenoides y Vitamina C del polen. Reactivos usados en la investigación. 178 xvi INTRODUCCIÓN La apicultura es una de las actividades económicas agropecuarias más sostenibles (sobre todo por el gran impacto positivo que tiene sobre la polinización de los cultivos); actividad que es realizado mayormente por pequeños apicultores distribuidos en todas las regiones del país (costa, sierra y selva). El Perú, cuenta con una gran diversidad la flora en toda la extensión del país; el cual permite obtener productos apícolas diferenciados (por ejemplo, mieles de algarrobo, nísperos, eucalipto, cítricos, etc.), así como los multiflores. En el año 2012, se ha contabilizado un total de 216 mil 975 colmenas instaladas por productores agropecuarios en todo el país. A nivel de rangos de colmenas, en el departamento de la Libertad se ubican entre 3000 a 7995 de colmenas instaladas, así mismo en Lambayeque, Piura y Lima, se instalaron de 500 a 2999 colmenas. En Perú, en especial en el bosque seco ecuatorial o bosque estacionalmente seco (BES), un bioma único en el mundo que comprende una franja costera de 100 a 150 km de ancho, que abarca desde los 0°30' hasta los 5° LS, desde la xvii península de Santa Elena (Ecuador) hasta la cuenca media del río Chicama (Departamento de La Libertad), y en el valle del Marañón hasta los 9° LS (20), los planes biológicos de conservación y reforestación se encuentran ligados a diversas actividades sociales, económicas y culturales que desarrollan las poblaciones rurales, entre ellas el fomento de la apicultura, debiendo para ello realizar un estudio de las especies vegetales reales y potencialmente utilizadas por la abejas así como de las características organolépticas y nutricionales de los productos apícolas obtenidos. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la composición químico proximal, contenido de carotenoides y vitamina C, de tres tipos de polen apícola, agrupados en colores amarillo, anaranjado, crema y gris, colectados en las Ciudades de Tarma, Pichanaki y Oxapampa, Perú). A nivel nacional se registran 40 790 productores agropecuarios que crían abejas, el mayor número de ellos se encuentran en los departamentos de Cuzco 13.7 % y Junín 12.8 %. En relación a los apicultores que producen miel se ha determinado un total de 37 922 personas que se dedican a esta actividad, destacando los departamentos de Cusco 14.1 % y Junín 13.3 % del total. Los apicultores que producen polen ascienden a 6415 personas, ubicándose en los departamentos de Cusco 11.9 % y Cajamarca 10.2 %. El mayor número de colmenas por regiones se encuentra en la sierra con el 47.9 % luego en la costa con 30.9 % y en la Selva se ubican el 21.2 % del total xviii de colmenas de abejas. El piso altitudinal quechua presenta la mayor concentración de colmenas instaladas, con más del 30 % del total a nivel Nacional. Instituto nacional de estadística e informática (INEI) – IV Censo nacional agropecuario (2012). La tendencia actual de los mercados es obtener y brindar productos novedosos, saludables, de gran calidad, vida útil prolongada y que al mismo tiempo faciliten la vida cotidiana del consumidor; así que, una de las grandes gamas de alimentos saludables que reúnen estas características. Una variedad de productores apícolas han comenzado a vender polen para el consumo humano, usualmente publicitado como un alimento saludable. El polen contiene agua, aminoácidos, lípidos carbohidratos, minerales, vitaminas, enzimas y otros micronutrientes, siendo el único alimento que alcanza en su composición nutricional completo, la composición depende de la vegetación, estación, viento, clima, etc. La composición física y química del polen dependen del origen floral (Maradiaga, D, 2005.). Por lo tanto, el presente trabajo es contribuir a la ciencia con el contenido verídico realizado científicamente de acuerdo al lugar de procedencia sobre la variación de la composición química, carotenoides y vitamina C del polen apícola. xix El contenido del informe está estructurado en cuatro capítulos, de la siguiente manera: CAPÍTULO I, Contiene la caracterización del problema de investigación, formulación, objetivos de la investigación, justificación y limitaciones de la investigación. CAPÍTULO II, Se hace referencia los antecedentes de la investigación, bases teóricas de la investigación, bases conceptuales, hipótesis de la investigación así como la operacionalización de las variables de la investigación. CAPÍTULO III, Se describe el tipo y nivel de investigación, la metodología de la investigación abarcando el método y diseño de la investigación; población y muestra; técnicas e instrumentos y fuentes de recolección de datos; así mismo de técnicas de procesamiento y análisis de los resultados. CAPÍTULO IV, en este capítulo se realiza el análisis e interpretación de los resultados, discusiones del análisis químico proximal, fisicoquímico, carotenoides y Vitamina C del polen procedentes de las ciudades de Tarma, Pichanaki y Oxapampa. Finalmente se ha establecido las correspondientes conclusiones, sugerencias y recomendaciones dadas por los autores. CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1. Caracterización del problema El problema de la investigación para el aprovechamiento del polen, radica en que los apicultores no cuentan con información veraz sobre la flora y néctar de las diferentes regiones productoras de polen en Perú, específicamente en las ciudades de Tarma, Pichanaki y Oxapampa. Se tiene conocimiento amplio de los recursos apibotánicos que permitan identificar la potencialidad floral de la región que no se aprovecha racional y sustentablemente, además de que no se precisa la capacidad de apiarios que cada ciudad tiene, ni se realiza un muestreo de campo durante el año para ubicar su localización. Carbajal (2006), explicó la aplicación y maximización de capacidades sobre la producción de miel y polen, no se realizan acciones para el fortalecimiento competitivo y rentable de la apicultura; durante años no se 21 ha fortalecido la competitividad de los productores en las ciudades; por la falta de información de la cantidad y calidad de la producción de miel y polen, no se practica la diversificación de los productos que se pueden obtener como el polen, la jalea real; no se intercambia tecnología ni experiencias de los apicultores; en general la productividad de la producción apícola, es baja por lo que se sostiene que los costos de producción son altos. El polen recolectado por las abejas (Apis mellífera L.) es un producto apícola usado en la dieta humana por su alto valor nutritivo y por sus beneficios para la salud. Este producto de la colmena presenta, en su composición nutricional, proteínas, lípidos, azúcares, fibras, sales minerales, aminoácidos y vitaminas. Presenta, además, altos contenidos de sustancias poli fenólicas con propiedades farmacológicas (antibióticas, antineoplásicas, antidiarreicas) y antioxidantes (Carpes et al., 2008). El hecho de que Apis mellífera prefiera polen rico en proteínas aumenta la posibilidad de utilizar estos pólenes como complementos nutricionales, con las abejas actuando como recolectoras naturales de polen y por lo tanto de proteínas vegetales. Sumado a esto, la actividad antioxidante del polen apícola reconocida como la captación de radicales libres y la inhibición de la per oxidación lipídica, está asociada a la presencia de vitaminas C y E, β-carotenos y una variedad de compuestos fenólicos. (Almeida et al., 2005). 22 Las investigaciones más recientes sobre la acción antioxidante se centran en los compuestos fenólicos como los flavonoides. Estos componentes han sido estudiados ampliamente y se demostró que existe un tipo de perfil cromatográfico (flavonoides: compuestos fenólicos) que varía según el origen botánico del polen recolectado. Varios estudios sugieren, además, que estos compuestos podrían reducir la incidencia de enfermedades degenerativas como cáncer y arterioesclerosis entre otras. En los últimos años la demanda de productos naturales diferenciados por su calidad y sus propiedades benéficas relacionadas con la salud ha aumentado, entre esos productos se encuentran los provenientes de la colmena. La mayor parte de los estudios destinados a la apicultura se han enfocado, principalmente, en la miel por ser el producto de mayor demanda y del que más se conoce tanto a nivel nacional como internacional. Sin embargo, en América Latina, el desarrollo de esta especialidad es nulo en la mayoría de los países y tiene diferente grado de adelanto y de transferencia al ámbito productivo en Argentina, Brasil, México y Uruguay Serra-Bonvehí et al., (2001). 1.2. Formulación del problema a) Problema General ¿Las diferentes altitudes de Tarma, Pichanaki y Oxapampa influyen en la composición químico proximal, características fisicoquímicas, contenido de carotenoides y contenido de vitamina C del polen? 23 b) Problemas específicos: • ¿Cómo varía en las características fisicoquímicas, el polen obtenido en las ciudades de Tarma, Pichanaki y Oxapampa? • ¿Cómo varía la composición química proximal del polen procedente de las ciudades de Tarma, Pichanaki y Oxapampa? • ¿Cuál es el contenido de carotenoides y vitamina C del polen procedente en las ciudades de Tarma, Pichanaki y Oxapampa? 1.3. Objetivos de la investigación a) Objetivo general Determinar en las diferentes altitudes la composición químico proximal, características fisicoquímicas, contenido de carotenoides y contenido de vitamina C del polen de Tarma, Pichanaki y Oxapampa. b) Objetivos específicos • Determinar las características fisicoquímicas del polen procedente de las ciudades de Tarma, Pichanaki y Oxapampa. • Determinar la composición química proximal del polen procedente de las ciudades de Tarma, Pichanaki y Oxapampa. • Determinar el contenido de carotenoides y vitamina C del polen procedente de las ciudades de Tarma, Pichanaki y Oxapampa. 24 1.4 Justificación e importancia de la investigación Las proteínas sencillas y complejas forman del 20% al 25 % del polen como promedio. Es más rico en proteínas que la mayor parte de los alimentos reportados como tales: carne, huevos, pescado, queso, etc., 100 g de polen contiene la misma cantidad de aminoácidos que medio kilogramo de carne de vaca. El pan de abejas a diferencia del polen es estéril, se asimila y digiere mejor. Su valor nutritivo es el triple del polen. Este alimento supera en nueve veces cualquier sustituto. Sus propiedades antibióticas triplican las del polen y el mismo al estar almacenado por espacio de más de tres meses pierde el 50 % de sus nutrientes. Diferencias del valor nutricional de polen debido al lugar de procedencia y las que se producen en Tarma, Pichanaki y Oxapampa. Debido a estas características nutricionales el polen ha dejado de ser un subproducto de la colmena, para pasar a un plano mucho más importante en los ingresos del apicultor; pues existe una gran demanda de este producto por parte de los distribuidores de alimentos naturales o vegetarianos, por la industria farmacéutica y cosmetológica; y por la industria apícola. La composición física y química depende de la zona de vida y su vegetación. Maradiaga, D. (2005). Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo es contribuir a la ciencia con el contenido verídico realizado científicamente de acuerdo al lugar de procedencia sobre la variación de la composición química, carotenoides y vitamina C del polen apícola, 25 determinando algunas propiedades de calidad nutricional que permitan incrementar el valor agregado de este producto. 1.5. Delimitaciones de la investigación a) Espacial El presente trabajo de investigación se ha realizado con materia prima comprada en la misma colmena del lugar de procedencia. La parte experimental y de laboratorio se realizó en el Laboratorio de instrumentación de la especialidad de Ingeniería Agroindustrial de la Facultad de Ciencias Aplicadas – UNCP de la ciudad de Tarma. b) Temporal La elaboración y ejecución de la parte experimental del proyecto tuvo una duración de un año y cuatro meses; investigación que se realizó del 13 de noviembre del 2015 al 8 de Febrero del 2017. c) Delimitación Cuantitativa Para la realización del trabajo de investigación se usó un total de 03 kg de polen procedentes de Tarma, Pichanaki y Oxapampa. Los cuáles fueron divididos de forma equitativa según el objetivo del trabajo de investigación. CAPÍTULO II MARCO TEORICO 2.1 Antecedentes de la investigación: Se presenta algunas investigaciones realizadas en diversos contextos y niveles experimentales relacionados a las variables de estudio. En su trabajo de investigación Campusano (1999), realizo trabajos en la “Composición de vitaminas hidrosolubles (B2 y C) por cromatografía de alta resolución (HPLC) y el contenido de proteínas mediante el método kjedahl en muestras de polen de tres frutas menores: arándano, frambuesa y mora hibrida”. También se determinó la composición de vitamina B2 y C y proteínas en dos muestras de miel comercial sin enriquecer y enriquecida en dos niveles (0,5 y 1%) con polen granulado comercial. En tanto la investigación indica que para los productos con similar característica de la muestra del polen se obtuvo que el contenido de proteínas es mayor en frambuesa que en los otros dos frutales en cuanto al contenido de humedad, vitamina B2 y C el mayor contenido de vitamina 27 y proteína determinados, con otros estudios, estos se encuentran dentro de los rangos mencionados en la literatura. El enriquecimiento realizado a las mieles en estudio índico que la adición (0,5% y 1%) de polen no causara un aumento estadísticamente significativo de proteínas y vitaminas. Se observó que no se producen problemas de cristalización de la miel enriquecida al 0.5% hasta después de un año de almacenamiento. Así mismo, Saavedra C., Rojas I., 2013 Delgado, en Perú, “Estudió la determinación de las características polínicas y la composición química del polen apícola, colectado en El Cafetal, Cayaltí (Lambayeque, Perú), un área rural del bosque estacionalmente seco”. Se determinó los contenidos de humedad (8,8 - 13,8%), cenizas (2,1 - 3,2%), calcio (6,4 - 12,4%), vitamina C (208 - 504 mg), azúcares totales y reductores (35 - 49,7 y 22,4 - 26%, respectivamente), grasas (0,15 - 0,18%) y proteínas (13,7 - 17,3%), observándose significativas variaciones en función del color del polen apícola. El valor nutritivo fue mayor en el polen apícola gris alcanzando el valor 3,51; en este color de polen apícola predominó P. pálida. Mercedes Girón Vanderhuck, (1995). “Efectuó un análisis de los tipos polínicos presentes en muestras de miel y carga de polen colectada por Apis mellifera en el municipio de Salgar (Antioquia)”. Se hicieron 28 colectas mensuales de polen y de miel biche a lo largo de un año y se colectaron ejemplares de plantas florecidas alrededor del apiario. Se identificaron 91 tipos polínicos distribuidos en la carga de polen y de miel, de los cuales el café (Coffea Arabica L.) fue el tipo más frecuente. Los demás tipos se encontraron en Menores proporciones. Se concluye que las abejas utilizan una variedad de recursos florales como fuente alimenticia y por lo tanto pueden ser muy importantes, ya que contribuyen al sostenimiento de ellas en épocas en que no haya floración de plantas cultivadas como el café. Alex Fernando Mendoza Buñay Riobamba – Ecuador (2014). “Caracterización Nutraceútica y actividad antioxidante del polen de diferentes colmenas de abeja (Apís Mellífera) de la empresa apicare, Riobamba”. La tesis se realizó aplicando la Norma Salvadoreña NSO 65.38.01:04 para el control de calidad. Se aplicó técnicas analíticas y bromatológicas para determinar componentes nutricionales; pruebas colorimétricas en cuantificación de principios activos y ensayos enzimáticos que midieron la actividad antioxidante de las muestras. Los resultados obtenidos fueron: 6,69 a 9,75% para Humedad; 2,7 a 3,62% para Cenizas, 23,93 a 27,18% para Proteína; 1,44 a 3,5% para Grasa; 2,4 a 5,47% para Fibra; 54,65 a 59,39% para Extracto Libre no 29 Nitrogenado; 33,47 a 75,67% para Azúcares; 4,93 a 5,79 para pH 0,38 meq/kg para Acidez y 0,169 a 0,895% para Vitamina C. En compuestos fenólicos los resultados fueron: 2,4 a 3,3 mg de Ácido Galico/ 100 g de muestra, en Flavonoides obteniéndose valores entre 0,032 a 0,053 mg de rutina / 100 g de muestra. La actividad Antioxidante como porcentaje de inhibición de la polifenoloxidasa, usando extractos a concentraciones de 10ppm, 100ppm y 1000 ppm, reporto resultados de 41,64% en la zona de Gatazo, 42,61% en la zona de Palacio Real, 44,61% en la zona de Nitiluiza en concentración de 100ppm, a 1000 ppm las muestras de Chambo y Parroquia Virgen de Fátima presentaron valores de 51,88% y 56,02%. Se concluyó que el polen cumplió con los parámetros de calidad establecidos, siendo un alimento muy completo con aporte de componentes nutritivos esenciales como Vitaminas y Proteínas y otros compuestos que presentan actividad farmacológica. Recomendando su consumo para mejorar el estado de salud de la sociedad. Aloisi, Ruppel, (2014). “Propiedades bioactivas y nutricionales del polen apícola de la provincia del Chubut, Argentina”. El polen recolectado por las abejas es un producto apícola usado en la dieta humana por su alto valor nutricional y por ser un alimento balanceado. El polen comercializado consiste en una mezcla de pólenes de distinto 30 origen botánico, néctar y secreciones de las abejas. Este producto de la colmena, rico en azúcares, lípidos y compuestos polis fenólicos, principalmente flavonoides, presenta, además, propiedades bioactivos tanto farmacológicas como antioxidantes. El objetivo de este trabajo fue determinar la composición nutricional y la actividad antioxidante del polen apícola proveniente de las zonas melíferas más importantes de la provincia del Chubut: la región cordillerana y la región del valle inferior del río Chubut (VIRCH). Para determinar el contenido proteico se empleó el método de Bradford y los valores fueron expresados en % (g proteínas/100 g polen seco). Las cantidades de poli fenoles totales y flavonoides fueron determinadas mediante los métodos de Folin-Ciocalteu y la técnica espectrofotométrica de nitrato de aluminio [Al (NO3)3] respectivamente. La capacidad antioxidante fue evaluada empleando la técnica del radical libre 1,1-difenil-2 picrilhidracilo (DPPH*). El contenido de proteínas presentó un valor medio de 20,2%. Los contenidos de polifenoles totales y flavonoides para las dos regiones melíferas oscilaron entre 50,5 mg y 163,9 mg de ácido gálico (GAE)/ g de polen seco y 10,3 mg y 65,6 mg de rutina (RE)/ g de polen seco. La actividad antirradicalaria en los extractos polínicos de ambas zonas fue alta y el EC50 varió entre 0,34 mg/ml y 5,82 mg/ml. La mayor capacidad antioxidante correspondió al polen apícola de la región del VIRCH, la cual también presentó un alto contenido de compuestos fenólicos. 31 Andrés Felipe Mesa Valencia, (2015). “Caracterización Fisicoquímica y funcional del polen de abejas (Apis Mellifera) como estrategia para generar valor agregado y parámetros de calidad al producto Apícola”. El polen apícola es un producto fabricado por abejas (Apis mellifera) con polen de flores mezclado con néctar y secreciones propias. Se caracterizó polen cosechado y comercializado en Antioquia con el fin de estandarizar parámetros fisicoquímicos, funcionales y procesos de secado para generar valor agregado y estándares de calidad al producto apícola de la región. Siete muestras de polen de abeja seco cosechado en el oriente y el suroeste del departamento de Antioquia, de polen seco comercializado en la ciudad de Medellín, y de polen fresco obtenido de un apiario del oriente antioqueño a las cuales se les midieron las propiedades fisicoquímicas (contenido de agua, sólidos solubles, actividad acuosa, cenizas y proteína bruta); y a sus extractos se les determinó la composición química (azúcares reductores, proteínas solubles, aminoácidos libres, fenoles totales, flavonoides), la actividad biológica mediante la medición de la actividad antioxidante (ABTS, DPPH y FRAP), y la actividad antimicrobiana con Staphylococcus Aureus. Finalmente, se determinaron las condiciones de secado óptimas que minimizaron la alteración de las características fisicoquímicas y funcionales del polen fresco cosechado por un productor apícola. 32 2.2 Bases teóricas 2.2.1 Generalidades de polen y colmena. a) Definición de polen. Se trata del elemento masculino de la flor. Cuando lo adquirimos se presenta, como un fino polvillo que va del color blanco al negro, aunque generalmente es amarillo o marrón claro: Su sabor es amargo. Para las plantas, el polen es el gameto masculino indispensable para fecundar los óvulos, que van a generar las semillas responsables de la perpetuación de la especie vegetal. Como término botánico proviene del latín “polleninis” que significa “polvo muy fino” (Sáenz de Rivas, 1978). El polen apícola es el resultado de la aglutinación del polen de las flores efectuado por las abejas pecoreadoras mediante néctar y sus propias sustancias salivares, que el hombre utiliza tras su recolección en los cazapolenes y subsiguiente elaboración (secado, limpieza y envasado). Baldhi Coronel, Bertha; Grasso, Diego (2004). El polen es el nombre colectivo de las microesporas de las plantas con semilla. Son muy pocos los animales que pueden alimentarse del polen. Las abejas melíferas están entre ellos. 33 Figura 1. Estructura de una flor y origen del polen. Peppino (1992). b) Propiedades y beneficios del polen Las propiedades del polen, hacen de este producto secretado por las plantas, un excelente complemento de la dieta diaria. El consumo de polen reporta importantes beneficios al organismo, que son notables rápidamente. Entre los efectos del polen se destacan el aumento de la resistencia a la fatiga y de la capacidad intelectual, además de ser beneficioso para muchas enfermedades. 34 Figura 2. Abeja recolectando polen. El polen es el producto de secreción de los órganos masculinos de las plantas, cuya función es fecundar los órganos femeninos. Por tal motivo, en su composición, se encuentran elementos indispensables para la vida. Entre ellos, se destaca su alto contenido en proteínas, vitaminas y hormonas que favorecen el crecimiento. Además, el polen posee hidratos de carbono, lípidos complejos, diastasas y oligoelementos. Los beneficios del polen derivan de sus propiedades depurativas, energizantes y revitalizantes. Estimula el apetito, eleva la capacidad de trabajo y baja la tensión arterial. Los efectos del consumo de polen se comienzan a notar a los pocos días, aumentando la resistencia a la fatiga y la capacidad intelectual. 35 Tomar polen es bueno para la anemia, ya que favorece la producción de glóbulos rojos, también ayuda a la cicatrización, por lo que está indicado en caso de úlceras. Además, es ideal para recuperar la vitalidad, razón por la cual se recomienda su consumo a personas débiles, convalecientes, estresadas, de edad avanzada y mujeres embarazadas. En los niños, el polen favorece el crecimiento. Entre otras propiedades medicinales, el polen es útil para evitar la prostatitis. Por otra parte, hipertensión, várices, problemas intestinales y hepáticos, asma bronquial, eczemas, diabetes, trastornos visuales, estados de ansiedad, irritabilidad y nerviosismo, entre otros trastornos, también se benefician con el consumo de polen. El polen sólo está contraindicado en personas alérgicas. La dosis de polen recomendada para adultos es de una cucharada al día, que podrás mezclar con las comidas, si te desagrada su sabor. c) Valor nutricional del polen La mayoría de las investigaciones realizadas sobre la proteína del polen han sido enfocadas en relacionar la composición nutricional del polen con el crecimiento de la colonia (punto de vista zootécnico) más que en su calidad como alimento para humanos. 36 Sin embargo, es posible encontrar algunas investigaciones en las cuales la calidad y la biodisponibilidad de las proteínas han sido estudiadas (Human y Nicolson et al (2006). señalan que la composición de aminoácidos puede definir el valor nutricional del polen más adecuadamente que el contenido de proteína; esta afirmación es válida; teniendo en cuenta que, como se mencionó antes en este documento, la capacidad del organismo para metabolizar la proteína está fuertemente influenciado por el perfil de aminoácidos esenciales, tanto en humanos como en abejas (Cook et al, 2003). d) Valor Terapéutico El polen de abeja ha sido comercializado con un energético y algunas veces es utilizado por atletas con la creencia de que este aumentar el rendimiento durante las competencias. Sin embargo, no existe evidencia real de que el polen de abeja sea efectivo y alguna evidencia de que no lo sea. El polen se utiliza para combatir las siguientes afecciones: - Anorexia. - Estrés, nerviosismo, irritación, depresiones habituales, depresiones de otoño-invierno, depresiones post-parto. 37 - Presenta un efecto reconstituyente y remineralizante para los niños, así como para las mujeres embarazas o lactantes, tanto para las propias madres como para el feto o futuros bebes. - Anemia. - Malas digestiones, diarrea y estreñimiento. - Casos de insuficiencia o debilidad hepática. - Resfriado, gripe, anginas. - Hiperplasia prostática benigna (próstata agrandada). - Ayuda a mejorar algunos problemas del aparato genital masculino (falta de deseo sexual, impotencia). - En las mujeres es útil para la frigidez. - Cansancio ocular, degeneración macular, falta de visión nocturna, cataratas. - Acné, arrugas, exceso de grasa en la piel. e) Actividad antioxidante del polen de abeja. Pero actualmente se le reconoce al polen de abeja su principal beneficio antioxidante, siendo reconocido como el alimento entero con más alta concentración de antioxidantes, lo que lo hace una poderosa arma para combatir distintos tipos de cáncer, el envejecimiento, o cualquiera de los problemas de índole 38 degenerativo que afectan a la salud humana, especialmente causados por la acción de los radicales libres. Actualmente, este producto se comercia en forma de comprimidos, pastillas u otras presentaciones. Se puede consumir polen de abejas de forma natural si se adquiere a un apicultor, con lo cual estarías consumiendo el polen de abeja en una de sus variedades más puras y, por lo tanto, más beneficiosas. f) Colmena. La colmena es la vivienda de una colonia de abejas por extensión la colonia que vive en ella, que pueden llegar a contener hasta 80 mil abejas, y están constituidas por tres castas: las obreras, los zánganos y la abeja reina. En el año 2012, se ha contabilizado un total de 216 975 colmenas instaladas por los productores agropecuarios en todo el país. A nivel de rangos de colmenas, en departamento de la Libertas se ubican entre 3000 a 7995 de colmenas instaladas, así mismo en Lambayeque, Piura y Lima, se instalaron de 500 a 2999 colmenas. A nivel nacional, se registran 40 490 productores agropecuarios que crían abejas, el mayor número de ellos se encuentran en los departamentos de Cusco 13.7 % y Junín 12.8 %. En relación a 39 los agricultores que producen miel se ha determinado un total de 37 mil 922 personas que se dedican a esta actividad, destacando los departamentos de Cusco 14.1 % y Junín con el 13.3 % del total. Los apicultores que producen polen ascienden a 6 mil 415 personas ubicándose en los departamentos de Cusco 11.9 % y Cajamarca 10.2 %. El mayor número de colmenas por regiones se encuentra en la sierra con el 47.9 %, luego en la Costa con un 30.9 % y en la Selva se ubican el 21.2 % del total de colmenas de abejas. INEI (2012). g) Formación del polen. La célula masculina (anterozoides) o Núcleos espermáticos se forman por Microgametogénesis. La célula madre de los granos de polen llamada microsporocitos originará, por Meiosis 4 microsporas por cada una formándose una tétrada, cada una de las microsporas por MITOSIS originará el grano de polen, este está formado por 2 células una de ellas la de mayor tamaño llamada célula vegetativa y la otra más pequeña llamada célula generativa producirá los gametos masculinos o anterozoides. Cada microspora o grano de polen unicelular sufre una división mitótica cuyo resultado es la formación de 2 células desiguales: una muy grande, la célula vegetativa o célula del tubo polínico 40 que llena el grano casi por completo y una pequeña célula lenticular, la célula generativa o gametogénica, aplicada contra la pared de la microspora. Luego queda incluida en la célula vegetativa, en suspensión en su citoplasma, rodeada por su membrana plasmática. Luego la célula generativa sufre una división (la segunda mitosis que ocurre) y produce 2 células: los gametos masculinos, que son desnudos, no forman pared celular. Esta división puede producirse aún dentro del saco polínico o recién después que el grano de polen germina, dentro del tubo polínico. Es decir que cuando un grano se polen es liberado, puede ser bicelular (célula vegetativa + célula generativa) o tricelular (célula vegetativa + 2 gametos), condición característica de familias avanzadas como las gramíneas. Figura 3. Formación del polen. 41 h) Estructura del grano de polen. El grano de polen es un elemento muy complejo, éste se compone de núcleo, el protoplasma y un esporoderma sumamente resistente (TALPAY, 1978). Las variaciones en el aspecto exterior de los granos son ilimitadas, los granos pueden tener forma globular, elipsoidal, poliédrica, etc. La cubierta externa puede ser lisa, rayada, ribeteada o con aspectos de cuadraditos y rodeada de dientes, espinas, puntas o protuberancias de variadas formas. El aire, encerrado en los diminutos orificios y huecos de la superficie, protege los granos de la acción del agua. Por otro lado, las proyecciones les permiten adherirse a los insectos que se posan sobre las flores (ROOT, 1976). i) Polinización. La polinización es la función más importante y vital que las plantas realizan para fecundarse y reproducirse. En este proceso, que depende de factores externos, el elemento masculino o polen, producido en las anteras de las flores, se conduce a los ovarios de las plantas femeninas. Su función es la de generar con su poder fecundante nuevos frutos y semillas, y es precisamente allí donde radican sus extraordinarias virtudes nutrientes y terapéuticas. 42 La polinización se llama así al proceso de transferencia del polen desde los estambres hasta los estigmas o parte receptiva de las flores en las angiospermas, donde germina y fecunda los óvulos de la flor, haciendo posible la producción de semillas y frutos. Existen plantas autogamas (aquellas que se auto fecundan) lo pueden hacer sin participación alguna de polen, pero más a menudo dependen de algún mecanismo polinizador como en la cleistogamia donde las anteras se abren y los estigmas maduran dentro de un capullo cerrado. Los agentes más ordinarios son los insectos (entomófila) y el viento (anemofilia). Otros agentes: • El viento es el más importante agente polinizador la mayoría de los árboles destinados a la forestación son anemófilos. Entre todas las gramíneas y cereales el maíz aparece como el más beneficiado por el viento. • El agua no es beneficioso como polinizador es muy limitante el polen al ponerse en contacto con el agua se vuelve inservible. 43 • El hombre se convirtió en un agente polinizador cuando trasfiere el polen artificialmente utilizando el polen recogido el año anterior de los frutos cosechados el año anterior que luego distribuye mecánicamente en los estigmas. Componentes e importancia de la Polinización o Atracción floral y pecoreo. Los tres componentes bioquímicos más importantes en la identificación floral son el olor, color y el valor nutritivo del néctar y polen, cuando la abeja se aproxima a las plantas en floración el primer estimulo que recibe y que indica una recompensa en el olor. Esto son muy importantes pues los polinizadores las romas a considerable distancia. La abeja detecta los olores con sus antenas y no responde estímulos odoríferos sin ellas, las acopiadoras que buscan una fuente de alimento por primera vez se guían por el olor y son incapaces de localizar ninguna fuente de, este, si es por completo sin aroma. Una vez que se establece el patrón de pecoreo en la fuente del alimento, la memoria de localización y referencias del terreno se vuelven entonces más importantes. 44 Las plantas liberan sus aromas en la horas y temperaturas a los que sus polinizadores son más activos, por ejemplo, en alfalfa, la emanación inicial volátiles es inducida a por el fotoperiodo y hay una liberación cíclica de aromas durante el día. Los aromas están compuestos o terpenos, alcoholes alifáticos, cetonas o estrés que se originan en pétalos, hojas o flores; normalmente es una mezcla de estos compuestos los que definen el aroma de una flor dada. El color de la flor resulta de la reflexión de refracción de la luz en la superficie de las células de las plantas. El grupo más importante de pigmentos son los flavonoides, los cuales crean el espectro ciánico (naranja, rojo y azul) amarillo y blanco. Los carotenoides que originan amarillos principalmente y algunos naranjas y rojos y otros pigmentos menores son la clorofila (verde), quinonas (rojos y amarillos) y alcaloides (rojos, amarillos y algunas purpuras). Se conoce bastante de las preferencias de colores por las abejas gracias a los trabajos de Vos Frisch (1950) y otros investigadores. Las abejas son atraídas por las flores que se ven azules o amarillas a los ojos humanos, ellos distinguen diferencias en la absorción en la región ultravioleta del espectro y son muy 45 sensibles a la absorción intensa del espectro ultravioleta por parte de flavonas y flavonoles. Estos pigmentos presentes en casi todas las flores blancas vienen como co-pigmentos en otras. No obstante que las abejas no perciben el color rojo, ellas visitaran flores de este color si los pétalos tienen los flavones que absorben rayos ultravioletas. Una vez que la abeja se posa en la flor, recibe orientación adicional al néctar por el color y el olor de los pétalos que crean una especie de camino hacia él, debido a variaciones estructurales de los tejidos y creando una distribución diferencial de pigmentos en el tejido de la flor. 2.2.2. Morfología y descripción del polen. Las características morfológicas del grano pueden variar por factores citológicos y modificaciones en el número de cromosomas. Es decir, dependen de dos factores: Enfáticos, son los hereditarios o genéticos, y haptotípicos, debido al contacto con células vecinas durante el desarrollo. Fonnegra, (2008). a. Polaridad: La polaridad de los granos pueden ser: isopolares, subisopolares y heteropolares. En los primeros, el plano ecuatorial lo divide en dos mitades iguales, la mitad proximal y la 46 opuesta como cara distal. En los granos heteropolares, las dos caras son disímiles y en los subisopolares son más o menos disímiles. b. Simetría: Los granos de polen pueden ser simétricos o asimétricos. c. Forma: El polen es semejante a una esfera pequeña en la cual sus paredes no son del todo continuas. Esta característica le permitiría en determinadas circunstancias expandirse a expensas del estiramiento de las zonas próximas a sus aberturas Sáenz (2008), citado por Olea, (2008). d. Color: Es fundamentalmente a la especie botánica de la que proceden y está influenciado por múltiples factores que determinan la variación de tonalidades dentro de una misma especie: unas debidas a las condiciones del polen en el momento de recolección por la abeja, como puede ser la presencia de polvo o esporas de hongos en las flores, etc., y otras a la cantidad de mezcla de néctar y secreciones salivares utilizadas por la abeja en su formación. Sáenz. (2008), citado por Olea, (2008). 47 e. Tamaño: Esta característica es muy variable, los más pequeños que se han observado son los de Myosotis spp. Cuyo eje polar mide 2,5 µ, y los de mayor tamaño encontrados en Cucúrbita spp. Cuyo diámetro alcanza 200 µ. 2.5.1.5. Según Sáenz (2008), citado por Olea, (2008). f. Esporodermis: Esta comprende básicamente dos capas: la intina, que es la capa interna, y la exina que es la capa externa (Báez 1998; Boettcher, 1998). La capa externa o exina, está compuesta por esporopoleninas y es utilizada frecuentemente en la clasificación taxonómica ya que resiste la acetólisis, producto de que es una de las capas más resistentes del grano de polen y de las esporas en las plantas vasculares. Sáenz (2008), citado por Olea, (2008). 2.2.2.1. Composición del polen. El polen encierra de manera muy completa todos los elementos indispensables a la vida, elementos activos en armonía y en sinergia (lo que no puede ser realizado sintéticamente en los laboratorios). Hay en la naturaleza 22 aminoácidos esenciales (proteínas). Existe un solo alimento conocido que contiene los 22 aminoácidos esenciales: el polen. La 48 cantidad promedio de proteínas por peso en el polen es del 25%. El valor nutritivo o biológico es de 86 superiores al de la carne de ternera y al de la torta de soja. Con respecto a la composición de los pólenes entomófilos, éstos tienen mayor cantidad de materia grasa y los carbohidratos que contienen en mayor número son los azúcares, en cambio los anemófilos tienen una menor cantidad de materia grasa y los carbohidratos que contienen en mayor número son los almidones Jean-Prost, (1995). La variabilidad se debe a diferencias en la fuente de extracción (plantas), diferentes métodos de análisis y diferentes estaciones del año. Es también de importancia la forma de recolección del polen, es decir, por abejas o directamente de la flor. (Linskens Y Jorde, 1997). Como la saliva de la abeja es rica en enzimas, aminoácidos, vitaminas y minerales; el polen corbicular (gránulos de polen que acarrea la abeja hacia la colmena) posee una riqueza infinita en minerales, proteínas y fibras vegetales. Según Lengler, (2000). Muestra la composición química del polen presentada por Graham (1993). En este se puede observar que el 49 componente que se encuentra en mayor cantidad, en promedio, son los carbohidratos; seguidos de las proteínas. Tabla 01. Composición química proximal del polen en 100 gr. Componente Nivel promedio % Rango % Proteínas 23,7 7.5 – 35 Lípidos 4.8 1 – 15% Carbohidratos 27 15 – 45% Cenizas 3.12 1 – 5% Carotenos 95ug/g 50 – 150ug/g Nota: Graham (1993). Contenido de carbohidratos. En la mayoría de los pólenes, los carbohidratos son los constituyentes de mayor fracción; encontrándose entre un 15 y 45 %. Estos, están constituidos mayoritariamente por azúcares simples como fructosa y glucosa. Graham, (2005). La mayor cantidad de carbohidratos encontrados en los pólenes entomófilos son azúcares que provienen del 50 néctar que las abejas agregan al formar los pellets de estos. En estos pólenes, generalmente se presenta un mayor nivel de azúcares simples, este aumento en el contenido de azúcares simples es debido al uso del néctar como cementante en la formación de los agregados de polen. (Stanley Y Linskens, 2004). Contenido de aminoácidos y proteínas. Los aminoácidos son la base de la vida, éstos son los constituyentes primarios de las proteínas y son de gran importancia desde el punto de vista estructural, ya que participan directamente en la síntesis de nuevas proteínas requeridas para el crecimiento, mantenimiento y reparación de las células del cuerpo. Algunos aminoácidos requeridos se forman en el cuerpo a medida que se necesitan, pero otros sólo pueden obtenerse del alimento. A estos últimos se les denominan aminoácidos esenciales. En el polen se han detectado 21 de los 23 aminoácidos y 12 de ellos son esenciales, es decir aquellos que el organismo humano no puede sintetizarse. 51 Tabla 2. Composición de vitaminas de polen en 100 gr. Vitaminas cantidad Caroteno (Pro-vitamina A) 100.000 U.I. Vitamina C 23 mg Vitamina P 17 Vitamina D 0,04 Vitamina E 0,04 Vitamina Bl 0,417 Vitamina B2 0,897 Vitamina B3 1,375 Vitamina B5 7,800 Vitamina B14 0,510 Vitamina B15 0,005 Vitamina B16 3,500 Vitamina H 0,151 Nota: Apiterapia, (2001) Las vitaminas son micronutrientes esenciales de la dieta, que poseen una gran actividad biológica; no contribuyen con energía, pero participan en la movilización y en el metabolismo de materia y energía (Tagle, 2004). Las vitaminas deben ser aportadas por los alimentos debido a que el organismo humano no los 52 puede sintetizar, la mayor parte de ellas son sintetizados por las plantas y microorganismos; otros sólo por microorganismos (Primo, 2007). Según el estudio realizado por Dworschak, citado por Talpay (2008), el contenido de proteína de los pólenes florales es comparable con el de las leguminosas secas; lo mismo en cuanto a la posibilidad de ser digeridos. El polen contiene normalmente siete vitaminas del complejo B: tiamina, riboflavina, piridoxina, ácido pantoténico, niacina, ácido fólico y biotina. Es rico en vitamina C, encontrándose en un rango de 136 μg/g a 1943 μg/g según la época del año. Además, posee pequeñas cantidades de vitamina D y E y aunque, en éste no se encuentra vitamina A, si posee carotenoides, los cuales son precursores de ésta. La variación en la composición vitamínica del polen depende básicamente de la fuente floral y de la época del año en que éste es recolectado (Graham, 2003). En polen se han reportado valores de proteínas entre 5,9 y 28,3 %; sin embargo, el polen de la palma datilifera (Phoenix datylifera) contiene un 35,5 % de proteína, pero este polen es rico en cenizas y pobre en carbohidratos, en 53 tanto el polen de álamo (Populus nigra var. Itálica), contiene 36,5 % de proteína y es regular el contenido de cenizas y carbohidratos (Stanley Y Linskens, 2004). Según Lengler (2000), en el polen se han identificado casi todas las vitaminas que se conocen hasta el momento, siendo particularmente rico en carotenoides (provitamina A). Esta autora informa que el polen de acacia posee una cantidad casi veinte veces mayor de caroteno que la zanahoria, que es considerada la principal fuente de esta vitamina. Cosecha de Polen La cosecha de polen se realiza retirando el cajón recolector de la trampa y volcando el polen en un balde de plástico muy limpio. Una vez retirado el polen de todas las trampas debe trasladarse lo más pronto posible a la planta de secado final. Si esta planta quedara a mucha distancia y para evitar el deterioro del polen es muy recomendable hacer lo que se llama un presecado. La idea es bajar el tenor de humedad natural con que viene el polen que a veces llega a 60- 70% por lo menos a un 10% de humedad. Este porcentaje permite la conservación del polen por un 54 tiempo muy razonable que facilita a su vez su posterior traslado a la sala de procesamiento sin mayores pérdidas. El traslado de polen fresco con alto tenor de humedad provoca pérdidas porque se aglutina y los pellets al estar tan húmedos se rompen y deshacen. También el polen se puede ver afectado si las temperaturas son demasiado altas, esto unido a la humedad puede provocar fermentación. Las trampas del polen La abeja acumula en su colmena una cantidad de polen superior a sus necesidades inmediatas, por lo que el apicultor puede, por medio de aparatos especiales, las trampas de polen, apropiarse de una parte del botín reunido por las pecoreadoras de polen. En la colmena privada de una parte de su polen, la demanda interior se hace más imperiosa: las abejas de vuelo, encargadas de aportar aquello que falta, aumentan de número con el fin de compensar, con los nuevos aportes, el polen capturado por la trampa. MACE, H., Manual Completo de Apicultura. 55 En principio, una trampa está constituida esencialmente por una reja vertical con mallas de 4,5 mm, es decir, suficientemente anchas como para que una obrera las atraviese y lo bastante estrechas como para desprender las bolitas de polen colocadas en la cara externa de las patas posteriores. Bajo la reja vertical, un tamiz horizontal con mallas de 3 mm deja pasar el polen a un cajón que lo recoge. El apicultor se apropia periódicamente del contenido del cajón. Si la reja tuviera todo el polen, las abejas no podrían alimentar correctamente su pollo, la colonia se debilitaría en poco tiempo. Las rejas se construyen de forma que solamente una parte del polen sea retenida, de aquí la noción de eficacia de las trampas. Producción de Polen La época de recolección de polen por las abejas corresponde no sólo al tiempo en que hay flores capaces de producirlo, sino también a la presencia de crías no operculadas, generalmente ocurre al final del invierno y en primavera. La recolección del polen se ve 56 entorpecida por las condiciones meteorológicas, tales como: el viento, la lluvia y las bajas temperaturas; bajo estas condiciones las abejas no recogen el polen (Jean-Prost, 1995; Salamanca et al., 2001). Una colonia en buen estado sanitario colecta alrededor de 35 kilogramos de polen durante un año Salamanca Grosso y col., (2002). El contenido de los mismos puede variar por factores intrínsecos como procedencia floral, y factores extrínsecos como extracción, secado y almacenamiento. Serra Bonvehí y Escolá Jordá, (1997). A nivel nacional, se registran 40 mil 490 productores agropecuarios que crían abejas, el mayor número de ellos se encuentran en los departamentos de Cusco 13.7 % y Junín 12.8 %. En relación a los agricultores que producen miel se ha determinado un total de 37 mil 922 personas que se dedican a esta actividad, destacando los departamentos de Cusco 14.1 % y Junín con el 13.3 % del total. Los apicultores que producen polen ascienden a 6 mil 415 personas ubicándose en los departamentos de Cusco 11.9 % y Cajamarca 10.2 %. 57 El mayor número de colmenas por regiones se encuentra en la sierra con el 47.9 %, luego en la Costa con un 30.9 % y en la selva se ubican el 21.2 % del total de colmenas de abejas. (INEI) Instituto nacional de estadística e informática IV Censo nacional agropecuario. (2012) La producción anual del subsector apícola, que considera la elaboración de miel de abeja, cera, propóleos y jalea real, alcanza en el país aproximadamente 30 millones de nuevos soles anuales, informó hoy la Dirección General de Competitividad Agraria del Ministerio de Agricultura (Minag). Agregó que dicha cifra muestra un crecimiento en el nivel de producción de las 183 mil colmenas que existen a nivel nacional, cuya producción oscila entre siete y 25 kilogramos/colmena/año, dependiendo de la floración, zona y clima. Sin embargo, con un adecuado manejo floral y de la colmena, estos rendimientos pueden duplicarse, explicó. La apicultura tiene como objetivo aprovechar de forma racional y adecuada la producción del néctar y polen de 58 las plantas, utilizando a las abejas para transformarlos en miel, polen, cera y propóleos. Andina (2016). Recolección del polen por las Abejas El polen es recolectado por las abejas, principalmente, al final del invierno y en primavera. Por la mañana, antes de las 10, es cuando se ven, sobre la tabla de vuelo, llegar más pecoreadoras cargadas de polen. En ciertas especies la recolección se prosigue durante toda la jornada. Con visitas a la recolección de polen las obreras están provistas de útiles especiales: peine, cepillo, cestillo y espina. Aglutinan los granos con saliva, miel o néctar y, durante el vuelo, los amasan con la ayuda de sus patas hasta confeccionar pequeñas bolitas que colocan en los cestillos, situados en las colmenas. Las abejas para la recolección del polen utilizan sus piezas bucales, los tres pares de patas y la capa de pelos que recubre su cuerpo, ya que todos ellos quedan impregnados de polen cuando la abeja se introduce en una flor. Este polen, después de humedecido con néctar y secreciones salivares, se 59 dispone en forma de gránulos tras una serie de movimientos Root, (1976); Stanley y Linskens, (1974). Todo el polen acopiado en las piezas bucales es humedecido con miel o néctar que la abeja lleva en su boca, durante el vuelo lo amasan con la ayuda de sus patas hasta confeccionar pequeñas bolitas que luego colocan en los cestillos de sus patas traseras; cuando la carga está completa (15 mg), la obrera vuelve a su colmena y deposita su cosecha en las celdas situadas cerca del nido de crías Root, (1999). Extracción del polen desde la colmena La abeja acumula en su colmena una cantidad de polen superior a sus necesidades inmediatas, por lo que el apicultor puede, por medio de trampas, apropiarse de una parte del polen recolectado por las pecoreadoras. En la colmena, que se ha sustraído una parte de su polen, aumenta la demanda interior de éste; por lo que las abejas de vuelo, encargadas de recolectar el polen, aumentan de número con el fin de compensar el polen capturado por la trampa (Jean-Prost, 2005). En España la cantidad de polen ingresada en una trampa desde abril hasta finales de septiembre oscila entre 15 y 28 60 kg. Por temporada. (Bottcher, citado por Lampeitl (1988), las trampas de polen están compuestas de una malla vertical de calibre 5 mm, es decir lo suficientemente anchas como para que una obrera las atraviese y lo bastante estrechas como para desprender las bolitas de polen colocadas en la cara externa de las patas posteriores. El polen cae a través de otra malla de calibre 3 mm ubicada en forma horizontal sobre una bandeja de recolección, para impedir la entrada de las abejas hacia el polen recolectado. Salamanca Et al. (2001), Cornejo (2003) Y Sittenauer, Citado Por Lampeitl (2008). En la recolección de polen se debe retirar cada día la carga obtenida, se debe secar, para reducir el contenido de humedad y evitar la aparición de mohos; luego se limpia, para dejarlo libre de sustancias indeseadas y por último se almacena, (Lampeitl, 2008). 61 Tabla 3. Colmenas en producción en unidades agropecuarias con colmenas. Colmenas en producción Unidades agropecuarias con colmena Junín 11837 2484 Cusco 11728 2272 Cajamarca 10201 1976 La libertad 9203 1409 Ancash 8840 1420 Piura 7613 552 Lambayeque 6614 681 Lima 6215 1272 Pasco 5303 842 Apurímac 4013 1132 Ayacucho 3912 522 Arequipa 3836 360 Huancavelica 3807 388 Loreto 3745 407 Huánuco 3659 460 Ica 2854 453 Amazonas 2574 400 San Martin 2549 619 Ucayali 1198 200 Moquegua 787 163 Tacna 707 60 Madre de Dios 273 47 Tumbes 208 65 Puno 31 28 Callao 6 32 Total 111713 18242 Nota: Gino Mariño – Cenagro (1994). 62 Secado del Polen Para el secado y el procesamiento del polen debe contarse con una sala adecuada para ello. Como es un producto alimenticio, esta sala tendrá que cumplir con los requisitos que exijan las autoridades sanitarias locales. En general el proceso de secado del polen se efectúa por medio de aire caliente a temperatura controlada y existen diferentes métodos para ello. - Secado solar directo: Este es un método primitivo, lamentablemente usado todavía por algunos productores y que debe descartarse de inmediato. El polen se deteriora rápidamente al recibir directamente los rayos del sol debido a que posee muchos componentes fotosensibles en especial a los rayos ultra violeta. - Secado solar indirecto: Anteriormente hablé del presecado con calentamiento solar indirecto y esta es la forma económica y práctica de iniciar el proceso de secado. Para este proceso de secado solar indirecto no existen secadores de este tipo a nivel comercial. 63 - Secadores con aire caliente: Este es el procedimiento más adecuado para el correcto secado del polen. Consiste en el uso de aire calentado a temperatura controlada que no debe exceder de los 40- 45 °C. Los equipos utilizados para este efecto generalmente son fabricados por los propios productores debido a que prácticamente no existen aún en el mercado, excepto un par de fabricación española. Consisten en estructuras o gabinetes donde se acondicionan bandejas cuyo fondo es de malla fina y donde va colocada una capa de polen. Limpieza del polen. La limpieza se lleva a cabo en pequeños lotes, se realiza a mano con la ayuda de un pincel; ésta es lenta y engorrosa. Para hacer este proceso más rápido, se utiliza una placa de material plástico electrizado por frotamiento, para atraer todas las patas y demás restos quitinizados y luego se separan las motas y despojos de ninfas mediante una corriente de aire aspirante o emitida (Jean-Prost, 2005). 64 Envasado y almacenamiento del polen. Una vez que el polen haya sido secado y limpiado se debe almacenar en sacos de plásticos o bidones y se deben mantener en un lugar seco y frío. Si se envasa para venta en pequeñas cantidades se recomienda usar frascos oscuros que no permitan el paso de luz (Jean-Prost, 2005). 2.2.2.2. Utilización del polen por la colmena. En la colmena el polen es de vital importancia, esto se debe a que constituye la única fuente de alimento nitrogenado para las larvas de abejas. Entre sus funciones se encuentra: que, al ser administrado a las larvas, a partir del tercer día después del nacimiento, provoca la atrofia de sus órganos genitales o castración alimentaria y su evolución a obreras. Por otro lado, el consumo de este por las abejas lleva consigo una prolongación de la duración de su vida, un desarrollo de las glándulas de tipo hipofaringe, que producen una parte de la jalea real y un crecimiento de los ovarios de las abejas recientemente nacidas. 65 Las necesidades de polen de una colonia normal oscilan entre 30 y 40 kilos por años (Jean-Prost, 2005; Cornejo 2003). Utilización del polen por el hombre. Existen registros de consumo de polen por el hombre desde mucho tiempo atrás, se sabe que muchas tribus indígenas americanas tenían el polen como alimento dentro de su dieta básica, e incluso lo utilizaban en rituales religiosos y medicinales (Linskens Y Jorde, 2007). En los tiempos actuales, en los que se persigue disponer de alimentos sanos, ha aumentado la demanda del polen, considerándolo una valiosa sustancia rica en nutrientes y buena para la salud. Muchas personas después de ingerir polen se encuentran magníficamente, por lo que lo consumen en forma regular (Lampeitl, 2008). Según Crane (1990), el polen producido comercialmente es usado para una variedad de propósitos especializados, dentro de los cuales se incluyen: 2.2.2.3. Programas de reproducción de plantas. • Polinización de frutales. • Para alimentación de abejas, sólo o con material suplementario. 66 • Como fuente de ciertos compuestos que este contiene. • Como dieta suplementaria en alimentación humana y animales domésticos. • En el estudio y tratamiento de alergias, tales como la fiebre del heno. • Como control de la contaminación ambiental con polen. • Y en estudios de los minerales y fósiles. 2.2.2.4. Principales Plantas Polinífera: El contenido en polen de las diferentes especies y variedades de plantas varía dentro de límites muy amplios y su producción depende principalmente de factores edáficos y climáticos. Algunas plantas que destacan por su elevada producción de polen son las siguientes: Jara, Jaguarzo, Querihuela, Madroño, Retama, Encina, Roble, Alcornoque, Membrillero, Melocotonero, Olivo, Maíz y Girasol. Serra Bonvehí y Escolá Jordá, (1997). Flora apícola predominante en la zona de recolección de muestras. 67 Tabla 4. Relación de plantas predominantes de la zona de muestra. Nombre común Nombre científico Chagual, puya o cardón Puya berteroriana Mol. Litre Lithrea caustica. (Mol) H et A. Molle o lilen Schinus latifolius (Gill ex Lindl) Engler Palto o aguacate Persea americana, Miller Peumo Cryptocarya alba (Mol) ooser Sauce Salix caprea L. Nota: Montenegro (1984) 2.2.2.5. Normas de calidad. En algunos países ya existen normas de calidad, especialmente microbiológicas. Se fijó como máximo 15 x 104 ufc/g para el recuento total de bacterias aerobias mesó filas, debe contener como máximo 1 x 102 ufc/g de hongos. Se exige además que los envases indiquen la fecha de envasado y si el polen corresponde a mono floral o multiflora Cornejo, (1993). 68 2.2.2.6. Especificaciones de Calidad Las especificaciones Técnicas del polen apícola seco según la norma ramal de la Agricultura y Alimentación MSZ - 08 0148-79 S 52. Hungría; y la Norma Ramal de la Agricultura y Alimentación MSZ - 08 0148-79. Hungría; NRAG 931: 1988) son: • Requisitos de calidad de la materia prima: El polen debe ser de calidad única, granulado, tal y como lo preparan las abejas, pero sometido a un proceso de secado y limpieza para separar el polen disgregado y las impurezas. • Libre de restos de cuerpos de abejas, insectos, polillas, ácaros, larvas, detritos, suciedades de la colmena u otras materias extrañas. • Olor: Floral, exento de olor a rancidez • Sabor: Floral, ligeramente dulce y ácido • Color: El polen objeto de esta norma se designa de acuerdo al origen floral y puede presentar las siguientes coloraciones: blanco, negro, amarillo, naranja y pardo. • Granulometría: Pelotitas de polen entre 1 y 4 mm. 69 Tabla 5. Parámetros de análisis proximal del polen. componentes Unidad Especificaciones Mínimo Máximo Humedad % 4 6 Proteína (N*6.25) % 15 - Grasa bruta % 4 8 Carbohidratos % 25 50 Cenizas % - 4 Aminoácidos libres % 1.8 - Nota: Norma Ramal de la Agricultura y Alimentación (2008) 2.2.3. Clasificación y tipificación del polen Según el origen de las especies vegetales el polen se clasifica como se indica a continuación: • Polen endémico • Polen nativo • Polen no nativo • Polen mixto 70 Según el origen botánico el polen se tipifica como se indica a continuación: • Polen mono floral • Polen bifloro Según: Gloria. Et al. (2010). 2.2.3.1. Los factores climáticos Los factores climáticos más importantes que influyen el vuelo de las abejas son la temperatura y la radiación solar, las abejas no volaran si la temperatura esta debajo de 9° C. El vuelo y la temperatura están correlacionados linealmente en el rango de 14 – 22 °C, es decir de los catorce grados la actividad de abejas es creciente hasta los 22° C. Aun cuando existan temperaturas, las abejas no volaran si no hay suficiente luz. Las abejas vuelan en día nublados, pues su visión es con el espectro ultravioleta, y este atraviesa las nubes, aunque tienen tendencias a permanecer cerca de la colmena, en la mañana y en la tarde. La actividad de vuelo se correlaciona con la radiación solar. Cuando el sol se halla en el zenit (12 del día) se reportan a disminuciones en la actividad pecoreadora tal vez por la 71 dificultad en comunicar las fuentes de alimento cuando el sol esta encima directamente de la colmena. Al aumentar la humedad ambiente y el viento la actividad pecoreadora se disminuye. Las abejas vuelan a 22 kilómetros por hora y es lógico pensar que velocidades los vientos iguales o mayores afectan adversamente su velocidad. A velocidades de viento entre 14 y 32 kilómetros por hora la actividad pecoreadora disminuye o cesa por completo. Por ejemplo, en huerto de manzano la actividad polinizadora disminuye con velocidades del viento de 11 kilómetros por hora. La influencia del clima también depende de la colmena, pues bajo condiciones desfavorables un porcentaje menor de abejas pecoreadoras de colmenas fuertes salen a trabajar si se le compara con colmenas más débiles. Por lo tanto, la actividad de coleta por pare de las abejas obreras se debe considerar como una variable que depende tanto del clima como de la fortaleza de la colmena. Los factores climáticos y la composición del terreno determinan la flora del lugar, afectan la afluencia potencial de néctar. Lluvia, temperatura, y sol afectan la vegetación y 72 determinan la afluencia del néctar (Benedetti y Pieralli, 2005 Pajuelo, 2004). 2.2.3.2. Fenología floral y régimen hídrico Los ecosistemas de manglar responden a factores externos, de acuerdo con controles internos y con adaptaciones de las especies que los conforman. El recambio hidrológico, por ejemplo, condiciona la magnitud de la productividad de un manglar (Mitsch & Gosselink 1993). El régimen salino llega favorece unas especies sobre otras, e incide a su vez sobre la estructura y función de estos ecosistemas. La fenología reproductiva y sus fenofases también están relacionados con factores ambientales, desarrollándose de acuerdo con estrategias que están sincronizadas con condiciones ambientales reguladoras del sistema (Fernández 2009). En algunas especies de mangle se ha encontrado, por ejemplo, asociación entre la floración y la producción de propágulos con el nivel de agua y la salinidad (Castañeda 1998). La respuesta de la floración y de otras fenofases frente a factores abióticos, es propia de cada especie de mangle (Fernández 2008). 73 Los polinizadores potenciales también juegan un papel importante en la capacidad reproductiva, teniendo en cuenta que existen polinizadores más efectivos que otros, así como insectos ladrones de polen que toman recompensas florales, pero no polinizan (Inouye 1980). Otros productos apícolas • La cera Las ceras de abejas son lípidos resultantes de la esterilización de diversos alcoholes por los ácidos grasos correspondientes con una gran estabilizada química. Está compuesto por esteres 72% ácidos 13.5%, hidrocarburos 10,5%, alcoholes libres 1%, lactosas 0,6%, pigmentos 0,4%, e impurezas minerales 2% (Benedetti y Pieralli 1990). • El veneno El veneno es un olor agradable, débilmente acido. Es una sustancia compleja en cuya composición predominan las proteínas. Se encuentran en el veneno entre otras sustancias histamina 0.1 al 1% me litina, 70%, de las proteínas de veneno y es responsable de la mayor parte de las propiedades 74 farmacológicas del veneno, fosfolipasa A, hialuronidasa, ácidos, sustancias olorosas y apamina que es un pedido básico con gran acción sobre el sistema nervioso central. (Benedetti y Pieralli 1990). El veneno de abeja ha sido objeto de un número considerable clínicas se ha estudiado por una parte su composición química y acción fisiológica sobre el hombre y los animales y por otra su valor terapéutico, sobre todo el tratamiento de diferentes formas reumáticas • Jalea real La composición media de la jalea real e agua 70%, y el 30% está compuesta de materia seca, prótidos 50%, lípidos 16%, glucidos25%, ceniza 2%, diversos7%. La parte proteica de la jalea real incluye, no solamente proteínas (globulina y albumina) sino también aminoácidos libres en gran proporción. (Benedetti y Pieralli 1990). Propóleos El propóleos es una sustancia muy pegajosa maleable en caliente hacia los 35° pero que se 75 vuelve muy dura a temperaturas más bajas. Son de procedencias vegetal directa, de plantas que secretan sustancias resinosas. Se han encontrado 18 componentes de los propóleos, entre los principales tenemos flavonoides, flavonas, flavinas, un terpeno y aldehído: la isovanilina. (Benedetti y Pieralli 1990). • Hidromiel El hidromiel Es el resultado de la fermentación alcohólica de una mezcla de
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