2013 Volumen 5, No 9 Revista Científica de la Universidad Autónoma de Coahuila
Moringa oleifera; Importancia, Funcionalidad y Estudios Involucrados Sánchez-Peña, Y.A., Martínez-Avila, G.C.G, Sinagawa-García, S.R, Vázquez-Rodríguez, J.A * Laboratorio de Biotecnología, Facultad de Agronomía. Universidad Autónoma de Nuevo León Francisco Villa s/n, Ex Hacienda El Canadá, General Escobedo, Nuevo León, México. Correo electrónico: *jealvaro@gmail.com
RESUMEN La Moringa oleífera es un árbol al cual se le atribuyen cuantiosas propiedades, tanto benéficas a la salud como al medio ambiente; desde un fuerte potenciador de la nutrición humana, hasta un nuevo método natural de tratamiento de aguas fluviales y aguas turbias. Estos beneficios se obtienen a través de diferentes productos, como son las hojas del árbol, los tallos, las raíces, el fruto, la flor y las semillas. En cuanto al tratamiento de aguas existen diversos estudios que se enfocan en las funcionalidades de las proteínas coagulantes, las cuales en ciertos estudios son mencionadas como compuestos activos de las semillas y son utilizadas para la purificación de aguas turbias. Este artículo de revisión pretende dar una visión general sobre la función de las proteínas, la actividad coagulante de las mismas y los estudios que se han realizado en diferentes países resaltando la efectividad del tratamiento en cada uno así como las nuevas propuestas o estudios que están en desarrollo.
INTRODUCCION La Moringa oleífera conocida comúnmente como moringa es un árbol pequeño y de crecimiento acelerado que usualmente alcanza de 10-12 metros de altura (Liñan 2010), es originario de los Himalayas, pero ha sido introducido en diferentes lugares como: Bangladesh, Afganistán, Pakistán, Sri Lanka, el Sureste asiático, Asia occidental, la Península Arábiga, África del Oeste, Madagascar, el sur de la Florida, las islas del Caribe, América del Sur, desde México a Perú, Paraguay y Brasil; crece con rapidez en lugares favorables incrementando de 1 a 2 m por año en altura durante los primeros 3 a 4 años (Parrotta 1993). Una característica muy importante de la moringa es su capacidad de resistencia a la sequía y el potencial agronómico siendo un árbol cultivable en regiones áridas y semiáridas. Esto es de particular importancia debido a que hoy en día se sabe que las condiciones climáticas ya no se rigen por las temporadas, esto debido a que con el paso del tiempo las estaciones del año han cambiado radicalmente de un clima caluroso en invierno hasta una sequía en verano. Como se sabe las semillas de la moringa contienen algunas proteínas funcionales de alto valor con capacidad coagulante, esta tecnología se ha fusionado con el tratamiento de aguas, que es de gran importancia, ya que la falta de agua dulce en nuestro planeta es una problemática real causada principalmente por la escasez de lluvias, sobreexplotación de mantos acuíferos y contaminación del medio natural (García Fayos 2007). Otro factor problema es la sobrepoblación y el avance tecnológico debido a que éste ha ocasionado la intensificación de la actividad industrial,
agrícola y turística en todo el mundo, especialmente en los países desarrollados permitiendo el incremento de las actividades económicas sujeto al nivel de desarrollo y calidad de vida de las personas o bien de la población (García Fayos 2007), todo esto en conjunto afecta al medio ambiente y por lo tanto a este recurso vital para la humanidad, el agua. En muchos países se han desarrollado estrategias políticas medioambientales y las empresas se han ido orientando al cuidado de los recursos naturales o bien haciendo eficientes sus procesos relacionándolos con la sustentabilidad y el cuidado o ahorro de los recursos principales en una empresa como es el agua, es por eso que esta revisión se enfoca en las características y propiedades de las proteínas presentes en las semillas de la moringa debido a sus propiedades coagulantes siendo utilizadas en el tratamiento de aguas ayudando a países de bajo desarrollo que no tienen los suficientes recursos ni la tecnología para el tratamiento de ésta. Esta revisión es una herramienta más para toda persona que quiera abrir un nuevo camino en la investigación de Moringa oleífera o bien, aquel que quiera darle seguimiento a lo ya estudiado hasta el momento. Compuestos nutricionales en Moringa Como ya se mencionó, todas las partes de la planta son comestibles desde las hojas hasta la raíz. Los estudios de moringa han ido incrementándose en los últimos años debido a su importancia nutricional ya que el contenido de proteínas, vitaminas y minerales es muy sobresaliente destacando que en esta planta se encuentran todos los
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2013 Volumen 5, No 9 Revista Científica de la Universidad Autónoma de Coahuila aminoácidos esenciales (Mathur 2005). En la actualidad existe una variedad de productos elaborados a partir de la planta de moringa como: cápsulas genéricas, chocolate en polvo, cápsulas de moringa y ginseng, cremas hidratantes, vainas frescas, refrigeradas y enlatadas para consumo humano principalmente a lo largo de la India (Folkard y Sutherland 1996) destacando en estos productos los altos contenidos de vitaminas y minerales como: vitamina A, B1, B2, B3, C y calcio, cobre, cromo, hierro, magnesio, manganeso, fósforo, potasio, proteínas y zinc. Relacionándolo directamente en cantidades (gg-1) se tiene que para: Tabla 1: Contenido de algunos compuestos presentes en moringa (Mathur 2005) Compuesto Alimento *Hoja de Moringa Vitamina A zanahoria 10 veces más Vitamina C naranjas 0.5 veces más Calcio leche 17 veces más Potasio plátano 15 veces más Hierro espinaca 25 veces más Proteína yogurt 9 veces más información nutricional comparando los alimentos gg
Tabla 2: Contenido de algunos aminoácidos de moringa (Mathur 2005) Aminoácido Hoja fresca Arginina 406.6 mg Histidina 149.8mg Isoleucina 299.6mg Leucina 492.2 mg Lisina 342.4mg Metionina 117.7mg Fenilalanina 310.3mg Treonina 117.7mg Triptofano 107mg Valina 374.5mg
presentes en hojas Hoja seca 1,325 mg 613 mg 825mg 1,950mg 1,325 mg 350mg 1,388mg 1,188mg 425mg 1,063mg
*Valores por 100 gramos de porcion comestible.
La Tabla 1 muestra los diversos nutrientes que proporcionan las hojas de la moringa, sin embargo se desconoce la capacidad de absorción de cada uno de ellos en el cuerpo humano. Olson y Fahey (2007) en su publicación mencionan un estudio realizado a 31 niños de preescolar de 3 y 5 años de edad, en el cual se les suplementa harina de hojas de moringa por 5 meses revelando que debido al contenido de Vitamina A presente en las hojas de moringa se disminuyó la prevalencia de la deficiencia de ésta Vitamina significativamente de 40% a 14.3%. Referente al calcio contenido en el material vegetal, la absorción de éste por el cuerpo humano es no asimilable debido a que éste se
encuentra como cristales de oxalato en las células de la planta y por lo mismo excretada directamente del cuerpo (Olson y Fahey, 2007). Dentro de este rubro no hay información suficiente para ver si los nutrientes mostrados en la Tabla 1 son totalmente biodisponibles, moringa abre diferentes caminos en cuanto a investigación debido a que existe información general sobre esta y sobre los beneficios que proporciona a la salud y al medio ambiente. Existe todavía un camino por explorar del cual se carece de información acerca de la importancia nutricional y disponibilidad de los compuestos o nutrientes en el cuerpo asi como también el valor y absorción de las proteínas en el metabolismo. En cuanto al valor nutricional de las proteínas presentes en la moringa no solo desde el punto de vista de tratamiento de aguas, debido a que existen análisis de contenido proteínico en hojas de moringa que demuestran que hasta el 30% de su peso seco esta formado por proteína. Realizando una comparación en cuanto a la proteína de la leche en polvo ésta tiene un 35% de proteína, y parece ser que toda es asimilable. Impacto ambiental, estudios establecidos con Moringa y nuevas alternativas para la problemática del agua Conforme al paso del tiempo la humanidad ha ido cambiando en cuanto a tecnologías, maneras de pensar, actuar y su relación con el medio ambiente. El hombre por naturaleza tiende a evolucionar, de la misma manera en que sus pensamientos cambian, a mediados del siglo XVIII y principios del XIX surgieron acontecimientos que trajeron cambios tecnológicos muy importantes para la sociedad; a éstos se les denominó revolución industrial, esta trajo consigo problemas ambientales debido al impacto de la industria en la naturaleza. Diversas fuentes proporcionan datos muy interesantes con informes de la situación ambiental, estadísticas muy impactantes donde se puede obtener mucha información en cuanto a población destacando las actividades humanas con el ambiente desglosando diferentes datos de gran importancia un ejemplo es la huella ecológica, indicador de la demanda humana sobre los ecosistemas en términos de la superficie agrícola, pecuaria, forestal y de zonas pesqueras (SEMARNAT 2008). Esto tiene una relación directa con la revolución industrial y sus consecuencias afectando los suelos y mantos acuíferos. Con respecto al agua en México el volumen promedio que se obtiene por precipitación cada año es de 1488 km3 menos el 72.5% que se evapotranspira a la atmosfera además del agua que ingresa por precipitación. México recibe 49.744 km3 por medio de las fronteras norte y sur y exporta 0.432km3 del rio Bravo a EU (SEMARNAT 2008), aquí es donde se encuentra el gran problema, los ríos, lagos y mares son los que abastecen a la población entera de este recurso vital,
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2013 Volumen 5, No 9 Revista Científica de la Universidad Autónoma de Coahuila como se podrá disponer de ellos si la contaminación va creciendo cada vez más, sumándole el aumento de la población lo que generará problemas de abastecimiento y contaminación del agua en un futuro. Es por eso que la responsabilidad está en la sociedad, en crear y buscar nuevas alternativas para poder sustentar todos esos problemas que vienen para las futuras generaciones. Muchos artículos de revisión que hablan acerca de Moringa oleífera dan un enfoque muy general sobre sus beneficios, pero es necesario enfatizar la gran problemática que hay detrás de todo ésto, y el porque se buscan nuevos recursos sustentables. El enfoque que se da en esta revisión es el uso potencial de las semillas de esta planta como un nuevo método de tratamiento de aguas. El siguiente recuadro nos muestra las diferentes plantas piloto o tratamientos ya establecidos con moringa para tratamiento de aguas por medio de sus proteínas coagulantes. En la Tabla 2 se muestran diversos estudios a nivel laboratorio y en planta piloto sobre la aplicación de estas proteínas coagulantes de moringa, en algunos casos la utilizan en conjunto con el sulfato de aluminio o alumbre, siendo este el coagulante más utilizado en el tratamiento o potabilización del agua. Sin embargo, se ha reportado que las proteinas de la moringa pueden presentar ventajas sobre el sulfato de aluminio (Mendoza, et al. 2010), ya que estudios han demostrado que al utilizar este coagulante natural no quedan residuos tóxicos en el agua que pudieran afectar el organismo humano pero se ha visto que aunque no deja residuos toxicos la potabilizacion del agua es mas costosa debido a los materiales utilizados en el proceso. El sulfato de aluminio como coagulante principal en las empresas de tratamiento de aguas pudiera presentar ventajas en cuanto a costos sobre la moringa, pero ésta
además de ser totalmente biodisponible y muy eficiente en cuanto a clarificación del agua presenta propiedades desinfectantes capaces de eliminar efectivamente microorganismos presentes en agua como coliformes totales y fecales (Mendoza, et al. 2000), asi como tambien algunas cepas patógenasde Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus faecalis, Salmonella typhi y Shigella dysenteriae (Oluduro, et al 2010). Moringa oleifera muestra la presencia de 3 compuestos: 4-(L-ramnopiranosiloxi) isotiocinato de bencilo, metil N-4-(L-ramnopiranosil-oxi) bencil carbamato y 4-(D-glucopiranosil-1 4-Lramnopiranosiloxi)- tiocarbozamida bencilo, todos mostrando actividad bactericida muy alta contra los patógenos mencionados anteriormente, en especial el último ya que presenta una potente inhibición de 99.2% hacia Shigella dysenteriae y un 100% para Bacillus cereus, E. coli y Salmonella typhi (Oluduro, et al. 2010). Existen muchos estudios sobre Moringa oleífera en donde se muestra el mecanismo de acción de las proteínas coagulantes tal es el caso de la proteína MOC-SC-PC (Moringa Oleífera Coagulant- NaOH Solution- Purified Coagulant) que actúa en forma de enredadera a causa de la unión de iones bivalentes que conectan cada molécula de componente activo (MOC-SC-PC) y forman una red atrapando la materia orgánica como se muestra en la siguiente imagen con las partículas de Kaolina. Otro estudio muestra la habilidad de una proteína recombinante (MO2.1) con una capacidad floculante de arcilla y bacterias (Paenibacillus) expresando niveles de floculación por medio de microscopia electrónica, asi como también muestran la aglomeración de montmorillonita y floculación de Paenibacillus por acción de la proteína floculante de Moringa oleífera. (Figura 2)
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Figura1. Mecanismo de Floculación de MOC-SC-PC con Kaolina (Okuda, et al. 2001)
Tabla 3: Diferentes estudios que involucran el uso de la Moringa en tratamiento de aguas. Tipo de agua
Planta piloto (PP) Prueba de laboratorio (PL)
De río
PP
Agua contamina da
PL
Agua sintética (con solución de kaolina)
PL
Lugar
Cuando fue puesto en servicio/ se realizó
Nivel de eliminación de sólidos %
Dosis de moringa/ explante
Datos
Referencia
Taller de Tratamiento de Agua de Thyolo, en la Región Nsanje, en Malawi. La Quebrada de El Caucho. Mérida,
1992
90%
5250mg/L de semilla
-Dos años más tarde la planta se paso a una escala más grande. -Fue la 1era vez que se utilizó el coagulante en esta escala.
(Folkard y Sutherland 1996)
2005
satisfactorio
0.751g de semilla
(De los Ángeles González y Sofía Ramírez, 2006)
Maracaibo, Venezuela
2000
90%
10mg/L
Se observaron efectos floculantes con los siguientes parámetros: pH, L (Conductividad) y TOC (Detector o medidor de carbono orgánico total) -Se midió: turbidez, color, pH y alcalinidad de agua antes y después del tratamiento. -Se aplicó Test de Jarro para determinar dosis del coagulante óptimo para disminuir turbidez a valores iguales o menores que el establecido por las Normas de Calidad de Agua de Venezuela -Intervalo de pH más efectivo fue de 7-8
(Mendoza et al. 2000)
.
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Figura2. Mecanismo de acción de MO2.1 en montmorillonita y Paenibacillus. (Broin, et al. 2002)
CONCLUSIÓNES Durante la revisión bibliográfica para el presente estudio, se encontró cuantiosa información acerca de Moringa oleífera y como ya se mencionó existen diversas investigaciones acerca de estas proteínas y su actividad coagulante para tratamiento de aguas, estos estudios demuestran la efectividad de coagulación, potabilización y el tipo de agua tratada. La utilización de proteínas coagulantes de Moringa oleífera no descarta los métodos de potabilización: floculación, filtración ya que se forman precipitados o coágulos de materia orgánica que tienen que ser retirados así como también la desinfección con cloro la cual es complementada con la propiedad antimicrobiana de la moringa la cual elimina en su totalidad patógenos presentes. La utilización de estas proteínas coagulantes trae como beneficio el tratamiento del agua a un bajo costo y gran disponibilidad ya que es una planta muy accesible y se tiene una fácil aplicación sin metodologías complejas. De mismo modo, Moringa oleífera es una planta con una muy buena calidad nutritiva debido al alto contenido de vitaminas y minerales, uno de los objetivos principales de esta revisión es mostrar los diversos estudios que existen en cuanto a funcionalidad, importancia y aplicación de las propiedades de moringa. De esta manera se concluye ésta revisión mostrando una visión general de acción accediendo a diversos trabajos de investigación y resaltando la efectividad de cada uno ellos para así poder darle seguimiento a lo ya establecido hasta el momento.
REFERENCIAS
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