Els àcids grassos de l’estepa ladanífera (Fitoquímica mediterrània, 14/2020)

Els àcids grassos constitueixen el component central de la fracció lipídica (olis i greixos) de la matèria orgànica. Són àcids carboxílics amb una cadena hidrocarbonada que caracteritza cada àcid gras d’acord amb la mida i el nombre de dobles enllaços (insaturacions). En termes generals, les àcids grassos en la matèria viva en forma esterificada, com a triglicèrids o fosfolípids, realitzant funcions estructurals (membranes cel·lulars, etc.) i nutricionals (reserva energètica, etc.). Hom anomena “perfil lipídic” bàsicament al contingut i composició en àcids grassos d’una mostra. De vegades hom sent la temptació de parlar del “perfil lipídic” d’una determinada espècie, però és important recordar que aquest variarà segons la localització, l’estat de desenvolupament i l’època de l’any. La revista Molecules publica aquesta setmana una recerca encapçalada per Eliana Jerónimo, investigadora del Centro de Biotecnologia Agrícola e Agro-Alimentar do Alentejo, que analitza el perfil lipídic de diverses fraccions (fulla, tija, brots florals, flors i caps de llavors) durant quatre estacions consecutives (del desembre del 2015 al novembre del 2016) de l’estepa ladanífera (Cistus ladanifer L.). El perfil lipídic de les fulles és dominat per àcids grassos saturats (destacadament l’àcid araquídic o eicosanoic, 20:0; amb presència d’àcid isononadecílic, iso-19:0, i d’àcid eneicosílic, iso-21:0). En les tiges es manté aquest domini d’àcids grassos saturats (en aquest cas, de forma destacada, amb àcid behènic o docosanoic, 22:0). En els òrgans reproductius hi ha un contingut més elevat d’àcids grassos poliinsaturats, i l’àcid gras saturat que domina és l’àcid palmític (16:0). Mentre que en els òrgans reproductius aquest perfil lipídic és relativament constant al llarg de l’any, el de les fulles té canvis estacionals, de manera que en l’estiu hi ha una reducció de la fracció d’àcids grassos poliinsaturats en favor d’àcids grassos monoinsaturats i àcids grassos saturats ramificats.

Dels diferents compartiments morfològics de l’estepa ladanífera, són les fulles les que experimenten un major canvi de perfil d’àcids grassos al llarg de l’any

El component lipídic de l’estepa ladanífera

Eliana Jerónimo és investigadora del Centro de Biotecnologia Agrícola e Agro-Alimentar do Alentejo (CEBAL) de l’Instituto Politécnico de Beja (IPBeja). És qui ha dissenyat aquest estudi, ha administrat el projecte i gestionà l’adquisició dels fons europeus. La recerca s’emmarca en el projecte CistusRumen, que estudia l’ús sostenible de brolles en l’alimentació de petits remugants (ramaderia ovina i caprina) en el marc del “programa Alentejo2020”.

La recol·lecció de mostres era realitzada per Jerónimo, Olinda Guerreiro (doctoranda del Cebal) i David Soldado (investigador del Cebal). Guerreiro i Soldado prepararen les mostres. L’anàlisi d’àcids grassos la realitzaren Liliana Cachucho (investigadora del CEBAL) i Susana P. Alves (del Centro de Investigação Interdisciplinar em Sanidade Animal, CIISA, de la Universidade de Lisboa). Una part d’aquest treball es finança amb el projecte que Alves té amb la Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT). Jerónimo analitzà les dades. Rui J. B. Bessa (CIISA) participà en les anàlisis estatístiques i la interpretació dels resultats. Jerónimo i Alves redactaren una primera proposta de l’article, que fou revisada pels altres autors.

L’article fou tramès a la revista Molecules el 16 de març. Després d’una revisió final el dia 26, fou acceptat el dia 27, i publicada l’endemà en la secció de química de productes naturals.

En portuguès, l’esteva per antonomàsia és Cistus ladanifer. Es presenta com a arbust perenne que pot arribar fins als 2,5 metres d’alçada, amb una àrea de distribució que va des d’Occitània fins el nord del Magreb, assolint especial abundor al sud-oest de la Península Ibèrica. És una planta altament resistent a la sequera. Se la considera planta medicinal, i d’ella se n’obtenen extractes (per exemple, el làdan de l’exudat) amb propietats antioxidants, antimicrobianes, antihipertensives, antiinflamatòries, analgèsiques i antiproliferatives. És la indústria cosmètica i de perfums la que en fa més ús. El projecte CistusRumen, com hem dit, estudia la seva aplicació en alimentació de cabres i ovelles, i d’altres projectes analitzen el seu potencial en la producció de biocombustible.

El coneixement fitoquímic de l’estepa se centra, com és lògic, en l’oli essencial (d’aplicació en perfumeria) i en el làdan (d’aplicació en la medicina tradicional). Estudis fitoquímics més generals posen atenció en els compostos fenòlics i en vitamines. El grup de recerca de Jerónimo ja va fer una caracterització dels àcids grassos de les parts aèries de la planta: el 70% són àcids grassos saturats (SFA; sense dobles enllaços), i entre aquests destaquen l’àcid araquídic (20:0, és a dir 20 àtoms de carboni i cap doble enllaç) i l’àcid palmític (16:0). En les parts aèries de l’estepa únicament es detectaven tres àcids grassos insaturats: l’àcid oleic (18:1 cis-9; un doble enllaç entre el carboni 9 i 10), l’àcid linoleic (18:2n-6; dos dobles enllaços, el primer dels quals entre el carboni 6 i el 7) i l’àcid α-linolènic (18:3n-3). També es detectava la presència de dos àcids grassos amb una ramificació monometílica (BCFA), l’iso-19:0 i l’iso21:0, d’interès pel seu potencial antimicrobià i antitumoral.

Jerónimo et al. pensen que la composició d’àcids grassos de les parts aèries de la planta varien en resposta a les fluctuacions tèrmiques del medi. A temperatures elevades, hi hauria una disminució dels àcids grassos poliinsaturats (PUFA) en favor dels BCFA. Per demostrar-ho, necessitaven fer una anàlisi més precisa dels perfils lipídics en diferents moments i distingint els diferents òrgans.

El lloc de l’estudi era un bosc poc dens de carrasca (Quercus rotundifolia L.) i surera (Quercus suber L.) en el terme municipal d’Ourique (al districte de Beja, Baixo Alentejo). Les dades meteorològiques de la zona (estació de Castro Verde) foren fornides per l’Empresa de Desenvolvimento e Infra-Estruturas do Alqueva, S. A (EDIA), i assenyalen un clima marcat per estius càlids secs i hiverns lleugerament humits. En aquest bosc esclarissat, l’estepa ladanífera creix de manera espontània. Entre el desembre del 2015 i el novembre del 2016, Jerónimo et al. recollien cada mes d’aquest indret les parts aèries de sis plantes de 2-3 anys d’edat.

En arribar al laboratori de Beja, se separaven amb tisores les mostres en cinc fraccions: 1) fulles; 2) tiges; 3) brots florals; 4) flors; 5) fruits o caps de llavors. De fulles i tiges hi ha tot l’any, però de brots florals només hi ha en les plantes de gener a abril, de flors tan sols en les de febrer i març; de caps de llavors n’hi ha durant tot l’any, excepte en les plantes d’abril. Les diferents fraccions morfològiques eren assecades a 40 °C amb ventilació, fins que ja no perdien pes.

Per cada fracció morfològic i mes, s’aplegaven les mostres de sis plantes, per moldre-les i passar-les per un tamís d’1 mm. Les flors de febrer i de març, detectades tan sols en sis plantes, constituïren una mateixa mostra.

Per a l’anàlisi d’àcids grassos s’empraven 250 mg de mostra, als quals s’afegien 1 mL de patró intern (àcid nonadecílic, 19:0, en una dissolució de 1 mg/mL en hexà) i 1 mL de toluè. Seguidament s’hi afegien 3 mL d’una solució de HCl en metanol (10%), i se les escalfava a 70 °C durant dues hores. Després es refredaven a temperatura ambient i es neutralitzaven amb 5 mL d’una solució de carbonat potàssic al 6%. Es feia seguidament una extracció amb 2 mL d’hexà, i es feia un assecament damunt de 0,5 g de sulfat sòdic anhidre. Aquests extractes d’esters metílics d’àcid gras eren centrifugats a 350 g durant 5 minuts, i el sobrenedant es transferia nous tubs per retirar els solvents evaporant-lo sota una atmosfera de nitrogen a 37 °C. El residu final era resuspès en 1,5 mL d’hexà i guardat en congelació a -20 °C.

L’anàlisi pròpiament dita es feia per cromatografia de gasos amb detecció per ionització de flama (GC-FID). La fase mòbil era heli un flux constant de 1 mL/min. La fase fixa és una columna de poli-(siloxà de biscianopropil). La temperatura del detector era de 280 °C. El volum d’extracte injectat era d’1 µL. La identificació dels esters metílics d’àcids grassos es feia per espectrometria de masses d’impacte electrònic (energia d’ionització de 70 eV).

Per a l’anàlisi estatística, les mostres agrupades per estació (amb tres col·leccions per cada estació), és a dir hivern (desembre-febrer), primavera (març-maig), estiu (juny-agost) i tardor (setembre-novembre). En el cas dels brots florals tan sols es considerava l’hivern i la primavera. En el cas de les flors, únicament la primavera. De les dades obtingudes es feia una anàlisi de component principal.

La variació en el perfil lipídic segons localització en la planta

El contingut d’àcids grassos de les fulles va de 13,6 mg per gram de matèria seca, fins a 17,5 mg/g. El contingut és menor en les tiges (3,46 mg/g), però és semblant al que troben en els brots florals (11,9 mg/g) i en les flors (14,6 mg/g). Hi ha força variació en el contingut d’àcids grassos dels caps de llavors, que passen de 22,7 mg/g en l’estiu (llavors noves) a 9,70 mg/g en l’hivern (llavors velles).

La cromatografia de gasos permet la separació dels diferents àcids grassos d’acord amb l’afinitat que presenten amb la fase fixa (siloxà de biscianopropil) i amb la fase mòbil (heli), de manera que els àcids grassos més apolars són els primers en aparèixer en el detector. En resulta un “perfil lipídic” de cada fracció morfològica de la planta

En la composició d’àcids grassos dominen els àcids grassos saturats, que arriben a un percentatge del 63% en les fulles i a un del 76% en les tiges (sobre el total d’àcids grassos). Els àcids grassos poliinsaturats arriben a un percentatge del 27% en les fulles i del 15% en les tiges. Els àcids grassos monoinsaturats són el 5,4% del total en les fulles i el 9,6% en les tiges.

En les parts reproductives aquesta situació és més equilibrada. En els brots florals, els àcids grassos poliinsaturats són el 44%, els saturats el 46% i els monoinsaturats el 7%. En les flors, els àcids grassos poliinsaturats són el 50% del total, els saturats el 42% i els monoinsaturats al 8%. En els caps de llavors, els àcids grassos poliinsaturats són el 58%, els saturats només el 29% i els monoinsaturats el 13%.

Hi ha 10 àcids grassos saturats que són presents en totes les fraccions morfològiques: 12:0 (àcid làuric), 14:0 (àcid mirístic), 15:0 (àcid pentadecanoic), 16:0 (àcid palmític), 17:0 (àcid margàric), 18:0 (àcid esteàric), 20:0 (àcid araquídic), 21:0 (àcid eneicosílic), 22:0 (àcid behènic) i 24:0 (àcid lignocèric). Hi ha 2 àcids grassos monoinsaturats presents a gairebé totes les fraccions: 18:1 cis-9 (àcid oleic) i 20:1 (àcid gondoic, absent en les fulles). Hi ha 2 àcids grassos poliinsaturats presents a totes les fraccions: 18:2n-6 (àcid linoleic) i 18:3n-3 (àcid α-linolènic).

Dels BCFA, iso-19:0 (àcid iso-nonadecílic) i iso-21:0 (àcid iso-eneicosílic) eren presents en les fulles, on arribaven a constituir el 5,2% de tots els àcids grassos. En els brots florals i en les flors hi havia iso-19:0 però amb valors força inferiors (0,27% i 0,15%, respectivament), comparables amb els valors de les tiges (0,13%), i que ja eren indetectables en el cas dels caps de llavors.

En l’anàlisi de components principals, els primers dos factors expliquen el 72,9% de la variança, i fan possible una discriminació de les diferents fraccions morfològiques d’acord amb el contingut i composició d’àcids grassos. El primer factor (PC 1) ja explica el 40,4% de la variança, i reflecteix un contingut elevat d’àcids grassos saturats en termes generals. El segon factor (PC 2) explica el 32,6% de la variança, i es reflecteix un contingut elevat de diversos àcids grassos saturats. En termes generals, les dades s’agrupen en tres sectors: el primer correspon a les tiges, el segon a les fulles i el tercer a les parts reproductives.

La variació en el perfil lipídic segons l’època de l’any

Els nivells d’àcids grassos de les fulles arriben a un màxim en la tardor i l’hivern (17,25 mg/g) respecte dels valors de primavera i estiu (13,6 mg/g). En les parts reproductives no apareix aquesta variació estacional, encara que en els caps de llavors els valors de contingut d’àcids grassos són més elevats en l’estiu i la tardor (22,5 mg/g) que no pas en l’hivern (9,7 mg/g).

Els valors de BCFA en les fulles arriben a un màxim en la tardor.

L’anàlisi de components principals explica el 60,9% de la variabilitat estacional de les fulles. Es poden discriminar en tres grups: les fulles collides durant la tardor, les collides durant la primavera-hivern i les collides durant l’estiu.

Les implicacions nutricionals

La major proporció de les parts aèries collides són tiges (67,9-75,0%) i fulles (21,4-27,6%). Però com que les fulles tenen una major proporció d’àcids grassos són elles les que més contribueixen al contingut total de la planta. En aquest contingut total dominen els àcids grassos saturats (70%), dels quals els més destacats són 20:0 i 16:0. Els BCFA es concentren bàsicament en les fulles.

En els òrgans reproductius, guanyen importància els PUFA. En l’estepa ladanífera les flors tenen un període de vida curt (1-3 dies), amb una producció de pol·len de l’ordre de centenars de milers de grans per cada flor: el contingut de PUFA en mels monoflorals d’estepa deriva en bona mesura d’aquests grans de pol·len. Els caps de llavors són formats per 6-12 valves, amb un nombre de 250 llavors per cada valva: cada planta pot produir més de 100.000 llavors cada any, les quals es desprenen poc a poc durant pràcticament tot l’any. A l’hivern, el contingut de llavors dels caps és, doncs, inferior i això explicaria la davallada en el contingut de PUFA. El perfil lipídic de les llavors d’estepa ladanífera és caracteritza pel predomini de 18:2n-6.

Jerónimo et al. troben lògic que siguin les fulles les que experimenten les major fluctuacions estacionals de perfil lipídic. Al capdavall, és l’òrgan de la planta més exposat a les condicions meteorològiques, i també aquestes condicions semblen més determinants sobre la fisiologia foliar que no pas sobre la reproductiva. En l’època més càlida de l’any (estiu i autumni) els valors de BCFA i de MUFA (àcid oleic) assoleixen el màxim a les fulles, en detriment dels PUFA. En considerar aquests canvis, cal recordar que els àcids grassos compleixen una triple funció estructural (membranes cel·lulars), metabòlica (reserves energètica) i reguladora (vies de senyalització en resposta a l’estrès). Estructuralment, unes temperatures inferiors requereixen membranes cel·lulars amb continguts més elevats de greixos insaturats per garantir-ne la fluïdesa. En l’estiu, per contra, creixeria l’activitat de les desaturases per promoure la metabolització de PUFA en MUFA i SFA. Jerónimo et al. troben que el grau d’insaturació de les fulles d’estepa passa d’un valor del 86,4% a l’hivern a un 67,1% a l’estiu i a un 60,1% en l’autumni. La reducció en la quantitat de 18:3n-3 durant l’estiu no sols es detecta en fulles sinó també en tiges. La promoció dels greixos saturats en fulles durant l’estiu també podria constituir una resposta a les condicions d’eixutesa.

Bona part de l’atenció de Jerónimo et al. se centra en els BCFA. El valor fisiològic d’aquests àcids grassos en plantes és matèria de debat, però s’assum que com a components dels fosfolípids participen en la regulació de la fluïdesa de membrana. A banda, els BCFA tenen interès com a micronutrients per a petits remugants.

Lligams:

Fatty Acid Content and Composition of the Morphological Fractions of Cystus Ladanifer L. and Its Seasonal Variation. Eliana Jerónimo, Liliana Cachucho, David Soldado, Olina Guerreiro, Rui J. B. Bessa, Susana P. Alves. Molecules 25: 1550 (2020).

CistusRumen.

 

Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: