Revista Científica UDO Agrícola Volumen 5.
Número 1. Año 2005. Páginas: 48-53
Comparación
de la composición lipídica en semillas de ajonjolí (Sesamum indicum L.) usando técnicas
multivariadas
Lipid composition of sesame
seeds (Sesamum indicum L.)
using multivariate analysis
Auristela Malavé Acuña1* y Jesús Rafael
Méndez Natera2
1Departamento
de Ciencias, Unidad de Estudios Básicos y 2Departamento de
Agronomía, Escuela de Ingeniería Agronómica. Universidad de Oriente, Avenida
Universidad, Campus Los Guaritos, Maturín, 6201, estado Monagas. E-mail: amalave@monagas.udo.edu.ve
y jmendezn@cantv.net * Autor para
correspondencia
RESUMEN
El
objetivo de este trabajo fue comparar mediante técnicas multivariadas tres variedades
experimentales de ajonjolí (AB-1, AB-2 y AB-3). Los lípidos se extrajeron con
una mezcla de cloroformo-metanol (2:1 v/v). Para los análisis de cromatografía
de capa fina con detector de ionización a la llama (TLC/FID) se utilizaron
varillas de cuarzo cubiertas con silica gel. La
cromatografía de gas-líquido se empleo para
determinar la composición de ácidos grasos. Se determinaron el porcentaje de
lípidos totales, la composición lípidica, viz, triacilgliceroles, diacilgliceroles,
fosfolípidos y la composición de ácidos grasos, viz, palmítico, araquídico, oleico, linoleico, linolénico y eicosenoico. Para el
análisis de componentes principales los dos primeros componentes explicaron
toda la variación (100 %), la variedad AB-2 y AB-3 estuvieron más relacionadas
entre sí, mientras los caracteres más importantes fueron el porcentaje de
lípidos totales, el ácido oleico y el porcentaje de ácidos insaturados,
indicando una mayor variabilidad entre variedades para estos caracteres,
mientras que los caracteres menos importantes fueron el ácido araquídico, ácido behénico y los
contenidos de diacilgliceroles. El análisis de
agrupamiento indicó similares resultados a aquellos de los componentes
principales. Los componentes principales y el análisis de agrupamiento pueden
ser usados para estudiar las relaciones entre lípidos totales, composición
lipídica y ácidos grasos, de manera de identificar grupos similares en cuanto a
estas características.
Palabras
clave: Ajonjolí, Sesamum indicum, análisis cromatográfico,
análisis multivariado.
ABSTRACT
The objective of this work was
to compare by multivariate techniques three experimental varieties of sesame
(AB-1, AB-2 and AB-3). Seed lipids were extracted with a chloroform-methanol
mixture (2:1 v/v). For the chromatography analyses of thin layer chromatography
with flame ionization detector (TLC/FID), chromarods
were used. The gas-liquid chromatography was used to determine the fatty acids
composition. Percentage of total lipids, lipid composition, viz, triacylglycerol, diacylglycerol, phospholipids and fatty acids composition, viz, palmitic, araquídic, oleic,
linoleic, linolenic and eicosenoic
acids were determined. For the principal component, the first two components
explained the whole variation (100 %), varieties AB-2 and AB-3 were more
related to each other, while the most important characters were percentage of
total lipids, oleic acid content and percentage of unsaturated fat indicating a
bigger variability among varieties for these characters, while the less important
characters were araquídic acid, behenic
acid and the diacilglycerol. The cluster analysis
indicated similar results to those of principal components. In conclusion,
principal component and cluster analysis can be used to study the relationships
among total lipids, lipid composition and fatty acids in order to identifying
similar groups for these characters.
INTRODUCCIÓN
El ajonjolí representa una de las principales fuentes
de aceites y grasas en el país, la producción para los años 2003 y 2004 alcanzó
las 5502 y 20806 toneladas, respectivamente, esto representó un valor de la
producción de 1469 y 5556 millones de bolívares, respectivamente, siendo la
segunda oleaginosa anual más importante detrás del algodón y superando a
cultivos como girasol, maní y soya para estas dos características. Por otra
parte, la superficie cosechada para estos años fue de 6565 y
La semilla de ajonjolí contiene de
Se han utilizado varios métodos para
caracterizar a los cultivares de ajonjolí. La forma más común de evaluar a los
cultivares de ajonjolí es de acuerdo a sus características agronómicas. Rincón
y Silva (1993), evaluaron variedades de ajonjolí en época de lluvias en
A pesar de que en sus comienzos la cromatografía de
capa fina fue cuestionada por la falta de precisión en los resultados
obtenidos, en los últimos años se han logrado grandes mejoras en su
instrumentación, por lo que actualmente es catalogada como una herramienta que
ha marcado grandes avances en el campo de la biología, bioquímica, etc., donde
ha tenido aplicación en análisis de numerosos compuestos entre ellos los
lípidos y ácidos grasos.
Las técnicas multivariadas permiten analizar grupos
complejos de datos y realizar el análisis donde hay muchas variables
independientes y posibles variables dependientes, las cuales están
correlacionadas entre sí a diferentes niveles. Los métodos multivariados son
extraordinariamente útiles para ayudar a los investigadores a encontrar sentido
en conjuntos grandes y complejos de datos que además constan de una gran
cantidad de variables medidas en números grandes de unidades experimentales. En
la medida en que se incrementan el número de variables que se están midiendo y
el número de unidades experimentales que se están evaluando, entonces, es
cuando aumenta la importancia y utilidad de los métodos multivariados.
El objetivo de este trabajo fue comparar mediante
técnicas multivariadas (análisis de agrupamiento y de componentes principales)
tres variedades experimentales de ajonjolí (AB-1, AB-2 y AB-3).
MATERIALES Y MÉTODOS
Las semillas estudiadas en el presente trabajo fueron
colectadas en
El filtrado que contenía los lípidos totales, se pasó
a un embudo separador y se le agregaron ocho ml de solución de NaCl 0,05 N, se agitó varias veces y se guardó bajo
refrigeración durante doce horas. A continuación se separó la capa orgánica y
se evaporó la mezcla de solventes en un rotaevaporador,
luego a la fracción lipídica obtenida se le burbujeó nitrógeno, se pesó para
determinar la cantidad de lípidos totales y finalmente se refrigeró. Para los
análisis de cromatografía de capa fina con detector de ionización a la llama
(TLC/FID) se utilizó un analizador Iatroscan MK-5,
operando junto un integrador Hewlett Packard 3390A. El detector de ionización
en llama se operó a una velocidad de flujo de hidrógeno de 160 ml/min y a una
velocidad de flujo de aire de 2000 ml/min.
La velocidad de análisis se fijó a 60 seg/varilla.
La identificación de los diferentes lípidos se hizo en base a los tiempos de
retención de patrones comerciales y se expresaron como un porcentaje del total
de los lípidos. La cromatografía de gas-líquido se empleó para determinar la
composición de ácidos grasos. Para ello cada extracto lipídico fue previamente
saponificado, seguido por la metilación de los ácidos grasos utilizando el
método de Brockerhoff (Litchfield,
1972). Los ésteres metílicos correspondientes a cada muestra se analizaron en
un cromatógrafo Varian
serie 3300, equipado con una columna capilar de
La separación se realizó en las siguientes
condiciones: Temperatura del inyector y temperatura del detector: 300 °C y temperatura de la columna: 200 °C. El área de los picos se determinó con un integrador
Hewlett Packard, modelo
3390A y la identificación de los ácidos grasos
mediante comparación de los tiempos de retención de patrones comerciales de
ésteres metílicos. Se determinaron el porcentaje de lípidos totales, la
composición lipídica, viz,
triacilgliceroles, diacilgliceroles,
fosfolípidos y la composición de ácidos grasos, viz, palmítico, araquídico, oleico, linoleico, linolénico y eicosenoico. Se
realizaron los análisis de componentes principales y de agrupamiento, en el
primero se utilizó la matriz de correlación entre los caracteres anteriores y
las cargas se calcularon mediante los coeficientes de los componentes principales y
para el segundo
se
utilizaron
el método UPGMA con la distancia Euclideana y el
método de Ward. El análisis multivariado se realizó con el programa PAST V.
1.34 (Hammer et
al., 2001).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Para el análisis de componentes principales los dos primeros
componentes explicaron toda la variación (100 %), la variedad AB-2 y AB-3
estuvieron más relacionadas entre sí (Figura 1), mientras los caracteres más
importantes fueron el porcentaje de lípidos totales, el ácido oleico y el
porcentaje de aceites insaturados, indicando una mayor variabilidad entre
variedades para estos caracteres, mientras que los caracteres menos importantes
fueron el ácido araquídico, ácido behénico
y los contenidos de diacilgliceroles (Figura 2).
El análisis de agrupamiento indicó similares
resultados a aquellos de los componentes principales (Figuras 3 y 4). Estos resultados
indican que los métodos multivariados (análisis de componentes principales y
análisis de conglomerados o agrupamiento) son útiles a la hora de unir o
separar a cultivares de ajonjolí. Khan et al. (2005) realizaron un ensayo con
cultivares de cártamo e indicaron que el análisis de agrupamiento y el análisis
de componentes principales para los caracteres agro-morfológicos y los ácidos
grasos dieron resultados comparables y mostraron una relación compleja entre
los cultivares, caracteres y orígenes geográficos e indicaron que los
resultados mostraron una
gran variabilidad genética entre
los cultivares de cártamo evaluados, la cual pudiera ser usada en futuros
programas de mejoramiento y en seleccionar
directamente de las colecciones de germoplasma.
Figura 2. Máximas cargas de los
componentes principales de tres cultivares de ajonjolí (Sesamum indicum Figura 3. Análisis de agrupamiento
método UPGMA de tres cultivares de ajonjolí (Sesamum indicum L.)
Las técnicas multivariadas permitieron agrupar los
cultivares de ajonjolí
de acuerdo a sus características lipídicas. Resultados similares fueron
indicados por Perri et al. (1999) quienes aplicaron análisis de estadística
multivariada para estudiar la posibilidad de usar la composición de ácidos
grasos para distinguir entre once cultivares de aceite virgen de oliva de
cuatro diferentes regiones Italianas: Calabria, Basilicata, Lazio
y Umbria y utilizaron el análisis de componentes
principales y el análisis discriminante lineal, los autores indicaron que los
resultados obtenidos del análisis de trece ácidos grasos permitieron distinguir
entre los diferentes cultivares basados en sus genotipos y se formaron tres
diferentes grupos de variedades de aceite de oliva Italiano de acuerdo a su
origen geográfico
Resultados diferentes fueron reportados por Kodad et al. (2004)
en almendro (Prunus amygdalus L.)
quienes evaluaron cinco ácidos grasos de 37 selecciones de almendro del
programa de mejoramiento de Zaragoza, España y encontraron que el análisis de
agrupamiento o conglomerados mostró una alta similitud en el perfil de ácidos
grasos entre las selecciones y sus parentales y entre las selecciones, las
diferencias en la
composición de ácidos grasos fueron altamente significativas para los
ácidos oleicos y linoleico y menos significativa para
los ácidos palmítico, palmitoleico y esteárico. En
nuestro experimento uno de los caracteres más importantes fue el ácido oleico,
lo que indicó una mayor variabilidad entre variedades para estos caracteres. Adamska et al. (2004)
indicaron que los métodos multivariados pueden ser útiles en la evaluación y
selección de genotipos de calirrábano (Brassica napus L.)
siendo la composición de ácidos grasos ventajosa desde el punto de vista de la
nutrición humana, el enfoque del análisis de varianza múltiple propuesto por
los autores permitió encontrar y distinguir líneas doble haploides de callirrábano cumpliendo con todos los criterios
nutricionales del contenido de ácidos grasos.
Un extensivo número de aplicaciones de la evaluación
multivariada de los perfiles de ácidos grasos han sido realizados durante los
últimos 10 años (Grahl-Nielsen, 1999) e inclusive se
ha utilizado en estudios taxonómicos en abeto (Grahl-Nielsen
et al., 1991).
En conclusión, las técnicas multivariadas (componentes
principales y análisis de agrupamiento) pueden ser usadas para estudiar las
relaciones entre lípidos totales, composición lipídica y ácidos grasos de
manera de identificar grupos similares de cultivares en cuanto a estas
características.
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