Uso potencial de la goma de Enterolobium cyclocarpum

R evista
de ia Facultad de Agronomía, La Mata 1G1 (1), Año 1996:51-56
Uso poten cial de la gom a de
G l a d y s L e ó n d e P in t o , M a r it z a M a r t ín e z , C a r m e n C l a m e n s y A V e r a
Centro de Investigaciones en Química de ios Productos Naturales, Facultad de Humanidades y
Educación, Universidad del Zuiia. Apartado 526, Maracaibo, Venezuela
RESUMEN
Enterolobium cydocarpum (Jacq.) Griseb, conocido como “carocaro" en Venezuela,
exuda goma copiosamente. La productividad gomosa es relativamente alta (11-13 gimen/
espécimen) en árboles con riego. Esta goma contiene galactosa (40%), arabieosa (20%),
ramnosa (10%) y ácidos urónicos (21%). El valor de la viscosidad límite intrínseca (100 mi/
g), mucho mayor que la exhibida por la goma de Acacia senegal ("goma arábiga") (22 iml/g)
y su solubilidad en agua son propiedades interesantes desde el punto de vista industrial. El
estudio comparativo de los datos analíticos de este hidrocoloide en condiciones diferentes
(cruda, pura, almacenada por seis meses y calentada a 100° C) no muestra diferencias
analíticas significativas. La composición catiónica de la ceniza de la goma mostró altos
contenidos de calcio, magnesio y sodio. No se detectó la presencia de plomo, cadmio y
cobalto. Las propiedades descritas pueden conferirle aplicación industrial a la goma estu­
diada.
Palabras clave. Enterolobium cydocarpum, Leguminosae, exudado, gomoso, hidrocoloide,
heteropoliísacárido ácido.
Potential use of Enterolobium cydocarpum gum exúdate
SUMMARY
Enterolobium cydocarpum (Jacq.) Griseb., known as “caro-caro" in Venezuela, exúdate*
gum copiousty. The production of the gum of two watered specimens was relativeiy htgh
(11-13 g/month/specimen). This gum contatos galactosa (49%), arabinose (20%), irhamnose
(10%) and uronic acids (21 %). The high viscosity limit (100 ml/g), higher than that reported
for Acacia senegal gum ("gum arabic") (20 ml/g) and its solubility in water, are interesting
properties. Comparíson of anatytical data of the hydrocolloid in different conditions (crude,
puré, stored for six imonths and heated at 100° C) does not show any significativo difference.
The cationic composition of the ash from the gum shows high contents of calcium,
magnesium and sodium. The presence of lead, cadmium and cobalt metáis was not
evidenced. The above properties may confer industrial application to the gum studied.
Key words. Enterolobium cydocarpum, Leguminosae, gum exúdate, hydrocolloid, addio
heteropolysaccharide.
Recibido el 17 de Agosto de 1995. Aceptado el 11 de Marzo de 1996
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THE UNIVERSITY OF TEXAS
LeOn
de
P into
et al.
Uso potencial de la goma de Enterofobium cyclocarpum
S e practicaron heridas a nivel del tronco
y el material exudado se colectó sem anaim enEl g é n e ro E n te ro io b iu m M a rt. (L e g u -
te. Las heridas iniciales se removieron perió­
m inosae-M im osoideae), com prende alrededor
dicam ente, en el mom ento de la colección de
de 10 especies del trópico y subtrópico am e­
la gom a. El material exudado se separó m a­
ricano. En V enezuela está representado por
n u a lm en te de los p e d a zo s d e m a d e ra , se
dos especies: E. contortisiliquum (Vell.) M o-
mantuvo a 35 °C durante 3 días y se molió en
rong y E. cyclocarpum (Jacq.) Griseb. (“caro-
un molino tipo martillo y cuchillo (Retch Muhle
c a ro ”, “c a ro ”). E s te es un árb o l g ra n d e ,
LB 1-27). La gom a se calienta a 3 5 °C a fin de
forrajero, de crecimiento rápido y con capaci­
facilitar su m o liend a. La purificación de fa
dad de sobrevivir en sitios muy secos, que
gom a se hizo por suspensión de la m uestra
produce gom a fácilm ente.
(1 0 0 ,3 g) en agua destilada (3 3 4 3 mi) duran­
L as g o m as o e x u d a d o s g om osos son
te 24 h. S e filtró a través de g asa y papel
hidrocoloides que tien en am plia aplicación
W hatm an N° 41; se dializó en tubos de celo­
industrial (Klose and Glicksman, 1975; León
fán S p e c t r a / P o r m olecularporous m em brane,
de Pinto, 1979). S e han publicado fas carac­
Fisher Scientific) contra agua de chorro circu­
terísticas fisicoquímicas de la gom a produci­
lante por 4 8 h para elim inar im purezas de bajo
da por cinco especím enes venezolanos (León
peso molecular y finalm ente, se obtuvo el poli-
de Pinto y Ludovic de Corredor, 1 9 86 ) y de
sacárido puro (2 9 ,4 g) por liofilización.
una m uestra colectada en C osta Rica (Anderson e t a i ., 1990). Recientem ente se publi­
Métodos generales
caron los rasgos estructurales de este polím e­
ro (León de Pinto et ai.. 1994a).
E ste tra b a jo co m p ara fas p ro pied ad es
Los métodos analíticos usados en el es­
tudio de los exudados gomosos se han publi­
físico-químicas de la gom a de E. cyciocarpum
cado previam ente (M artínez e t ai., 1992). El
con las reportadas para la gom a de Acacia
exudado gomoso de cada espécim en se a n a ­
senegai. Esta comparación puede servir como
lizó separadam ente. La determ inación de ni­
incentivo para la aplicación industrial de la
trógeno se llevó a cabo en un analizador e le ­
gom a estudiada.
mental Perkin-Elm er. La rotación específica,
en m e d io a c u o s o , s e d e te r m in ó en un
polarímetro A t a c o P o l a x - D . La medida de la
MATERIALES Y MÉTODOS
viscosidad intrínseca (m l/g) se (levó a cabo
por el m étodo isoiónico en un viscosím etro
Ubbelohde (Uribe y Mehrenberguer, 1980). La
Origen. Colección y purificación de la
muestra
composición catiónica de la ceniza de la gom a
La gom a en estudio provino de 5 espe­
nó, posterior a la hidrólisis con H 2S 0 4 0 .5 M .
se determinó por espectroscopia de AA.
La composición de azúcares se determ i­
cím enes del Sector "Los Olivos” y 1 espéci­
El hidrolizado se neutralizó con carbonato d e
m e n d e l S e c to r “L a L im p ia " , M u n ic ip io
bario, filtró y se redujo a pequeño volum en.
Maracaibo, Zulia, V enezuela. La gom a se co­
La separación cromatográfica se hizo en p a­
lectó durante el primer trim esire de 1990 (pe­
pel W hatm an (N° 1 y 3 M M ) con la ayuda d e
riodo no lluvioso). La especie fue debidam en­
ios sistem as apropiados de solventes (v/v);
te clasificada por el Dr. G eorge S. Buntin, Ins­
a) ácido acético, acetato de etilo, ácido fórmi­
co, agua (3:18:1:4); b) benceno, 1-butanol,
piridina, agua (1:5:3:3, capa su p erio r); c )
tituto del Jardín Botánico, Maracaibo, Vene­
zu e la .
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etanoi, ácido cllorhidrico (0.1 M ), i -butano!
disolución. Este parám etro se evaluó en go­
(1 0 :5 :1 ). Antes de usar el solvente (c), los
mas colectadas una sem ana después de la
papeles se sumergieron en una solución 0.3
práctica de la herida y en gom a expuesta al
M de ortofosfato dibásico de sodio y se seca­
sol por un tiempo superior a los 15 dias.
ron ai aire. S e com paró el com portam iento
de los monosacáridos con patrones auténti­
cos. S e usó com o revelado r clorhidrato de
Preparación del polímero de
autohidrólisis
anilina en una m e zcla de 2 -p ro p an o i-ag u a
(1:1). La cuantificación de ios azúcares se hizo
La gom a original (1 ,0 g), muestra 2, co­
por el m étodo del fenol-sulfúrico (Dubois et
lectada en el Sector La Limpia, se disolvió en
ai.. 1356).
agua destilada (8 7 ,5 mi) y se colocó en baño
La identificación de tos taninos conden-
de M aría durante 120 h. S e diaiizó en agua
s a d o s se h izo p or ad ició n d ire c ta d e los
destilada (24 h), para colectar e identificar ios
reactivos de Porters (Porter, 1383).
monosacáridos removidos durante el proce­
so, y luego contra agua de chorro circuíante
Productividad de la goma
(48 h) para asegurar fa eliminación de los com­
puestos de bajo peso moiecuiair. El diaiizado
La productividad de ia gom a se evaluó
en agua destilada de alícuotas tom adas du­
en dos especím enes ubicados en el Sector
rante el proceso de fa preparación se redujo
“Los Olivos", M aracaibo. Venezuela. S e de­
en volumen y se analizó por crom atografía de
term inó el rendim iento de ia gom a (g /m es/
papel. El polímero resultante del proceso de au­
espécim en) en un período no lluvioso (M ayo,
tohidrólisis se obtuvo por liofilización (0,73 g).
Junio. Julio y Septiem bre de 1334) y se esti­
muló su producción m ediante la práctica de
una herida por árbol a nivel del tronco, la cual
se removió sem analm ente. La gom a exudada
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
se colectó cada sem ana; se pesó y alm ace­
nó, a tem peratura am biente, en un recipiente
seco y cerrado herm éticam ente.
E n te ro lo b iu m c y c lo c a r p u m , e s p e c ie
autóctona, produce gom a en cantidades apre­
ciables; el rendim iento p rom edio p ara dos
Solubilidad
especím enes, ubicados en un área cercana,
que recibían riego regularm ente, fue relativa­
S e p rep araro n soluciones ac u o s as de
m ente elevado (11-14 g/m e$/espécim en, Ta­
g om a cruda (1 -6 % ), previam ente molida, a
bla 1). La productividad de gom a observada
tem peratura am biente y con agitación m ecá­
para esta especie es alta sii se considera que
nica y se midió el tiem po requerido para la
la exudación se estim uló por la práctica de
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León
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P into er al.
Uso potencial de la goma de tnieroloblum cydocarpum
una herida en especím enes que no tenían las
tenido de ceniza podría atribuirse a los óxi­
condiciones adversas (limitación de riego, ele­
dos de los m etales que neutralizan los ácidos
vación de terreno, múltiples heridas y suelos
uránicos constituyentes del polisacárido y a
pobres) que coadyuvan a la producción de la
otras im purezas capaces d e form ar óxidos.
gom a. S e ha reportado para la A cacia senegal
La m uestra 4, obtenida por purificación de la
una productividad de 2 kg/año, pero en con­
gom a cruda alm a ce n a d a por 6 m eses, pre­
diciones adecuadas y por la estimulación múl­
senta parám etros analíticos com parables a las
tiple de varias heridas por árbol.
otras tam bién puras, obtenidas de gom as cru­
La gom a contiene galactosa, arabinosa,
das sin alm acenar, es decir, de los polím eros
ram n osa, ácido glucurónico y su 4 -0 -m e til
recién exudados. La poca variación observa­
derivado, (Tabla 2). El estudio comparativo de
da en los parám etros analíticos de las m ues­
los datos analíticos de la gom a pura, obteni­
tras cruda y purificada sugiere que la especie
da del polímero sin alm acenar, m uestras 1 y
exuda un polím ero b ásicam ente constituido
2, no mostró diferencias analíticas significati­
por el polisacárido, el cual experim enta po­
vas, como se esperaba, porque provienen de
cas variaciones en sus propiedades si se al­
árboles que han crecido en áreas cercanas
m acena en un recipiente seco, herm ético y a
que tienen el mismo tipo de suelo. Por otra
tem peratura am biente (2 5 °C ).
parte, la gom a cruda (sin purificar), alm ace­
La estabilidad de la estructura del polím e­
n ad a por seis m e se s, (m u estra 3 ), exhib e
ro se corroboró con la preparación del polím e­
parám etros analíticos com parables a los an­
ro de autohidrólisis (7 3 % ) a partir de la m ues­
teriores, a excepción del m ayor contenido de
tra 2. La composición de azúcares de este po­
ceniza y la presencia de taninos. El aiio con*
lím ero y de la gom a original no tiene variacio-
rabia 2. Datos analíticos de las gomas de tmteroiobium cydocarpum y Acacia senegal.
Anatitícal data ofEnteroloblum cyctocarpurp and Acacia senegal.
Los datos analíticos, corregidos por humedad, corresponden a las gomas puras obtenidas de gomas crudas sin
almacenar (1.2); goma cruda (3) almacenada por seis meses, goma pura (4) obtenida de (3) y el polímero de
autohidrólisis (5) obtenido de (2). Los datos de la muestra (1) son valores promedio de cinco especímenes.
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nes significativas desde el punto de vista a n a­
nes (1-6 % ) con agitación m ecánica en un tiem­
lítico, (Tabla 2). Esta poca variación es un in­
po relativam ente corto (40 min). S e observó
dicador de la estabilidad del polímero, como
que la solubilidad disminuye apreciabiem en-
se evidenció por la presencia, como trazas,
te, si la gom a, después de exudada, se expo­
de ram nosa y arabinosa, en el análisis del
ne al sol por un tiem po superior a ios 15 dias.
dializado en agua destilada de alícuotas to­
Este hecho podría estar asociado a procesos
m adas durante el proceso de preparación del
de postpolimerización, los cuales se favore­
m ism o .
cen en fas condiciones drásticas (aita tem pe­
La mayoría de los parámetros analíticos
ratura y am bientes secos).
de las muestras venezolanas de E. cyclocarpum
La gom a aráb iga, hidrocoloide de gran
no difieren apreciablem ente de ios valores pu­
aplicación industrial, es m ás soluble que la
blicados de la gom a úe Acacia senegal (“goma
gom a de E. cyciocarpum , pero la aita viscosi­
arábiga") (Anderson and W eiping, 1980). La
dad de ésta perm ite lograr el efecto deseado,
viscosidad limite de la gom a en estudio es
en una industria d eterm inada, con un peso
m ayor que la exhibida por la “goma arábiga".
mínimo de muestra.
El estudio reológico de las dispersiones acuo­
La composición catiónica de la ceniza de
sas de las gom as de E. cycio ca rp u m y A.
la gom a de E. cyciocarpum , Tabia 3, muestra
senegal indica que su comportamiento se hace
aitos contenidos de calcio, m agnesio y sodio,
eq u ivalen te a concentraciones de 0 ,7 5 % y
como se ha reportado para la “gom a arábiga"
20 % , respectivam ente (Avila de Avila et al.,
(Anderson and W eiping, 1 9 9 0 ) y para otros
polímeros afines (Anderson e t a i, 1990; León
1994).
Los estudios de solubilidad en agua de­
de Pinto e t ai., 1994b). El bajo contenido de
mostraron que se pueden preparar solucio­
taninos y la ausencia de plomo son interesan-
Tabla 3. Composición catiónica de la ceniza de las gomas de Enteroloblum cyciocarpum y Acacia sonogal.
Cationic composition ofthe ash from Enteroloblum cyclocarpum and Acacia sonogalgum exudates.
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León
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Uso potencial de la goma de Enterolobium cyclocarpum
et al.
tes para su uso en ia industria aiim entaria y
en iá tecnología farm acéutica. R ecientem en­
te, se han obtenido resultados halagadores
con la gom a en estudio relativos a su capaci­
dad estabiiizadora de em ulsiones en sistemas
heterogéneos (Avila de Avila e t a l ., 1994). Las
investigaciones realizadas en otras gom as de
fácil obtención (M artín ez e t al., 1992; León de
Pinto e ta l., 1993a; León de Pinto e t al., 1993b;
León de Pinto e t al., 1993c; León de Pinto et
al., 1994 b ) y la dem anda industrial de estos
hidrocoloides justifican el aprovecham iento
racional de estos recursos naturales.
Co nc LU .iON e S
L a s c a ra c te r ís tic a s d is c u tid a s d e E.
cyclocarpum son interesantes para ensayar su
aplicación en industrias que consumen goma
com o m ateria prima. La facilidad de propa­
gación de la especie estudiada en sitios muy
secos (Aristeguieta, 19 73 ) y su capacidad pro­
ductora de g om a son factores im portantes
para que se desarrollen estrategias que facili­
ten su uso. Por otra parte, esta especie se
podría aprovechar para propósitos de refores­
tación y como fijadora de nitrógeno del suelo.
G - De C '
nt
.Sis
Los autores expresan su agradecim iento
al Consejo de Desarrollo Científico y Hum a­
nístico (C O N D E S ), U n iversid ad del Z u lia,
M aracaibo, V enezuela, por el financiamiento
recibido para el desarrollo de las investiga­
ciones sobre exudados gomosos de especies
au tó cto n a s y/o a lta m e n te d is e m in a d a s en
V enezu --u l
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