Caracterización química multifactorial de miel en relación a la infección por Nosema ceranae en abejas, actividad antimicrobiana y origen geográfico del producto

Abstract

Hoy en día existe una creciente preocupación mundial por la disminución sostenida de las abejas melíferas (Apis Mellifera). La desaparición inexplicable de estas en un corto plazo de tiempo se ha denominado “Síndrome de Colapso de Colmena”, entre cuyas causas estaría el parásito microsporideo Nosema ceranae al producir un estado de inmunidad deprimida a nivel individual y social (colmena). La inmunidad social se asocia a sustancias que las abejas generan en sus glándulas hipofaríngeas y que depositan en los productos destinados a la alimentación de la colmena como la jalea real y la miel. Entre estos compuestos están el péptido antimicrobiano defensina-1 y la enzima glucosa oxidasa (GOX) y cuya producción se ve alterada por la infección con Nosema spp. Por tanto, la miel es una solución saturada de azúcar que contiene además una mezcla compleja de proteínas, aminoácidos, compuestos fenólicos, etc.; provenientes tanto del néctar de flores ubicadas en el entorno geográfico de las colmenas, como del metabolismo de las abejas, siendo así un reflejo de este. Consecuentemente, esta memoria plantea que el análisis multifactorial de algunos parámetros físico-químicos relevantes de la miel permitirá establecer relaciones con la presencia de N. ceranae en las abejas que la produjeron, con su actividad antimicrobiana y/o con su origen geográfico. El objetivo central del trabajo fue caracterizar mieles de diferentes regiones del país mediante sus contenidos de prolina, actividad de GOX, defensina-1 y compuestos fluorescentes y establecer las citadas relaciones. Se implementaron y aplicaron de manera satisfactoria métodos para la determinación de prolina, acumulación de H2O2 (evidencia de la actividad de GOX) y presencia de defensina-1 en mieles de la VI y X regiones del país; basados en espectroscopía UV-visible y calibración de orden cero y primer orden. Para estos últimos se obtuvieron límites de cuantificación diez veces menores que para los de orden cero. Los contenidos de prolina en las mieles (224 a 694 mg/kg) fueron mayores al mínimo indicado por las normas para considerarla como genuina, auténtica y madura (180 mg/kg). La acumulación de H2O2 fluctuó desde no detectada y 381 μg por cada 100 g de miel por hora. La determinación del contenido de péptidos antimicrobianos se realizó sólo en las muestras de la X Región, ya que en estas se determinó además su actividad antimicrobiana; obteniendo valores entre 16,6 y 25,9 mg/kg. Por otra parte, los perfiles de fluorescencia total de las mieles analizados mediante resolución multivariada de curvas (MCR), presentaron cuatro componentes asignados a aminoácidos aromáticos (principalmente triptófano), riboflavina, compuestos fenólicos y productos de las reacciones de Maillard. El análisis de componentes principales (PCA) de los parámetros obtenidos para mieles de la VI Región (prolina, áreas relativas de los cuatro componentes fluorescentes, acumulación de H2O2 y presencia de N. ceranae en las abejas) mostró una relación directa entre la presencia de la infección y la acumulación de H2O2, lo cual indica que la infección incrementaría la producción y/o actividad de GOX. La variabilidad observada para los demás parámetros se debe principalmente al tipo de alimentación y al entorno en el que se desenvuelve la abeja, por lo que permitieron una clasificación inicial de las mieles por su origen geográfico. Por su parte, el PCA de los parámetros obtenidos para las mieles de la X Región (los antes indicados más concentración de defensina-1 y actividad antimicrobiana) mostró una relación directa entre la actividad antimicrobiana, la cantidad de defensina-1 y la acumulación de H2O2 en la miel; lo que indica que ambos factores contribuyen de manera significativa y complementaria a su actividad antimicrobiana, donde el primero tiene acción sobre bacterias Gram positiva con efectividad variable, mientras que el H2O2 es de “amplio espectro” sobre otras bacterias

Today there is a growing global concern about the steady decline of honeybees (Apis Mellifera). The unexplained disappearance of these in a short period of time has been called “Colony Collapse Disorder”, among whose causes would be the microsporidea parasite N. ceranae to produce a state of immunity depressed at individual and social level (hive). Social immunity is associated with substances that bees produce in their hypopharyngeal glands and placed in products intended for feeding of the hive as royal jelly and honey. Between these compounds are the antimicrobial peptide defensin-1 and the enzyme glucose oxidase (GOX) and whose output is altered by infection with Nosema spp. Therefore, honey is a saturated sugar solution also contains a complex mixture of proteins, amino acids, phenolic compounds, etc.; both from the nectar of flowers located in the geographical environment of the hive, like bees metabolism, thus being a reflection of this. Consequently, this report proposes that the multifactorial analysis of some relevant physico-chemical parameters of honey will establish relations with the presence of N. ceranae on bee that produced it, with its antimicrobial activity and/or geographical origin. The main objective of the study was to characterize honeys from different regions of the country through its contents proline, GOX activity, defensin-1 and fluorescent compounds and establish these relationships. They were implemented and applied satisfactorily methods for determining proline, accumulation of H2O2 (evidence of GOX activity) and presence of defensin-1 in honeys of VI and X regions; based UV-visible spectroscopy and calibration of zero order and first order. For the latter limits of quantification obtained were ten times lower than for zero order.