EXTRACCIÓN Y BENEFICIO DEL POLEN CORBICULAR DE LA ZONA ALTOANDINA DE BOYACÁ (COLOMBIA) REMOVAL AND BENEFICIAL CORBICULAR BEE POLLEN FROM ANDEAN ZONE AT HIGH LANDS MOUNTAINS IN BOYACA (COLOMBIA) 1*

Hernández, A.J.; Reyes, M.C.; Osorio, P.M.; Salamanca, G.G. 1

Grupo de Investigaciones Mellitopalinológicas y Propiedades Fisicoquímicas de Alimentos Facultad de Ciencias Departamento de Química Universidad del Tolima. Barrio Santa Helena Parte Alta. A.A. 546 – Ibagué. Tolima. Colombia *Email: [email protected] RESUMEN El polen es un producto natural de gran demanda en el mercado de los productos naturales, gracias a sus propiedades nutricionales y terapéuticas. En este trabajo se han evaluado las condiciones de extracción y beneficio de polen corbícular cosechado en la zona altoandina de Boyacá (Colombia). Se ha registrado la ubicación geográfica y la trayectoria del polen de 45 instalaciones apícolas que reúnen 572 colmenas y tres sistemas de procesado desde la zona de beneficio hasta su estabilización por secado. Se consideraron las operaciones de mantenimiento de cada uno de los apiarios, siguiendo los criterios de calidad de buenas prácticas de producción. El producto aporta fibra cruda entre 2.01 y 4.70 %p/p de polen seco; proteina 10.6 a 19.7 % p/p, dependiente de la zona de cosecha y de la flora dominante, el producto beneficiado asi como las cargas que lo componen exhiben carácter ácido 204 a 278 meq/Kg, con pH´s de 5.32 a 5.70; el aporte energetico deriva del contenido de azucares totales y reductores entre ellos sacararosa, fructosa y glucosa, pero tambien de los lipidos, costituidos por la fraccion de carotenos, xantofilas, acidos grasos saturados 33.2% del total y 66.3% de insaturados. Se destaca el contenido de minerales y vitaminas. La calidad final del producto esta en funcion del sistema de beneficio, condicion que demanda la implementacion de un proceso trazable, con valoracion de las propiedades fisicoquímicas y la estabilidad microbiológica del polen en virtud del sistema instalado. La limpieza y tamizado final proporcionan los principales atributos al producto que en la zona de estudio es multifloral con cargas compuestas hasta de seis tipos distintos de polen, correspondientes a flora nativa. El trabajo realizado contribuye a un modelo trazable de extracción y beneficio de polen corbícular propendiendo por la inocuidad del producto y salud de los consumidores. Palabras claves: Agroindustria. Alimentos funcionales. Polen. Producción apícola. Seguridad alimentaria ABSTRACT Pollen is a natural product of high demand in the market for natural products, through its nutritional and therapeutic properties. In this paper we have evaluated the conditions of removal and benefical corbicular bee pollen from Andean zone at high lands mountains in Boyacá (Colombia). The location and path of pollen from 45 facilities 572 qualifying bee hives and three processing systems from benefit area until their stabilization by drying. We considered the maintenance of each the hives, depending on the harvest area and the dominant flora, the product will benefit as well as charges that make up character display 204 to 278 (meq acid/kg), pH's of 5.32 to 5.70, the energy intake derived from the contents of total and reducing sugars including sacararosa, fructose and glucose, but also of lipids, constituted the fraction of carotenoids, xanthophylls, saturated fatty acids 33.2% and 66.3% of the total of unsaturates. The final product quality depends on the benefit system, condition that requires the implementation of a traceable process, with evaluation of the physicochemical and microbiological stability of pollen under the installed system. The final cleaning and sieving to provide the main product attributes in the study area is composed multifloral loads of up to six different types of pollen for native flora. The work contributes to a traceable model of pollen extraction and corbicular tending the product safety and consumer health.

Keywords: Agroindustrial. Functional foods. Pollen. Beekeeping. Food safety.

INTRODUCCIÓN El polen, es un producto natural, generado a partir de las anteras de las flores de las plantas superiores, considerado como alimento de alto valor biológico, por su aporte en proteínas, vitaminas y minerales; el polen corbícular corresponde a un aglomerado de granos de polen de diferentes fuentes botánicas, que son recogidos por las abejas y al que le han adicionado néctar y secreciones de las glándulas hipofaríngeas entre ellas la enzima β-glucosidasa; se le considera una buena fuente nutricional, beneficiosa para la salud, debido a la presencia de compuestos fenólicos con propiedades antioxidantes (Serra y Gonell-Galindo, 1986; Serra y MartiI, 1987; Munitaegui, et al., 1993). El producto se ha posicionado en mercado selectivo entre los consumidores de productos naturales en virtud a sus propiedades funcionales, se emplea como suplemento en alimentación humana, cosmetología y en procesos terapéuticos. Es un regulador del equilibrio orgánico, estimulante del crecimiento y regulador de funciones vitales (Kroyer y Hegedus, 2001; Campos, et al., 2003; 2008; Almeida-Muradian, et al., 2005; Marchini, et al., 2006). El análisis de los componentes estructurales del polen lo posicionan como un alimento tipo II, es decir aporta todos los aminoácidos esenciales, (Serra y Escolá, 1997; Serra, et al., 2001; Isla, et al., 2001; García, et al., 2001; Del Risco, 2004, Bogdanov, 2004; Leja, et al., 2007; Salamanca, et al., 2008; Salamanca et al, 2011). En la industria alimentaria el sistema de análisis de peligros y puntos de control crítico (SCPC), dentro de las actividades apícolas, constituye como un enfoque preventivo de los riesgos fitosanitarios vinculados al sistema de producción, (Bravo, 1994; Cañas y Sierra, 1997; Aranda, 1999; Baldi, 1999); la implementación del sistema representa una aproximación sistemática a la identificación, evaluación y control de los peligros asociados a la producción y manipulación de las cargas de polen (Salamanca, et al., 2002; 2008; Leja, et al., 2007; Guzmán, 2005; Briz y De Felipe, 2006; Franky, 2008). En Colombia no existen normativas para el establecimiento de valores guías y calidad del polen, el beneficio de éste producto está en función de la demanda de consumidores que han reconocido sus propiedades nutricionales; en el mercado se presentan pólenes diversos sin que se hayan establecido parámetros de calidad ni su origen biogeográfico o botánico, situación que obliga al estudio no solo de sus propiedades sino

las condiciones de beneficio bajo sistemas de calidad. El objetivo del presente trabajo se ha centrado en la evaluación de las condiciones de extracción y beneficio de polen corbícular colectado en la zona altoandina de Boyacá, desde su origen biogeográfico hasta su comercialización bajo estándares de calidad y buenas prácticas de producción. MATERIALES Y MÉTODOS Se ha evaluado el sistema apícola productivo para el beneficio del polen en las principales zonas apícolas en el departamento de Boyacá, tras la implementación de elementos de buenas prácticas de producción (BPP) y el desarrollo del sistema de control y puntos críticos (SCPC). Los registros de posicionamiento global se identificaron a través de GPS Garmin-Etrex™. La zona de estudio: el trabajo se extendió a los entornos rurales de diferentes municipios con incidencia en bosques de cliserie en la zona altoandina de Boyacá (5º 47´67´´LN y 72º 44´49´LO; 6º 03´62´´LN y 73º 11´17´´LO), entre 2213 y 3100 msnm en las localidades de Belén, Cerinza, Duitama, Firavitoba, Nobsa , Paipa, Paz del Rio, Santa Rosa, Sotaquirá, Tibasosa, Toca, Tutazá y Viracacha, realizando visitas a las áreas de producción en las zonas biogeográficas, considerando área, perímetro, número de colmenas, parámetros agroclimáticos y condiciones productivas para el sistema instalado de beneficio del polen. Proceso de secado: La operación de secado se realizó en un sistema tipo armario (1.50x1.20x0.80 m; alto x largo x profundidad), con 62 bandejas (0.023 x 0.46 x 0.69 m profundo x ancho x largo. El peso medio de las bandejas se mantuvo en 1.0 Kg; la malla usada fue de 0.05 mm en acero inoxidable. La capacidad nominal como lecho de secado 0.90 Kg. Las mediciones de humedad relativa (HR) y temperatura se realizaron con un higrotermómetro tipo Extech RH101. Se monitorearon los cambios térmicos en los lechos de secado usando zonda USBN-TC01 de National Instruments, acoplada a un PC Lenovo R61i. Parámetros fisicoquímicos: Se realizaron determinaciones analíticas siguiendo las directrices de la A.O.A.C. Se consideraron los parámetros sensoriales de color (guía universal PANTONE 747XR), así como los análisis para humedad,

actividad de agua (aw), pH, acidez total, conductividad, proteína, extracto etéreo total, fibra cruda, contenido de cenizas, minerales y perfil de ácidos grasos. Análisis Estadístico. Los resultados obtenidos en las caracterizaciones de las zonas de producción y beneficio, las valoraciones analíticas de las muestras de polen fueron tabuladas y evaluadas haciendo uso del paquete Statgraphics Centurión TM XV 15.2.06 RESULTADOS Y DISCUSIÓN La producción de polen en el entorno biogeográfico de Boyacá ofreció un potencial importante desde el punto de vista económico para los apicultores de la zona de estudio, donde predominaron distribuciones de tipo escalonado y diverso en vegetación, dependiente de la posición altitudinal y latitudinal en bosque de cliserie basal propio de bosque seco montano y premontano bajo. El uso de trampas caza polen es imperioso, en las cuales el diseño permitió la retención del polen entre el 80 y el 90% de la colecta diaria, (Salamanca, et al., 2008, 2010). El sistema climático asociado a la zona, es bimodal. La oferta floral comienza una vez finalizados los periodos de lluvia, por lo cual la actividad apícola es para los meses de Febrero, Junio-Agosto y Diciembre; en Junio y Diciembre se tienen periodos óptimos (Figura 1). La cosecha de polen en la zona de estudio, es semanal dependiendo de las condiciones de entorno y la oferta floral según sea la fenología de las especies en el tiempo. La producción igualmente depende de las zonas y tipo de trampa. Las cosechas oscilan entre 35.4 a 48.9 Kg/polen colmena año (Figura 2). El polen es colectado de 15 a 23ºC y velocidades de viento del orden de 17 Km/h y una actividad de pecoreo media de 33.8 Km/ h. 6,5

Figura 2. Promedio de polen corbícular cosechado anualmente en municipios de Boyacá. Sistema de beneficio: El producto en la zona de estudio, es colectado haciendo uso de un sistema de trampas, constituidas por rejilla horizontal con malla de 4.5 mm, bajo ésta, un tamiz horizontal con mallas de 3 mm, deja pasar el polen a un cajón que lo recoge. Las trampas usadas para recoger el producto se acoplan a colmenas tipo Langstroth, dispuestas bajo una cámara cría de 46.5x38x24 cm. La recolección del polen se realizó con intervalos de 7 a 10 días. En la figura 3 se ilustra el sistema de beneficio; las secciones indicadas como PCC, revisten especial interés en virtud a la aparición de peligros importantes para la seguridad del polen desde el punto de vista biológico, principalmente por la incidencia de agentes microbiológicos de de significación alimentaria. Topografía

Vegetación

Viento

Temperatura

Proceso productivo

Área geográfica Trampa caza polen

Instalación de colmenas Manejo y alimentación

Limpieza de la trampa

Recolección

PCC Melazas PCC

Recepción Conservación en frio Secado

PCC

6,0

PCC

Kg Polen /mes

5,5 5,0

Envases esterilizados

4,5

Tamizado y limpieza Envasado y etiquetado

Pellets -Polvillo PCC

Almacenamiento

4,0

Distribución y comercialización

3,5 3,0

Proceso de Beneficio

PCC

Consumidor

2,5 E

F

M

A

M

J

J

A

S

O

N

D

Meses Tuta

Tibasosa

Cerinza

Paipa

Figura 1. Perfil para la cosecha de polen en algunos municipios de la campiña de Boyacá.

Figura 3. Sistema de beneficio del polen corbícular incluidos los puntos críticos de control. Operaciones de secado y tamizado: El polen se colecta entre 15 y 23ºC, se somete a secado para

su estabilización por reducción del contenido de humedad. La pérdida de humedad osciló entre 9.20 y 16.6%, donde la actividad de agua (aw) se redujo desde 0.672 y 0.740 hasta 0.40, en una operación de disminución de humedad a 45°C. La fracción húmeda final en pólenes que fueron tratados para deshidratación se comprendió entre 4.20 y 5.48% (aw 0.312 a 0.380); el análisis granulométrico a través de tamizado se agrupó en tres tipos de partícula de 2.8/2.0 mm (67%), 2.0/1.4 mm (31%) e inferiores a 1.4 mm (1.1%). Propiedades fisicoquímicas: Las muestras analizadas presentan un contenido medio de proteína del orden de 18.3%; lípidos 3.30; cenizas hasta 2.80%; la humedad es variable dependiendo de las condiciones predominantes en el área de colecta 21 a 23%, la conductividad igualmente varia con las condiciones del entorno y desde 1.80 a 2.5 mS/cm. Los grados °Brix entre 6.3 y 9.0; las cargas de polen son de carácter ácido (pH 4.90 a 5.20), acidez total de 204 a 278 (meq/Kg). La fibra dietética insoluble de 13.7; los azúcares reductores totales 32.7%; fructosa y glucosa 13.5 y 17.6 g/100 g; los ácidos grasos saturados 33.2 % (C8, C10, C12, C14, C16, C18, C20); insaturados 66.3 % (C14:1, C16:1, C18:1, C18:2, C18:3). El contenido de proteína, le confiere al polen un alto valor biológico, el contenido de minerales y la reducida fracción grasa lo convierten en un alimento deseable para alimentación humana. En la tabla 1 se recogen algunos parámetros fisicoquímicos del producto. Tabla 1. Análisis proximal de muestras de polen seco para algunas zonas de estudio. Parámetros

Tutazá

Paipa

Sotaquirá

Paz del Río

pH

5.70±0.20

5.32±0.03

5.50±0.30

5.50±0.16

Conductividad

1.47±0.10

1.43±0.08

1.41±0.09

1.40±0.10

TCD

0.73±0.55

0.72±0.04

0.71±0.04

0.70±0.06

Acidez

239.2±18.8

278.0±35.1

227.5±17.0

204.3±14.9

Azucares Totales

59.7±2.70

59.2±1.40

58.9±3.20

59.3±1.30

Cenizas

2.30±0.30

1.86±0.20

2.20±0.28

1.90±0.13

Proteína

19.70±2.30

10.60±0.72

16.20±3.38

15.83±0.50

Extracto etéreo

2.60±0.13

2.80±0.10

2.85±0.11

2.48±0.30

Tabla 2. Composición mineral media de cargas de polen seco para algunas localidades de la zona de Boyacá Parámetros Calcio Cobre Fosforo Hierro Magnesio Manganeso Potasio Sodio Zinc

Tutazá 43.2 1.72 154 223 8.24 7.45 510 231 16.7

Cerinza 44.8 1.16 201 257 9.16 8.20 513 211 31.1

Firavitoba 43.9 1.28 163 278 8.78 8.02 508 225 25.4

Paipa 42.4 1.63 194 246 9.76 8.79 497 207 27.5

*mg/100g en base seca

CONCLUSIONES Se han evaluado la condiciones de extracción y beneficio del polen corbícular colectado por las abejas en la Zona altoandina de Boyacá, la estabilización del producto requiere de un proceso de secado hasta reducir el contenido de humedad a niveles seguros. El trabajo se plantea como una directriz en relación al manejo del polen fresco y seco desde su beneficio, hasta su posible transformación mediante la aplicación del sistema de control y puntos críticos, con la utilización eficaz de los recursos técnicos y económicos disponibles en las empresas. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Baldi, B., Grasso, C., Chavez, P. S. y G. Fernández. (2004). Caracterización bromatológica del polen apícola argentino. Revista Ciencia, Docencia y Tecnología 29:145-181. Año XV. Bogdanov, S. (2004). Quality and estandar of pollen and beewax. Apiacta 38: 334-341. Briz, J. y I. De Felipe. (2006). Consumo y seguridad alimentaria: Evolución y tendencias. Universidad Politécnica de Madrid. En web: http://www.itagra.com/documentos/08.pdf. Del Risco R, C. (2004). Polen-Pan De Abejas: Composición, Nutrición, Acción En La Salud Humana Y Microbiología, Cuba. García, M., Pérez-Arquillue, C., Juan, T., Juan, M. I. y A. Herrera. (2001). Note: Pollen analysis and antibacterial activity of Spanish honeys. Food Science and Technology International, Vol. 7, No. 2, Pp. 155-158. Isla, M. I., Moreno, M. I. N., Sampietro, A. R. y M. A. Vattuone. (2001). Antioxidant activity of Argentine propolis extracts. Journal of Ethnopharmacology, Leiden, Vol. 76, No. 2, p. 165-170. Leja, M., Mareczek, A., Wyzgolik, G., KlepaczBaniak, J. y K. Czekonska. (2007). Antioxidative properties of bee pollen in selected plant species. Food Chemistry, Oxford, v. 100, n. 1, p. 237-240. Marchini, L. C., Reis, V. D. A. y A. C. Moreti. (2006). Composição físico-química de amostras de pólen coletado por abelhas africanizadas Apis mellífera (Hymenoptera: Apidae) em Piracicaba, Estado de São Paulo. Ciência Rural, Santa Maria, v. 36, n. 3, p. 949-953. Munitaegui, S., Sancho, T., Terradillos, L., Hidobro, J. y J. Simal-Lozano. (1993). Composición del polen apícola. Vida Apícola 59: 44-48. Salamanca, G. G., Pérez, R. y E. Vargas. (2008). Origen botánico propiedades fisicoquímicas microbiológicas del polen colectado en algunas zonas apícolas de la campiña de Boyacá. II

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