producto nopal

7/31/2019 producto nopal

1/113

Utilizacin agroindustrialdel nopal

BOLETNDE SERVICIOS

AGRCOLASDE LA FAO

162

ISSN 1020-4334


2/113

Fotografa de la cubierta:Venta de tunas en Marruecos. E. Chessa/Italia.Cosecha de nopalitos en Mxico. A. Rodrguez-Flix/Mxico.


3/113

ORGANIZACIN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACINRoma, 2006

Utilizacin agroindustrialdel nopal

porCarmen SenzAutora principal

y

Horst BergerJoel Corrales GarcaLjubica GallettiVctor Garca de CortzarInocencio HigueraCandelario MondragnArmida Rodrguez-FlixElena SeplvedaMara Teresa Varnero

Coautores

Roberto Cuevas GarcaEnrique Arias JimnezCoordinadores tcnicos

Cadmo RosellEditor tcnico

Servicio de Tecnologas de Ingeniera Agrcolay Alimentaria (AGST) con la colaboracinde la Red Internacional de Cooperacin Tcnicadel Nopal (FAO-CACTUSNET)

BOLETNDE SERVICIOS

AGRCOLASDE LA FAO

162


4/113


5/113

iii

ndice

Agradecimientos x

Prlogo xi

Prefacio xiii

Siglas xv

1. Los nopales como recurso natural 1

Antecedentes 1

Origen y distribucin de los nopales 2

Los nopales como recurso natural 3

Tipos y caractersticas de Opuntia spp. 4

Distribucin de la planta y consumo en distintos pases 5

Descripcin general 5

2. Caractersticas y composicin qumica de los nopales 7

Descripcin de la planta 7

Caractersticas generales de las especies 8

Composicin qumica de las diferentes partes de la planta en diversosestados fisiolgicos 9

Valor nutritivo y propiedades funcionales de frutas y cladodios 13Caractersticas tecnolgicas y procesos de transformacin 16

Potencial de la utilizacin integral del nopal 17

3. Operaciones de campo para la utilizacin de los nopales 23

Produccin 23

Manejo de poscosecha 28

Almacenamiento y transporte 30

4. Utilizacin de los frutos del nopal en productos alimenticios 35

Sistemas de conservacin de alimentos 35

Descripcin general de productos a partir de frutos del nopal 37

Frutas frescas 38

Jugos, bebidas y concentrados 40

Productos congelados 43

Productos deshidratados y confites 44

Mermeladas y geles 45

Productos fermentados 46

Calidad e inocuidad 47

Mercadeo 48

5. Uso de los cladodios del nopal en productos alimenticios 51Descripcin de los tipos de productos 51


6/113

iv

Cladodios mnimamente procesados 52

Frutos mnimamente procesados 54

Jugos y bebidas 55

Mermeladas y dulces 55

Nopalitos en escabeche y en salmuera 57

Nopalitos en escabeche 57

Nopalitos en salmuera 58

Harinas 60


Mercadeo, situacin actual y perspectivas de cada producto 63

6. Produccin de alimentos para consumo humano por la pequeaindustria 65

Descripcin de los productos 65

Requerimientos tcnicos 66Preprocesamiento 71

Remocin de espinas 72

Seleccin y lavado 74

Procesamiento de tunas 75

Procesamiento de cladodios 85

Envasado y almacenamiento 93


Comercializacin 95

Aspectos econmicos 97

7. Produccin industrial de productos no alimentarios 99

Descripcin de los tipos de productos 99

Requerimientos tcnicos 100

Colorantes de la cochinilla 101

Complementos alimenticios 105

Colorantes extrados del fruto 105

Hidrocoloides (muclagos) 106

Productos cosmticos 107

Otros productos con perspectivas 108

Envasado 110

Calidad 110

Comercializacin 111

Aspectos econmicos 112

8. Produccin de bioenerga y fertilizantes a partir de los nopales 113

Consideraciones generales 113

Manejo y almacenamiento 114

Uso como lea 115

Utilizacin de residuos de nopal en la produccin de biogs 115

Usos de residuos para lombricultura y fertilizantes 115Aspectos econmicos 118


7/113

v

9. Estudios de caso sobre la utilizacin agroindustrial de losnopales en distintos pases 121

Argentina 121

Chile 122

Eritrea 125

Estados Unidos de Amrica 126

Etiopa 127

Italia 128

Marruecos 129

Mxico 130

Per 131

Sudfrica 132

Tnez 133

Otros pases 13410. El desarrollo de cadenas y redes de valor en base al cultivo

del nopal 137

TCP/ERI/8923 Transferencia de Tecnologa del Nopal (Opuntia spp.)

Produccin y Utilizacin 137

TCP/ETH/2901-3002 Produccin y Utilizacin del Nopal (Opuntia

ficus-indica) en el Tigray 138

Pautas para la utilizacin agroindustrial de los nopales 139

El potencial del desarrollo del cultivo del nopal 139

Parmetros y extensin del enfoque 143

Ejemplo de un programa para el desarrollo del nopal y de su

agroindustrializacin 145

Bibliografa 149

Anexo Sitios web de inters 165


8/113

vi

Lista de cuadros

1. Cambios fsicos y de la composicin de los frutos de Opuntia amyclaea

durante su maduracin 9

2. Composicin qumica de la pulpa de tuna 10

3. Composicin mineral de la pulpa de tuna 11

4. Composicin qumica de pulpas de tuna 11

5. Composicin mineral de pulpas de tuna 12

6. Caractersticas promedio de 11 colectas de Opuntia xoconostle 12

7. Composicin qumica de cladodios de distintas edades 13

8. Caractersticas tecnolgicas de la pulpa de tuna 16

9. Caractersticas tecnolgicas de pulpas de tunas 16

10. Algunos productos alimenticios, subproductos y aditivos obtenidos de lastunas y los cladodios 18

11. Contenido de betalanas en distintas partes del fruto de diversas especiesde Opuntia 20

12. Clasificacin de alimentos y pH 36

13. Frmula base de lminas deshidratadas de tuna cv. Taifi 44

14. Caractersticas fsicas y qumicas de lminas deshidratadas de pulpa de tuna ymembrillo 45

15. Anlisis fsicos y qumicos de dos tipos de vinagre de tuna 47

16. Efecto del tipo de pelcula plstica sobre diferentes variables: respuesta

en nopalitos mnimamente procesados y refrigerados a 4 C y 10 C 54

17. Efecto de la temperatura sobre diferentes variables: respuesta en nopalitosmnimamente procesados despus de 15 das de refrigeracin 55

18. Etiquetado nutricional de nopalitos en escabeche comercial 58

19. Etiquetado nutricional de nopalitos en escabeche comerciales 59

20. Caractersticas de la harina de nopal 60

21. Composicin proximal del flan en polvo (g/100 g) 61

22. Caractersticas de calidad industrial de tuna y nopalito para procesamientoindustrial 67

23. Precocidad de brotacin de plantas de nopal 116

24. Anlisis de fertilidad de la capa arable del suelo utilizado en el ensayo 11725. Anlisis qumico del bioabono utilizado en el ensayo 118


9/113

vii

Lista de figuras

1. Distribucin de Opuntia spp. en el mundo 3

2. Ejemplos de produccin industrial de alimentos en base a tuna y nopalito 66

3. Diagrama de flujo para la elaboracin de mermelada de tuna 76

4. Diagrama de flujo para elaboracin de jugo de tuna 77

5. Diagrama de flujo para la obtencin de edulcorante de tuna 81

6. Diagrama de flujo de elaboracin de lminas deshidratadas de tuna 81

7. Diagrama de flujo para la elaboracin de pulpas congeladas de tuna 83

8. Diagrama de flujo para elaboracin de mermelada de nopal 85

9. Diagrama de flujo para elaboracin de confitados de nopal 87

10. Diagrama de flujo de produccin tradicional de nopalitos en salmuera 90

11. Diagrama de flujo para elaborar nopalitos en salmuera 90

12. Diagrama de flujo para elaboracin de jugo de nopal 91

13. Diagrama de flujo para obtener harina de nopal 92

14. Factores que inciden en la calidad del producto desde su ingreso a la plantaprocesadora hasta su distribucin 95

15. Obtencin de extracto de cochinilla y carmn 104

16. Diagrama de flujo para obtencin de colorante de tuna prpura 106

17. Diagrama de flujo para la extraccin de muclago de nopal 10718. Evolucin en el tiempo del porcentaje de plantas brotadas para cuatro

acondicionamientos de suelo 116

19. Efecto de los acondicionamientos de suelo sobre la produccin de materiaseca total y materia seca de races 117

20. Evolucin en el tiempo del porcentaje de plantas brotadas para cuatroacondicionamientos de suelo 117

21. Relacin entre materia seca producida y nitrgeno absorbido y entrenitrgeno absorbido y nitrgeno aplicado en el bioabono 118

22. Cadena de comercializacin de nopal basada en las instituciones yorganizaciones 143


10/113

viii

Lista de lminas

1. Diversos tipos de plantas de nopales. Chile, 2000 8

2. Tunas de diversos colores. Chile, 1998 11

3. (a) Plantacin comercial de nopalitos; (b) Tunas. Chile, 2000 26

4. Cosecha de nopalitos. Mxico, 2005. 27

5. Dao por fro en tuna cv. Bianca. Italia, 2005. 30

6-7. Tunas acondicionadas de distintas formas. Chile, 2003. 31

8. Transporte de nopalitos y tunas 33

9. (a) Licor de fico dIndia producido en Italia; (b) de O. xoconostle enMxico. Mxico. 2004. 38

10. Venta de tunas de colores en una feria de frutas. Mxico. 2003. 3911. Cladodios confitados. Chile, 1997 57

12. Nopalitos en escabeche y salmuera. (a, b, c) Mxico, 2005. (d) Mxico, 2005. 59

13. Tunas a la llegada a la planta elaboradora. Mxico, 2004. 72

14. Tipos de sistemas para el transporte de nopalitos. Mxico. 2005 y 1999. 72

15. Barrido de la tuna. Chile, 2002 y Mxico, 2004. 73

16. Desespinado mecnico de las tunas. Mxico, 2004. 73

17. Equipo mecnico para el desespinado de la tuna. Mxico, 1991. 74

18. Seleccin de las tunas. Mxico, 2004. 74

19. Desespinado (a), Mxico, 1999 y corte de nopalitos (b), Chile, 1999. 75

20. Pulpadora mecnica (a) y manual (b) para separar las semillas. Chile, 2005. 7621. Prensas para la extraccin de jugos: (a) hidrulica de marco; (b) hidrulica

de mangas, (c) filtro prensa. Chile, 2005 78

22. Pasteurizador de placas. Chile, 2005 78

23. Jugos de tunas de distintos colores. Chile, 1996. 79

24. Productos concentrados de tuna (a) Argentina, Namibia y Sudfrica.Chile. 1998 y 2002 (b) Mxico. Mxico. 2004 80

25. Deshidratador elctrico de bandejas. Chile, 2004. 82

26. Tnel deshidratador de aire forzado para elaborar lminas de pulpa de tuna.Chile, 2004. 82

27. Lminas deshidratadas de pulpa de tuna. Chile, 2003. 83

28. Mermelada de nopal con limn. Chile, 1996. 8629. Pelado, corte y trozado de pencas y productos confitados con y sin cobertura

de chocolate. Chile, 1997. 88

30. Venta de nopalitos en el mercado, nopalitos prepicados y en salmuera.

Mxico, 2001. 89

31. Producto para el desayuno en base a cereal y nopal. Mxico, 2005. 92

32. Cortado y deshidratado de nopales para elaborar harinas o polvos.Mxico, 1995. 93

33. Plantacin comercial de tuna para produccin de cochinilla. Chile, 1998. 100

34. Cosecha de cochinillas. (a y b) Chile, 2005. (c) .Per, 1999 101

35. Secado artificial de la cochinilla. Chile, 2005 102

36. Limpieza, seleccin y cochinilla seca 10237. Productos derivados de la cochinilla. (a) Chile, 2005 y (b) Chile. 1999 103

38. Tableteadora y encapsuladora. Chile, 2005. 105


11/113

ix

39. Complementos alimenticios a base de nopal. Chile, 2005. 105

40. Muclago extrado del nopal. Chile, 2001. 107

41. Champ, cremas y jabn a base de nopal. Chile, 2005. 108

42. Participantes en un taller de elaboracin de productos de tuna y nopalito.

Chile, 2005. 12343. Venta de tuna en Eritrea. Eritrea, 2003. 126

44. Algunos productos presentes en el mercado de Estados Unidos deAmrica, 2005. 127

45. Venta de tuna en mercados y puestos en calles de Mekelle. Etiopa, 2003. 128

46. Participantes en los talleres, degustan las muestras gastronmicas en basea nopal. Etiopa, 2003. 128

47. Un producto en el mercado italiano. Italia, 2005. 129

48. Venta de tunas en Marruecos. Marruecos, 2004. 130

49. Capacitacin de grupos femeninos en la preparacin de platos a basede nopal. Etiopa, 2003. 138

50. Cosecha de nopalitos en Mxico. 2004. 14151. Tunas de diversos colores. Chile, 2005 147

,


12/113

x

Agradecimientos

AGRADECIMIENTOS DE LA AUTORA PRINCIPAL

La autora desea agradecer a la Universidad de Chile y en particular a la Facultad deCiencias Agronmicas, de la cual ha recibido constante apoyo para llevar a cabo lostrabajos e investigaciones sobre Opuntia y cuyos resultados ms relevantes se presentanen esta publicacin.

Adems desea agradecer a los autores de los distintos captulos que han colaboradoen la preparacin de esta obra, pero especialmente a Elena Seplveda con quien se handesarrollado durante aos las investigaciones sobre Opuntia. Tambin desea reconocerla contribucin de numerosos estudiantes que a travs de sus Memorias y Tesis han

contribuido al mejor conocimiento de esta especie y de los procesos tecnolgicos quefacilitan su aprovechamiento.Es necesario tambin agradecer a la Organizacin de las Naciones Unidas para la

Agricultura y la Alimentacin (FAO), a travs del Servicio de Tecnologas de IngenieraAgrcola y Alimentaria y de la Red de Cooperacin Tcnica CACTUSNET-FAO,especialmente a Roberto Cuevas y Enrique Arias, por su confianza y apoyo paradesarrollar este documento.

Finalmente desea agradecer el apoyo continuo y los consejos recibidos de M. IsabelSenz y Andrea Larroucau y de todas las personas que de una manera u otra brindaronsu apoyo para la preparacin de este documento.

AGRADECIMIENTO DE LOS COORDINADORES TCNICOS

La preparacin de esta publicacin ha sido posible gracias al apoyo, dedicacin y ayudade muchas personas a quienes deseamos hacer llegar nuestro profundo agradecimiento.

En primer deseamos agradecer a Carmen Senz, autora principal y entusiastapropulsora del tema. Su dedicacin, conocimientos y experiencia contribuyerondecisivamente a hacer realidad esta obra.

Agradecemos igualmente a los coautores de distintos captulos: Horst Berger, JoelCorrales Garca, Ljubica Galletti, Vctor Garca de Cortzar, Inocencio Higuera,Candelario Mondragn, Armida Rodrguez-Flix, Elena Seplveda y Mara TeresaVarnero.

Deseamos agradecer especialmente la revisin crtica del texto por parte de DaniloMeja (FAO/AGST) y de Jess Fuentes (Universidad Autnoma Agraria Antonio

Narro, Saltillo, Coahuila, Mxico) por sus valiosos comentarios y contribucin almejoramiento del texto final.Del mismo modo deseamos agradecer el apoyo permanente recibido por parte de

Shivaji Pandey, Director de la Direccin de Servicios de Apoyo a la Agricultura, deGavin Wall, Jefe del Servicio de Tecnologas de Ingeniera Agrcola y Alimentaria y deFranois Mazaud, Oficial Superior de este Servicio, por su continuo apoyo y estmulospara la realizacin de esta publicacin.

Igualmente se agradece el apoyo de Mahmoud Solh, Director de la Direccin deProduccin y Proteccin Vegetal y de Eric Kueneman, Jefe del Servicio de Cultivos yPasturas, por la contribucin tcnica de esa Direccin.

Por ltimo, pero no menos importante, se agradece enormemente la eficiente labor deedicin tcnica y de estilo por parte de Cadmo Rosell, la preparacin y formatacin deltexto final por Lynette Chalk y la asistencia administrativa de Donna Kilcawley, ClaudiaBastar, Ann Drummond y Larissa dAquilio.


13/113

xi

Prlogo

Uno de los elementos principales del mandato de la Direccin de Sistemas de Apoyo a laAgricultura (AGS) de la FAO es apoyar y mejorar el ingreso de las poblaciones rurales atravs del fomento y apoyo a las agroindustrias y de la adicin de valor a los productosprimarios, contribuyendo adems a la creacin de fuentes de empleo y a la diversificacindel ingreso, motores del desarrollo rural. El mejoramiento econmico de los agricultorespuede ser promovido por el crecimiento de sistemas agroindustriales que a travs deoperaciones comerciales eficientes y del adecuado uso de los recursos naturales puedenresponder a las demandas dinmicas de los mercados. A la vez, el mejoramiento de losprecios que obtienen los agricultores por sus productos y la captura por parte de ellos del

valor agregado contribuye a mejorar la seguridad alimentaria del grupo familiar. Por otraparte, el desarrollo de las agroindustrias promueve a su vez el desarrollo de los sectoresasociados y de la cadena de produccin y del manejo posproduccin, pasando por eltransporte, el almacenamiento, el procesamiento y la comercializacin de los productos,incluyendo los mnimamente procesados y los productos comercializados como frescos.Los mercados globalizados modernos ofrecen oportunidades para los agricultores, losprocesadores y los comerciantes con una visin innovadora de utilizacin de recursosan no aprovechados.

Dentro de este contexto, a travs de varios proyectos de campo y de actividades dela FAO en distintos pases en vas de desarrollo en las que ha participado activamenteel Servicio de Tecnologas de Ingeniera Agrcola y Alimentaria (AGST) de la citadaDireccin, en colaboracin con el Servicio de Cultivos y Pasturas (AGPC), se hademostrado la importancia del nopal (Opuntia spp.) como recurso natural y comopotencial fuente de ingresos, empleo y nutrientes. Publicaciones anteriores de la FAOdiscuten diversos temas sobre el nopal pero sin considerar la utilizacin agroindustrial.Hay muchos pases en los que este recurso natural se encuentra subutilizado y porello AGST consider importante consolidar en una publicacin informacin tcnicaindispensable para su uso industrial, tal como la composicin qumica, propiedadesfsicas, manejo posproduccin, procesos para producir alimentos para consumo humanoo para producir otros productos industriales de importancia para los mercados nacionalese internacionales, aunada con la informacin econmica correspondiente para compartirexperiencias en distintos pases. Esta publicacin puede as constituir una herramientaimportante para compartir experiencias y conocimientos sobre la utilizacin del nopal

y como medio de difusin de tecnologa, principalmente entre los pases en vas dedesarrollo.La Direccin de Sistemas de Apoyo a la Agricultura presenta este documento sobre

el uso agroindustrial del nopal con el propsito de servir como un insumo especializadopara el personal de planeamiento estratgico o tcnico de alto nivel involucrado enplanificar, manejar, asesorar o apoyar las acciones para resolver los problemas enfocadosa la utilizacin agroindustrial de Opuntia spp. en el mbito de las comunidades rurales,especialmente de Amrica Latina y el Caribe y de frica.

En el primer Captulo del libro se hace una introduccin al tema de los nopales comorecurso natural. En el Captulo 2 se discute la composicin qumica y caractersticas deOpuntia spp. y el Captulo 3 resume las operaciones de campo requeridas para asegurarla calidad de la materia prima destinada a la produccin agroindustrial. Los Captulossiguientes hacen especial referencia al uso del nopal para el consumo humano. El Captulo4 presenta los principios tcnicos generales para la utilizacin de los frutos de Opuntiaspp., el Captulo 5 se refiere al uso de los cladodios y el Captulo 6 discute en detalle la


14/113

xii

tecnologa y los factores econmicos que influyen sobre la produccin por la pequeaindustria de alimentos. El Captulo 7 trata de la produccin industrial de productos noalimentarios y el Captulo 8 se refiere a a la produccin de bioenerga a partir del nopal.El Captulo 9 ofrece una sntesis de las experiencias en el mundo basadas en estudios de

caso sobre la utilizacin agroindustrial de Opuntia spp. en distintos pases y finalmenteen el Captulo 10 se presentan las pautas bsicas para el desarrollo de cadenas y redes devalor en base al cultivo del nopal.

La publicacin est dedicada a lectores tales como asesores y analistas responsablesde la planificacin y diseo de estrategias sectoriales, servidores pblicos y especialistasen los sectores de la agroindustria. Tambin ser de utilidad a los asesores tcnicoso gerenciales en la toma de decisiones y a tcnicos de organizaciones especializadaspara ejecutar o apoyar la planificacin del desarrollo e implementacin de proyectosagroindustriales. El documento se enfoca principalmente en los pases en vas dedesarrollo donde se encuentran difundidos los nopales o donde su difusin puedeofrecer perspectivas agrcolas, ecolgicas y econmicas favorables. Por esta razn el

contenido del documento es slido en lo cientfico, concreto en lo tcnico y til, puesest destinado a su aplicacin prctica. Los aspectos de costo-beneficio y de factibilidadeconmica son tomados en cuenta ya que se enfatiza la importancia del valor agregadopor medio de la transformacin costo-efectiva del nopal. El documento puede servircomo una herramienta para obtener informacin sobre como aadir valor a la plantade nopal por medio de la tecnologa para producir productos agroindustriales quesatisfagan distintos mercados y consumidores.

Shivaji PandeyDirector

Direccin de Sistemas de Apoyo a la Agricultura


15/113

xiii

Prefacio

Un tesoro bajo las espinas as fue como un periodista siciliano resumi las bondadesdel nopal cuando haca un reportaje sobre una reunin de la Red Internacional deCooperacin Tcnica en Nopal o Cactus (CACTUSNET) en la ciudad de Palermo,Italia, en 1994. Desde que se realiz el primer Simposio Internacional sobre Nopal y Tunaen 1991 en Lagos de Moreno, Jalisco, Mxico, cuatro pases (Chile, Estados Unidos deNorteamrica, Italia y Mxico) iniciaron, con el apoyo de la FAO, a promover la uninde esfuerzos para incrementar la cooperacin entre cientficos, tcnicos y productoresy para facilitar el intercambio de informacin y conocimientos sobre esta planta quesera definida como un tesoro. De ah surgi la decisin de organizar un segundo evento

internacional que se titul Segundo Congreso Internacional de Tuna y Cochinilla y quese llev a cabo en Santiago, Chile, en 1992. En esta ocasin se definieron la estructuray objetivos de CACTUSNET que posteriormente fue creada oficialmente, en base a laparticipacin voluntaria, bajo los auspicios de la FAO durante la Mesa Redonda que sellev a cabo con ese objetivo en Guadalajara, Jalisco, Mxico, en agosto de 1993 y conel lema Un esfuerzo para producir y conservar el ambiente en las regiones ridas ysubridas. En esta reunin participaron representantes de diez pases.

Desde entonces los contactos internacionales se han ido incrementando y hasta elmomento han participado en las actividades de CACTUSNET individuos o institucionesde 31 pases: Alemania, Angola, Argelia, Argentina, Bolivia, Brasil, Chile, Cuba, Egipto,Eritrea, Espaa, Estados Unidos de Norteamrica, Etiopa, Grecia, India, Irak, Israel,Italia, Jordania, Madagascar, Marruecos, Mxico, Mozambique, Namibia, Pakistn,Per, Siria, Sudfrica, Tnez, Turqua y Zimbabwe.

La difusin de conocimientos se ha hecho a travs de una Carta Circular, entre loscuales se encuentra la Lista de Descriptores, que ha estado a cargo de la Universidad deGuadalajara (Mxico), Universidad de Reggio Calabria (Italia), Universidad de Palermo(Italia), Universidad de Sassari (Italia), Universidad de Santiago del Estero (Argentina),Universidad de Chile y del Instituto Nacional de Investigaciones Agrcolas de Tnez.

A partir del Tercer Congreso de Nopal y Cochinilla (Sudfrica, 1996) CACTUSNETorganiza los congresos internacionales bajo el auspicio de la Sociedad Internacional deCiencias Hortcolas (ISHS) por lo que las memorias se publican como un nmero de larevista internacional Acta Horticulturae. El Cuarto Congreso fue organizado en Tnez(2000) y el Quinto Congreso en Mxico (2004) cuando se uni a las celebraciones de

los 150 aos de la fundacin de la Universidad Autnoma de Chapingo. Las reunionesgenerales de CACTUSNET se llevan en concomitancia con los congresos internacionalescuya periodicidad est fijada cada cuatro aos.

Adems de los congresos internacionales, la FAO, a travs de CACTUSNET haorganizado o contribuido a eventos de tipo regional, interregional y global comoproyectos, cursos, talleres, congresos, simposios y reuniones de grupos de trabajo enAngola, Argentina, Chile, Italia, Marruecos, Mxico, Per y Tnez.

Como consecuencia del incremento de la comunicacin entre los pases interesadosen el cultivo y la utilizacin del nopal se han generado proyectos nacionales para latransferencia de tecnologa y que han sido apoyados por el Programa de CooperacinTcnica de la FAO (PCT) en Eritrea, Etiopa y Namibia. Otros proyectos del PCT enArgentina e Irn, incluyeron al nopal como una de las especies frutcolas a las cualesera necesario dar atencin. Proyectos apoyados por el programa Telefood de la FAO sehan ejecutado en Argentina, Cuba y Etiopa. Estos proyectos han recibido la asistenciatcnica y/o materiales vegetativos de especialistas participantes en CACTUSNET.


16/113

xiv

Con espritu de cooperacin y trabajo voluntario de los miembros de CACTUSNETla FAO ha publicado, en rabe, espaol e ingls Agroecologa, cultivo y usos delnopal y El nopal (Opuntia spp.) como forraje. En la presente publicacin se haceespecial referencia al uso agroindustrial y al desarrollo de cadenas de valor en base a la

explotacin del nopal.Para el desarrollo de las actividades frecuentemente se ha contado con el apoyo

o se han establecido relaciones con instituciones internacionales como el CentroInternacional de Investigacin Agrcola en las Zonas ridas (ICARDA), InstitutoInternacional de Recursos Fitogenticos (IPGRI), la Secretara de la Convencin deLucha contra la Desertificacin (UNCCD), la Direccin conjunta FAO-OrganismoInternacional de Energa Atmica (OIEA), la ya mencionada ISHS y con numerososministerios, instituciones y universidades nacionales.

Las Representaciones de la FAO en los pases as como las oficinas regionales paraEuropa (REU), para Amrica Latina y el Caribe (RLC) y para el Cercano Oriente (RNE)de una manera u otra han jugado un papel importante en el logro de los resultados. La

FAO ha ofrecido asistencia tcnica y en algunos casos un financiamiento parcial, deacuerdo a las posibilidades, a travs de los Servicios de Cultivos y Pastos (AGPC),de Semillas y Recursos Fitogenticos (AGPS), de Produccin Animal (AGAP) y deTecnologas de Ingeniera Agrcola y Alimentaria (AGST).

En esta resea se han mencionado algunas de las principales actividades y resultadosobtenidos en el trabajo sobre el nopal. Sin embargo el trabajo tcnico y cientfico paraapoyar el desarrollo de la produccin y consumo del nopal y sus productos, est lejosde haberse completado, lo que exige que se sigan realizando acciones concretas. Es, porlo tanto, tambin necesario formular estrategias globales de desarrollo y explotacinintegral del cultivo y elaborar programas para cada regin o pas, considerando la granvariedad de parmetros naturales y la diversidad de antecedentes socioculturales ehistricos, de manera que se consolide este aporte a la riqueza hortcola universal queel continente americano ha hecho al mundo como igualmente lo han sido otros cultivosque fueron adoptados por diferentes poblaciones y que modificaron hbitos alimenticiosy enriquecieron su dieta. Una accin concreta para el aprovechamiento integral del nopales su utilizacin agroindustrial. El libro que aqu se presenta compila los elementoscientficos y tcnicos, as como las estrategias para la transformacin agroindustrial delnopal con la consiguiente adicin de valor, generacin de empleo y aumento de ingresosen el medio rural. Confiamos en que esta informacin sea una contribucin valiosa parael aprovechamiento de este tesoro bajo las espinas.


17/113

xv

Siglas

AIR Agroindustria Rural

APPCC Anlisis de Peligros y de Puntos Crticos de Control

aw Actividad de Agua

BPM Buenas Prcticas de Manufactura

CAM Metabolismo cido de las Crasulceas

CIAD Centro de Investigaciones en Alimentos y Desarrollo. Sonora, Mxico

CMC Carboxi Metil Celulosa

DF Dao por FroDQO Demanda Qumica de Oxgeno

EDTA cido Dietilendiamino Tetra Actico

ETA Enfermedades Transmitidas por Alimentos

EVOH Etil Vinil Alcohol

FDA Federal Drug Administration (U.S.A.)

(Administracin Federal de Drogas EE.UU.)

G.L. Gay Lussac

HDPE High Density Poliethilene

(Polietileno de Alta Densidad)HR Humedad Relativa

HTST High Temperature Short Time

(Alta Temperatura Corto Tiempo)

IAA ndice de absorcin de agua

IQF Individual Quick Frozen

(Congelado Individual Rpido)

ITINTEC Instituto Nacional de Investigaciones Tecnolgicas, Industriales y deNormas Tcnicas (Per)

JECFA Comit Mixto de Expertos en Aditivos AlimentariosLOPE Low Density Poliethylene

(Polietileno de Baja Densidad)

MS Materia Seca

msnm Metros sobre el nivel del mar

NASS National Agricultural Statistics Service (U.S.A.)

(Servicio Nacional de Estadsticas Agrcolas EE.UU.)

NTU Nephelometric Turbidity Units

(Unidades Nefelomtricas de Turbidez)

ONG Organizacin No GubernamentalPAM Poliacrilamidas


18/113

xvi

PE Polietileno

PP Polipropileno

PPO Polifeniloxidasa

PVC Policloruro de ViniloSAGARPA Secretara de Agricultura, Ganadera, Desarrollo Rural, Pesca y

Alimentacin (Mxico)

SST Slidos Solubles Totales

UE Unin Europea

UFC Unidades formadores de colonias

UV Ultravioleta


19/113

1

Carmen Senz

Departamento de Agroindustria y EnologaFacultad de Ciencias Agronmicas, Universidad de Chile

Chile

Captulo 1

Los nopales como recurso natural

ANTECEDENTESEl inters del ser humano por los nopales data de miles de aos. Su origen e historiaestn ntimamente relacionados con las antiguas civilizaciones mesoamericanas, enparticular con la cultura azteca. Existen evidencias arqueolgicas que permiten afirmarque fueron las poblaciones indgenas asentadas en las zonas semiridas de Mesoamricalas que iniciaron su cultivo de modo formal (Pimienta, 1990).

Es muy probable que ya en los muestrarios de plantas y animales llevados a Espaa

por Cristbal Coln se incluyeran nopales y otras cactceas como muestra de la exticaflora del nuevo mundo (Barbera, 1999; Velsquez, 1998). Cuando Hernn Corts llegal Valle de Mxico en 1519, no pudo menos que asombrarse ante los nopalli (trminonhuatlque significa nopal) y las tunas (nochtli), sus atractivos y deliciosos frutos.

Los cronistas de la poca, entre ellos Gonzalo Fernndez de Oviedo y Valds,uno de los primeros narradores peninsulares, relata en 1535 en su Historia General yNatural de las Indias, como al acercarse la poca de la fructificacin de los nopales, lospobladores se alimentaban de las tunas las cuales tienen en tanto, que no las dejanpor cosa del mundo. Y este es el mejor manjar que ellos tienen en todo el ao. Sinduda los nopales influyeron en el asentamiento de tribus errantes que concurran en lapoca de la fructificacin a las zonas habitadas por estas plantas y acababan por fijar ahsu residencia (Bravo-Hollins, 2002).

Los antiguos relatos hacen mencin a la gran variedad de nopales que se encontrabandisponibles as como sus usos. Detallan adems, la presencia de un insecto que sealimentaba de las pencas del nopal y que produce uno de los hasta el da de hoy mspreciados pigmentos colorantes: la grana o cochinilla del carmn, secreto bien guardadopor aos por los colonizadores a quienes les report grandes ganancias.

Fray Bernardino de Sagahn ilustra en su Historia General de la Nueva Espaaestos modos de consumo del nopal: Hay unos rboles en esta tierra que llamannopalli, quiere decir tunal, o rbol que lleva tunas; es monstruoso este rbol, el troncose compone de las hojas y las ramas se hacen de las mismas hojas; las hojas son anchasy gruesas, tiene mucho zumo y son viscosas; tienen espinas las mismas hojas. La frutaque en estos rboles se hace, se llama tuna son de buen comer; es fruta preciada Las

hojas de este rbol comen las crudas y cocidas. En unos rboles de estos se dan tunas,que son amarillas por dentro, otros las dan que por dentro son coloradas, o rosadas, ystas son de muy buen comer; otros rboles de estos hay que tienen en las hojas vetascoloradas, y las tunas que se hacen de estas son por de fuera y por dentro moradas(Velsquez, 1998). Por su parte, una ordenanza de Felipe III en 1620, seala que: uno de los ms preciados frutos que se cra en nuestras Indias Occidentales es la grana ocochinilla, mercadera igual con el oro y la plata (Velsquez, 1998). Las propiedades


20/113

Utilizacin agroindustrial del nopal2

medicinales del nopal tambin se hicieron notar desde un principio, atribuyndoselecualidades diversas como anti-inflamatorio, diurtico y antiespasmdico, entre otras;actualmente, en este mbito, se llevan a cabo variadas e interesantes investigaciones.

Los nopales estn ligados de modo particular a la historia de Mxico y Mesoamrica,

su centro de origen gentico; por ejemplo, en el escudo de Mxico figura un guilaposada sobre un nopal, un smbolo que ha llegado hasta nuestros das del jeroglficode la Gran Tenochtitln y significa sitio delnopal que crece sobre la piedra. Esta erala ciudad de los sacrificios de los nhuatls, capital del Imperio azteca, hoy ciudad deMxico, para los que tuvo especial relevancia en la vida econmica, social y religiosa(Granados y Castaeda, 1996; Flores-Valdez, 2003).

La evidencia del conocimiento y uso del nopal por los primeros pobladoresmexicanos se encuentra en las excavaciones de Tamaulipas y Tehuacn, Puebla, dondese encontraron fosilizadas semillas y cscaras de tuna, as como fibras de pencas denopal, de una antigedad de siete mil aos (Flores-Valdez, 2003).

Poco despus de la llegada de los conquistadores a Mxico, otro acontecimiento hace

referencia a los nopales poniendo en evidencia el atractivo de esta especie, fundamentalen ese ambiente. Es el que est recogido, en lengua nhuatl, en el Nican mopohua(Aqu se narra) y hace alusin a las apariciones de la Virgen de Guadalupe. El autor,tratando de dar una idea de la transformacin del entorno ante la presencia de tanexcelsa belleza, seala: Los mezquitesy nopales y otras diferentes hierbecillas que allse suelen dar, parecan de esmeralda; su follaje, finas turquesas; y sus ramas y espinasbrillaban como el oro (Valeriano, 1554). Quiz hoy, la observacin que se puedehacer de esta especie no sea tan exultante; sin embargo, an en nuestros das escondenumerosos atractivos, valiosos compuestos y un valor excepcional para la protecciny el desarrollo de las zonas ridas y semiridas que abundan en el mundo y que estnligadas generalmente a la marginalidad y a la pobreza de sus habitantes. Es por ello quesu utilizacin es una importante alternativa para dichas reas y sus habitantes, as comopara toda la humanidad.

ORIGEN Y DISTRIBUCIN DE LOS NOPALESLos nopales son originarios de Amrica tropical y subtropical y hoy da se encuentranen una gran variedad de condiciones agroclimticas, en forma silvestre o cultivada,en todo el continente americano. Adems, se han difundido a frica, Asia, Europa yOceana donde tambin se cultivan o se encuentran en forma silvestre.

Los nopales pertenecen a la familia Cactaceae. La taxonoma de los nopales essumamente compleja debido a mltiples razones, entre otras porque sus fenotipospresentan gran variabilidad segn las condiciones ambientales, se encuentranfrecuentemente casos de poliploida, se reproducen en forma sexual o asexual y existen

numerosos hbridos interespecficos.Distintos autores presentan variaciones en la colocacin taxonmica de los nopalesdentro de la familia Cactaceae (p. ej., Snchez Monge, 1984; Scheinvar, 1999; GRIN,2005). En esta publicacin se sigue la clasificacin propuesta por GRIN, o sea laconsideracin de los nopales bajo el gnero Opuntia.

El nombre cientfico le fue asignado por Tournefort en 1700, por su semejanza con unaplanta espinosa que creca en el poblado de Opus en Grecia (Scheinvar, 1999; Velsquez,1998). Esta especie una vez introducida en Espaa desde Mxico, se distribuy por todala cuenca del Mediterrneo. Probablemente los primeros nopales fueron cultivadoscerca de Sevilla o Cdiz, puntos terminales de los viajes a las Indias (Barbera, 1999).Es as como actualmente existen en forma silvestre o cultivada en el sur de Espaa, yen toda la cuenca del Mediterrneo: Francia, Grecia, Italia y Turqua, llegando hastaIsrael. Los rabes la llevaron desde Espaa a frica, difundindose en Argelia, Egipto,Eritrea, Etiopa, Libia, Marruecos y Tnez. Sin embargo, su distribucin es an mayor;en el continente americano, se encuentra desde Canad a Chile, en Argentina, Bolivia,


21/113

Captulo 1 Los nopales como recurso natural 3

Brasil, Colombia, Chile, Estados Unidos deAmrica, Mxico, Per, y Venezuela y variospases de Amrica Central y el Caribe; enotros continentes se encuentra en Angola y

Sudfrica, en Australia y la India, existiendoespecies tanto cultivadas como silvestres. Enestos pases, se encuentra parte de las ms de5 000 millones de hectreas de zonas ridas ysemiridas del planeta y sus pueblos buscanespecies que puedan desarrollarse y prosperaren ese peculiar y restrictivo hbitat.

Independientemente de la clasificacintaxonmica que pudiera usarse comoreferencia, en este documento se utiliza elnombre comn nopal para la planta completa,

la tuna se refiere a la fruta, el nopalito alcladodio tierno y la penca al cladodio adulto.En la Figura 1, se puede observar la distribucin actual de los nopales en el mundo.Estas especies toman diferentes nombres de acuerdo a los pases en los que se

encuentran. El nombre propio original de la tuna en la lengua nhuatl es nochtli. Noobstante, los espaoles rebautizaron al nopal con el nombre de chumbera y la frutacomo higo de Indias, o en la actualidad, higo chumbo. En Italia se conoce como ficodIndia, en Francia le llaman figue de Barbarie; en Estados Unidos de Amrica ySudfrica prickly pear, (nombre que est evolucionando actualmente a cactus pear, afin de eliminar el trmino considerado algo peyorativo deprickly [espinoso]); en Israelse conoce como sabras, que significa espinoso por fuera pero dulce por dentro. EnEritrea y Etiopa son llamados beles. En la India se conocen, segn las lenguas localescomo nagphani,anda torra o chapathi balli. En Brasil, comopalma forrageira, ya quese cultiva principalmente para la produccin de forraje.

LOS NOPALES COMO RECURSO NATURALLas plantas del gnero Opuntia son nativas de varios ambientes, desde zonas ridas alnivel del mar hasta territorios de gran altura como los Andes del Per; desde regionestropicales de Mxico donde las temperaturas estn siempre por sobre los 5 C a reas deCanad que en el invierno llegan a -40 C (Nobel, 1999). Por esta razn, estas especiespueden ser un recurso gentico de inters para zonas ecolgicas muy diversas.

Uno de sus mayores atractivos es su anatoma y morfologa adaptada a condicionesde fuerte estrs ambiental, por lo que son una alternativa de cultivo para regiones donde

difcilmente crecen otras especies.Las caractersticas de las plantas que las hacen adaptables al medio rido tienenrelacin con la conformacin de varios de sus rganos. Segn Nobel (1998) sus racessuperficiales y extendidas captan el agua de las escasas lluvias que caen en esos ambientes.Las lluvias aisladas, por otra parte, inducen la formacin de races secundarias queaumentan la superficie de contacto con el suelo lo cual facilita la absorcin de aguay nutrientes. Cuando se inicia la sequa, las races comienzan a contraerse de maneraradial contribuyendo a disminuir la prdida de agua.

Los tallos son suculentos y articulados, botnicamente llamados cladodios yvulgarmente pencas. En ellos se realiza la fotosntesis, ya que los tallos modificadosreemplazan a las hojas en esta funcin; se encuentran protegidos por una cutculagruesa, que en ocasiones est cubierta de cera o pelos que disminuyen la prdida deagua. Estos tallos presentan, adems, gran capacidad para almacenar agua, ya queposeen abundante parnquima; en este tejido se almacenan considerables cantidades deagua lo que permite a las plantas soportar largos periodos de sequa. Cabe destacar el

FIGURA 1Distribucin de Opuntia spp. en el mundo


22/113


papel de los muclagos -hidrocoloides presentes en este tejido- que tienen la capacidadde retener el agua (Nobel et al., 1992). Los cladodios poseen adems espinas. Presentanpocos estomas por unidad de superficie con la particularidad de permanecer cerradosdurante el da y abiertos en la noche; esto evita la prdida de agua por transpiracin

durante el da y permite durante las horas nocturnas la entrada de anhdrido carbnico(CO2), materia prima indispensable para la fotosntesis.

El tipo particular de fotosntesis que presentan los nopales corresponde almetabolismo del cido crasulceo (plantas CAM). La apertura nocturna de los estomaspermite la toma de CO2, lo que conduce a una acidificacin gradual del tallo. Losestomas, en condiciones de dficit hdrico extremo, permanecen cerrados durante elda y la noche, evitando la transpiracin y la entrada del CO2. En este caso, el aguay el CO2 producidos por la respiracin son utilizados para la fotosntesis, situacinque explica la lenta deshidratacin y degradacin que sufren los cladodios durante unperiodo prolongado de sequa extrema. La interrelacin entre la anatoma y la fisiologapara la conservacin del agua de las plantas CAM es crucial para su xito ecolgico e

incrementa su potencialidad agrcola en terrenos ridos y semiridos (Nobel, 1998;Sudzuki et al., 1993). Estas plantas poseen tambin gran resistencia, sobre todo, a altastemperaturas, aunque algunas especies tambin resisten hasta -40 C (Nobel, 1998).

Estas Cactceas han jugado un papel ecolgico decisivo al frenar la degradacin desuelos deforestados. Si se considera la porcin de superficie terrestre rida o semiridaapta para cultivar estas especies que requieren poco o ningn aporte de agua, puedecomprenderse su importancia agronmica.

Otro de los cambios ambientales que afectan al planeta es el incremento global delCO2, originado, entre otras cosas, por la creciente deforestacin, lo que incide en losprincipales ecosistemas del mundo. Ante el alto grado de perturbacin ambiental, elnopal puede ser una alternativa potencial para captar parte del incremento de CO2ya que es una de las pocas especies que pueden establecerse con xito en superficiesdeterioradas (Pimienta, 1997; Nobel y Bobich, 2002).

En Etiopa, los nopales son considerados como el puente de la vida, ya que tantolos tallos que acumulan gran cantidad de agua, como los frutos, sirven de alimentopara que el ganado subsista en pocas de sequa y los pastores cuenten con alimento,contribuyendo as de manera importante, a la supervivencia de ambos (SAERT, 1994).Si en estos pases se difundiera el consumo de los nopales con las variadas formas que seacostumbran por ejemplo en Mxico, sera posible disminuir la desnutricin y mejorarla calidad de vida de sus habitantes.

Todas estas caractersticas con que la naturaleza ha dotado a esta especie, hacen deella una promisoria planta de alto provecho para la humanidad.

TIPOS Y CARACTERSTICAS DE OPUNTIA SPP.La taxonoma de los nopales es muy compleja por varias razones ya citadas. Sloun intenso trabajo de campo puede permitir reconocer e identificar las especies, susvariedades y adaptaciones reflejadas en su fenotipo (Scheinvar, 1999).

Se conocen casi 300 especies del gnero Opuntia. Sin embargo, hay solo 10 o 12especies hasta ahora utilizadas por el hombre, ya sea para produccin de fruta ynopalitos para alimentacin humana, forraje o cochinilla para obtencin de colorante.Entre ellas se encuentran, como especies cultivadas para produccin de fruta: Opuntia

ficus-indica, O. amyclaea, O. xoconostle, O. megacantha y O. streptacantha. Comoespecies silvestres: Opuntia hyptiacantha, O. leucotricha y O. robusta. De las especiescitadas, la ms ampliamente cultivada en distintas partes del mundo es Opuntia ficus-indica; es ms,en la cuenca del Mediterrneo es la nica Opuntia que se cultiva (Uzun,1996) y seemplea con diferentes propsitos.

Las caractersticas de estas especies son variables, diferencindose en la forma delos cladodios, en la presencia o ausencia de espinas, en el tamao y color de los frutos


23/113

Captulo 1 Los nopales como recurso natural 5

y en otras caractersticas botnicas. Por ejemplo, los frutos de Opuntia ficus-indicason dulces, jugosos, de color amarillo, anaranjado, rojo o prpura, con mucha pulpa ycscara de grosor variable, pero generalmente delgada. Los frutos de O. xoconostle otuna cardona son ms pequeos, de sabor cido, exteriormente de color verde-prpura

y rosados en el interior. O. streptacantha produce frutos de color prpura, jugosos ydulces (Scheinvar, 1999), no muy resistentes para su manejo, de fcil descomposicin yque maduran muy rpidamente lo que impide una comercializacin en gran escala. Porello es la especie preferida para producir bebidas fermentadas (Lpez et al., 1997).

Los brotes tiernos (nopalitos) de Opuntia ficus-indica y de otras especies seutilizan, principalmente en Mxico, para la produccin de nopal verdura. Para la crade la cochinilla se destinan tanto O. ficus-indica como O. cochenillifera (= Nopaleacochenillifera). En Brasil, Chile y Mxico, entre otros, se utiliza primordialmenteOpuntia ficus-indica para la obtencin de forraje.

DISTRIBUCIN DE LA PLANTA Y CONSUMO EN DISTINTOS PASES

Los nopales se encuentran distribuidos en numerosos pases de todos los continentesy se conocen desde tiempos muy antiguos una diversidad de usos y propiedades. Enrazn de la escasez de otros alimentos, muchos pueblos desarrollaron mtodos paraconservar las frutas; por ejemplo, con los nopales hacan miel que podan guardarindefinidamente sin descomponerse y tambin elaboraban melcochas (pasta obtenidaal hervir por largo tiempo el jugo de las tunas), queso de tuna (melcocha ms procesada)y tunas pasas (deshidratadas al sol). En los meses de agosto y septiembre del hemisferioboreal para celebrar la cosecha se preparaba un vino con pulpa de tunas y pitahayas(Cactceas) fermentada al sol en ollas de barro, bebida conocida como colonche(Corrales y Flores, 2003). Muchos de estos modos de consumo persisten hasta hoy;no obstante, el consumo de la fruta fresca y de los nopalitos, es el ms extendido ypopular.

Son numerosos los pases en el mundo en los que ocurren estas plantas, ya seancultivadas o silvestres. Barbera (1999) seala que la mayor superficie se encuentraen Mxico con cerca de 50 000 hectreas para produccin de fruta; segn datos deFlores (1999) [citado por Flores-Valdez, (2003)], habra actualmente alrededor de72 000 hectreas para produccin de fruta y 10 500 hectreas para produccin denopalitos, sin considerar las nopaleras silvestres que ocuparan varios millones dehectreas. Segn Barbera (1999), Per contara con aproximadamente 35 000 hectreassilvestres dedicadas en su mayora a la cochinilla. En Brasil existiran cerca de 40 000hectreas destinadas a forraje. Italia contara con 2 500 hectreas para produccin defruta y Chile, cerca de 1 100 hectreas. Asmismo se encuentran superficies menoresen Argentina, Bolivia, Espaa, (Islas Canarias), Estados Unidos de Amrica, Israel,

Jordania, Sudfrica y Venezuela. Tambin es importante en el norte de frica (Argelia,Egipto, Libia, Marruecos y Tnez, entre otros); solamente en Tnez habra entre400 000 y 500 000 hectreas (Selmi et al., 2002).

Dada la alta dispersin de estas especies, las estadsticas oficiales son escasas y noest disponible la informacin sobre la superficie plantada de nopales y sus destinos:tuna, nopalito, forraje o produccin de cochinilla.

Otros sectores productivos tambin se estn beneficiando con las propiedades dela tuna y los nopales, ya que son materia prima para la industria de cosmticos, debebidas alcohlicas y de suplementos alimenticios, esta ltima especialmente ligada ala industria farmacutica. Los nopales se utilizan adems como cerco vivo en huertos ypredios y contribuyen por otra parte al control de la desertificacin.

DESCRIPCIN GENERALTextos anteriores publicados por FAO (Barberaet al., 1999; Mondragn-Jacobo y Prez-Gonzlez, 2001), en el marco de la Red FAO de Cooperacin Tcnica Internacional en


24/113


Nopal (CACTUSNET), abordan distintos aspectos de estas especies. El primer textocitado cubre temticas relacionadas principalmente con aspectos agronmicos de losnopales, incluyendo antecedentes sobre los posibles usos de la fruta (Senz, 1999); delos nopalitos (Flores-Valdez, 1999) y de la produccin de cochinilla (Flores-Flores y

Tekelenburg, 1999), entre otros usos. En el trabajo de Mondragn-Jacobo y Prez-Gonzlez (2001), se hace referencia a la utilizacin como forraje, describiendo laexperiencia que existe en distintos pases, tales como, Brasil, Chile, Estados Unidos deAmrica, Etiopa, Mxico y Sudfrica, entre otros, resaltando su valor nutritivo y susefectos sobre distintos tipos de ganado.

En esta publicacin se pretenden profundizar las oportunidades de industrializacinde los nopales, tanto para consumo humano como para otros fines. Se dan a conocer endetalle, propiedades, caractersticas, modos de uso y de consumo, as como tecnologasde transformacin para la obtencin de diversos productos a partir de la fruta (p.ej., jugos, productos deshidratados, obtencin de colorantes) y de los cladodios(salmuerados, encurtidos y harinas), entre otras alternativas.


25/113

7

Carmen Senz

Departamento de Agroindustria y EnologaFacultad de Ciencias Agronmicas, Universidad de Chile

Chile

Captulo 2

Caractersticas y composicin

qumica de los nopales

DESCRIPCIN DE LA PLANTALos nopales han sido descritos por numerosos autores (Bravo, 1978; Pimienta, 1990;Sudzuki et al., 1993; Sudzuki, 1999; Scheinvar, 1999; Barbera et al., 1999; Nobel yBobich, 2002); por lo tanto, aqu se hace solo una breve descripcin debido al intersque presentan las diferentes partes de la planta para su industrializacin.

Los nopales son plantas arbustivas, rastreras o erectas que pueden alcanzar 3,5 a 5m de altura. El sistema radical es muy extenso, densamente ramificado, rico en racesfinas absorbentes y superficiales en zonas ridas de escasa pluviometra. La longitudde las races est en relacin con las condiciones hdricas y con el manejo cultural,especialmente el riego y la fertilizacin (Sudzuki et al., 1993; Sudzuki, 1999; Villegas yde Gante, 1997).

Los tallos suculentos y articulados o cladodios, comnmente llamados pencas,presentan forma de raqueta ovoide o alongada alcanzando hasta 60-70 cm de longitud,dependiendo del agua y de los nutrientes disponibles (Sudzuki et al., 1993). Cuandomiden 10-12 cm son tiernos y se pueden consumir como verdura. En la Lmina 2 sepresentan diversos tipos de nopales.

El aumento del rea del cladodio dura alrededor de 90 das. Sobre ambas caras delcladodio se presentan las yemas, llamadas arolas, que tienen la capacidad de desarrollarnuevos cladodios, flores y races areas segn las condiciones ambientales (Sudzuki etal., 1993).

Las arolas presentan en su cavidad espinas, que generalmente son de dos tipos:algunas pequeas, agrupadas en gran nmero (gloquidios) -en Mxico comnmentese llaman aguates- y las grandes que son, segn algunos botnicos, hojas modificadas(Granados y Castaeda, 1996). Cuando el hombre entra en contacto con la planta lasespinas se pueden desprender y penetrar en la piel, constituyendo un serio inconvenientetanto para la cosecha de los frutos como para el procesamiento y consumo de losmismos.

Los tallos se lignifican con el tiempo y pueden llegar a transformarse en verdaderos

tallos leosos, agrietados, de color ocre blancuzco a grisceo.Las flores son ssiles, hermafroditas y solitarias, se desarrollan normalmente en elborde superior de las pencas. Su color es variable: hay rojas, amarillas, blancas, entreotros colores (Lmina 1). En la mayor parte del mundo la planta florece una vez al ao;sin embargo, en Chile bajo ciertas condiciones ambientales y con suministro de aguaen verano, se presenta una segunda floracin en marzo, que da origen a la llamada frutainverniza (Sudzuki et al., 1993).


26/113


El fruto es una falsa baya con ovario nfero simple y carnoso. La forma y tamaode los frutos es variable. Chessa y Nieddu (1997) y Ochoa (2003) describen en detallelos tipos de frutos; los hay ovoides, redondos, elpticos y oblongos, con los extremosaplanados, cncavos o convexos. Los colores son diversos: hay frutos rojos, anaranjados,prpuras, amarillos y verdes, con pulpas tambin de los mismos colores. La epidermisde los frutos es similar a la del cladodio, incluso con arolas y abundantes gloquidiosy espinas, que a diferencia del cladodio, persisten an despus de la sobre madurezdel fruto. La cscara de los frutos difiere mucho en grosor, siendo tambin variable lacantidad de pulpa. Esta ltima presenta numerosas semillas, que se consumen junto conla pulpa. Hay frutos que presentan semillas abortadas, lo que aumenta la proporcinde pulpa comestible. Debido a que existen preferencias en algunos mercados por frutoscon pocas semillas o sin semillas, el mejoramiento gentico est orientado hacia labsqueda y multiplicacin de variedades que presenten esta caracterstica (Mondragn-

Jacobo, 2004).

CARACTERSTICAS GENERALES DE LAS ESPECIESLas distintas especies de nopales tienen caractersticas comunes y diversas a la vez. Sucapacidad para resistir altas temperaturas y perodos prolongados de sequa las haceespecialmente atractivas para las zonas ridas y semiridas.

Algunas especies son ampliamente utilizadas para produccin de fruta, por la calidadde la misma; es el caso de Opuntia ficus-indica, O. hyptiacantha, O. megacantha y O.streptacantha. Algunas de estas producen frutas de diversos colores, lo que constituyeun atractivo adicional para los consumidores. Otras especies son ms aptas para laproduccin de nopalitos, como O. robusta y O. leucotricha, adems de O. ficus-indica. Un gran nmero de especies se puede utilizar para producirforraje, entre ellas,O. robusta y O. leucotricha, adems de O. ficus-indica y otras para produccin decochinilla.

La fruta que producen, por ser quiz uno de los aspectos de mayor inters, es detamao diverso, en general de acidez muy baja y con un apreciable contenido de azcares.Las caractersticas de la fruta de Opuntia xoconostle sondiferentes y muy atractivas.

C.

SENZ

Lmina 1Diversos tipos de plantas de nopalesChile, 2000.


27/113

Captulo 2 Caractersticas y composicin qumica de los nopales 9

COMPOSICIN QUMICA DE LAS DIFERENTES PARTES DE LA PLANTA ENDIVERSOS ESTADOS FISIOLGICOSDesde el punto de vista de la industrializacin es primordial tener un conocimientocabal de la composicin qumica de las diferentes partes de la planta. Este conocimiento

es indispensable para tener xito tanto en la eleccin de las tecnologas de procesamientoms adecuadas que se pueden aplicar como en las condiciones de aplicacin de lasmismas, a fin de obtener productos inocuos, nutritivos y de alta calidad. Por lo tanto,las partes de la planta cuyas caractersticas interesa conocer mejor por sus ampliasposibilidades de utilizacin son los frutos y los cladodios. Las flores se considerantambin, al igual que los cladodios o nopalitos, una verdura y se pueden consumircomo tales (Villegas y de Gante, 1997).

La evolucin de la composicin de algunos parmetros hasta la madurez (pH, slidossolubles, fibra) deber ser tenida en cuenta dependiendo del proceso a que se someterla fruta o los cladodios, y ms directamente al producto a que se quiera destinar.

FrutosLa composicin de los frutos vara con la madurez. Es necesario tener en cuenta que sonfrutos no climatricos (no maduran una vez cosechados), por lo que es importantecosecharlos en el punto de madurez ptima de consumo, donde est mejor expresadosu potencial. Esta madurez ptima de consumo est reflejada en los valores de algunosparmetros especficos. Inglese (1999) y Cantwell (1999), sealan que se han propuestodiferentes parmetros para definir la mejor poca de cosecha de la fruta: tamao yllenado del fruto; cambios en el color de la cscara; firmeza del fruto; profundidad de lacavidad floral o receptculo; contenido de slidos solubles totales (SST) y cada de losgloquidios. Debido a que no se ha definido un ndice de cosecha nico, varios autoresrecomiendan que este se determine para cada tipo de fruto en cada rea de cultivo.

Los slidos solubles totales aumentan rpidamente cuando la pulpa comienza acrecer (40-50 das despus del cuajado de la flor); cuando se inicia el cambio de colorde la cscara, el contenido de esos slidos es de 85 a 90 por ciento del que alcanza unfruto maduro. Cuando el color de la cscara ha llegado a la mitad de lo que alcanzaraen la madurez completa, el contenido de slidos solubles totales llega a valores de 12-15por ciento, dependiendo del cultivar; es en esta etapa cuando se alcanza la mejor calidadde fruta para consumo en fresco o para almacenamiento. Los slidos solubles totalesaumentan ligeramente en frutos completamente maduros, pero en esta etapa ya no sonadecuados para almacenamiento y estn muy blandos para el manejo.

En el Cuadro 1, Montiel-Rodrguez (1986) [citado por Cantwell, (1999)], indica loscambios ms notorios sufridos por Opuntia amyclaea durante su madurez.

Los contenidos de azcar (SST) y vitamina C aumentan considerablemente durante

el proceso de maduracin, mientras que la firmeza y la acidez se reducen. Los cambiosdescritos para Opuntia amyclaea, son similares a los observados para frutos de otrasespecies de Opuntia (Barbera et al., 1992; Kuti, 1992).

Sin embargo, no todos los nopales presentan el mismo comportamiento durantela maduracin. Silos-Espino et al. (2003) estudiaron estos cambios en tres especies

Fuente: Montiel-Rodrguez, 1986 citado por Cantwell (1999).

CUADRO 1Cambios fsicos y de la composicin de los frutos de Opuntia amyclaea durante su maduracin

Estado demaduracin

Peso(g)

Dimetromn-mx

(cm)

Profundidadreceptculo floral

(mm)

Pulpa(%)

Firmeza(kg/cm2)

SST(%)

Acidez(%)

pH Vitamina C(mg/100 g)

Inmaduro 86 42-44 7,2 44 4,6 7,5 0,08 5,2 12

Verde sazn 102 47-49 3,5 57 3,7 8,8 0,04 6,1 18

Intermedio 105 49-53 1,9 63 2,7 10,1 0,03 6,2 18Maduro 112 50-54 1,4 65 2,4 11,5 0,02 6,3 26

Sobremaduro 108 49-53 1,0 75 2,2 12,5 0,02 6,4 28


28/113


comnmente consumidas en Mxico: Opuntia ficus-indica,O. sp. y O. streptacantha,de madurez temprana, media y tarda, respectivamente. El momento de la cosecha(madurez de consumo) es determinado en el campo por los mismos agricultores enbase al color y las caractersticas de la textura de la fruta.

El pH evoluciona al progresar la madurez; en esto se distingue Opuntia streptacanthade O. ficus-indica y de O. sp.. La primera presenta bajos valores de pH (cercanos a3,0), cuando la madurez es incipiente, aumentado durante su desarrollo hasta valorescercanos a 6,0. En cambio O. ficus-indica y O. sp. no manifiestan cambios en el pHal avanzar la madurez, permaneciendo prcticamente constantes en valores cercanos a6,0. Los slidos solubles totales aumentan en las tres especies al progresar la madurez,alcanzando valores similares a los encontrados por otros autores, siendo cercanos a los14 Brix.

Un parmetro interesante y sobre el cual hay pocos datos publicados es la firmeza delos frutos, que en este caso flucta entre 1,8 y 3,3 N. Opuntia streptacantha presenta lafruta ms firme, por tanto con mejores perspectivas de poscosecha que O. ficus-indica y

O. sp., (Silos-Espino et al., 2003). La disminucin de la firmeza de los frutos al avanzarla madurez tambin la observaron Nieddu et al. (1997) en frutos cultivados del cv.Gialla, en Cerdea (Italia).

Respecto a la composicin qumica de las partes comestibles de los frutos,tradicionalmente los datos han ido formando parte de las tablas de composicinqumica de alimentos que recogen valores a veces puntuales de una zona o pas; sinembargo, las especies vegetales varan su composicin de acuerdo a muchos factores,entre ellos la zona de cultivo.En lo que respecta a los frutos, la composicin qumica seve influida por la madurez, por lo que es interesante conocer las caractersticas propiasde especies adaptadas a zonas ecolgicas especficas antes de abordar las posiblesalternativas de industrializacin.

La parte comestible de la tuna est constituida por la pulpa y las semillas, teniendoen cuenta que el rendimiento en pulpa es un factor importante para la industrializacin;estudios realizados por varios autores indican que el porcentaje de cscara es variablede acuerdo a las zonas de cultivo. Es as como Seplveda y Senz (1990) en Opuntia

ficus-indica cultivada en Chile, encontraron que el porcentaje de cscara era de 50,5por ciento y 49,6 por cientode parte comestible (pulpa y semilla), de la cual 78,9 porcientocorrespondi a pulpa y 20,1 por cientoa semillas. Por su parte en fruta de estamisma especie cultivada en Arabia Saudita, Sawaya et al. (1983) determinaron en laparte comestible 88 por cientode pulpa y 12 por cientode semilla. En Argentina, seencontr un porcentaje de pulpa de 54,7 por ciento y de cscara y semilla de 42,3 porciento (Rodrguez et al., 1996).

Varios autores han realizado estudios acerca de la composicin qumica de la tuna

(Sawaya et al., 1983; Seplveda y Senz, 1990; Ewaidah y Hassan, 1992; Cacioppo,1992; Senz et al., 1995a; Muoz de Chvez et al., 1995; Rodrguez et al., 1996; Parishy Felker, 1997; Senz y Seplveda, 2001a). En el Cuadro 2 se presenta la composicin

Fuentes: (1) Askar y El-Samahy (1981); (2) Muoz de Chvez et al. (1995); (3) Pimienta (1990); (4) Sawaya et al. (1983); (5) Seplveday Senz (1990); (6) Rodrguez et al. (1996).

CUADRO 2Composicin qumica de la pulpa de tuna (porcentaje)

Parmetros (1) (2) (3) (4) (5) (6)

Humedad 85,1 91,0 85-90 85,6 83,8 84,2

Protena 0,8 0,6 1,4-1,6 0,21 0,82 0,99

Grasa 0,7 0,1 0,5 0,12 0,09 0,24

Fibra 0,1 0,2 2,4 0,02 0,23 3,16

Ceniza 0,4 --- --- 0,44 0,44 0,51

Azcar total --- 8,1 10-17 12,8 14,06 10,27

Vitamina C (mg/100 g) 25,0 22,0 4,6-41 22,00 20,33 22,56-caroteno (mg/100 g) --- --- Trazas Trazas 0,53 ---


29/113


qumica de la parte comestible de los frutosprovenientes de plantas cultivadas en variasregiones del mundo como Arabia Saudita,Argentina, Chile, Egipto y Mxico.

El agua es el componente principal de lafruta y por ello uno de sus mayores atractivospara las zonas ridas y semiridas; el agua seencuentra protegida por la gruesa cscara,rica en muclagos que la retienen fuertementey contribuyen a la baja deshidratacin de lafruta.

En el Cuadro 3 se presenta la composicinmineral de la parte comestible de las tunascultivadas en diferentes pases. Las variacionesobservadas pueden atribuirse a la distinta

procedencia de las plantas o a factoresagronmicos del cultivo como la fertilizacin oel riego, al clima o a diferencias genticas de lasvariedades (Muoz de Chvez et al., 1995).

Tambin se han observado pequeasvariaciones en la composicin qumica de losfrutos de nopales de distintos colores. Enestudios efectuados por Senz y Seplveda(2001a), Senz et al. (1995a) y Seplveda ySenz (1990), se lleg a los resultados quese presentan en los Cuadros 4 y 5; para losmacroelementos y los componentes mineralesde tunas de colores (Opuntia spp.), se consider fruta de color verde, prpura yanaranjada, con pulpa de los mismos colores (Lmina 2).

CUADRO 3Composicin mineral de la pulpa de tuna (mg/100 g)

Mineral (1) (2) (3) (4) (5)

Ca 24,4 49,0 27,6 12,8 -

Mg 98,4 85,0 27,7 16,1 -Fe - 2,6 1,5 0,4 -

Na 1,1 5,0 0,8 0,6 1,64

K 90,0 220 161 217,0 78,72

P 28,2a - 15,4 32,8 -

Fuentes: (1) Askar y El-Samahy (1981). (2) Muoz de Chvez etal. (1995). Sawaya et al. (1985). (4) Seplveda y Senz (1990).(5) Rodrguez et al. (1996).a) Fosfato PO4 mg/100 g.

C.SENZYE.SEPLVEDA

Lmina 2Tunas de diversos coloresChile, 1998

CUADRO 4Composicin qumica de pulpas de tuna (porcentaje dela parte comestible)

Fuentes:Senz y Seplveda (2001a); Senz et al., (1995a);Seplveda y Senz, (1990).

Parmetros Tuna

verde

Tuna

prpura

Tuna

anaranjadaHumedad 83,8 85,98 85,1

Protena 0,82 0,38 0,82

Grasa 0,09 0,02 -

Fibra 0,23 0,05 -

Cenizas 0,44 0,32 0,26

Azcares totales 14,06 13,25 14,8

Vitamina C (mg/100 g) 20,33 20,0 24,1

-caroteno (mg/100 g) 0,53 - 2,28

Betanina (mg/100 g) - 100 -


30/113


La variacin que se observa en el contenidode algunos de los minerales presentes en losfrutos (Cuadro 5) puede atribuirse a su diversaprocedencia.

Existen marcadas diferencias en lacomposicin de algunos nopales; es el caso,ya mencionado de Opuntia xoconostle conrespecto a otras como O. ficus-indica. Debidoa que las diferencias en sus caractersticas sonimportantes para la industrializacin; cabeindicar aqu la composicin qumica de laprimera de ellas segn lo descrito por Mayorgaet al. (1990) (Cuadro 6).

Los frutos de Opuntia xoconostle tienen un tamao menor que los de O. ficus-indica; estos ltimos,aunque presentan grandes variaciones pueden llegar, dependiendo

del cultivar, de la carga del cladodio y de las condiciones ambientales, a los 250 g; seconsidera que un fruto comercial no debiera pesar menos de 120 g (Sudzuki et al., 1993;Inglese, 1999; Barbera e Inglese, 1992). Comparando los datos anteriores, se encuentraque el porcentaje de pulpa es mayor en O. xoconostle que en O. ficus-indica; pero sinduda, donde existe una diferencia notable es en el contenido de slidos solubles, que esmucho menor (cerca de 5 por ciento) y en la acidez, que es muy superior, al igual queen el contenido de cido ascrbico (76,8 mg/100 g). Estas caractersticas hacen que eldestino industrial difiera entre las especies; es as como O. xoconostle es consideradaen Mxico como una especia o condimento (Villegas de Gante, 1997). Los procesosde transformacin sern ms benignos cuando se aplican a O. xoconostle, cuyo pHes menor a 3,5, que a O. ficus-indica, con pH cercano a 6,0 o superior; el bajo pH deO. xoconostle es un factor protector, que impide el crecimiento de microorganismosperjudiciales, lo que constituye una ventaja respecto a la inocuidad de los productos.Scheinvar (Comunicacin personal)1 en un estudio en 10 especies de O. xoconostleencontr variaciones de pH entre 2,92 y 3,7.

CladodiosLos cladodios, por su parte tienen inters desde el punto de vista industrial ya quecuando los brotes son tiernos (10-15 cm) se usan para la produccin de nopalitos, ycuando estn parcialmente lignificados (cladodios de 2-3 aos), para la produccin deharinas y otros productos. En el Cuadro 7 se observan las variaciones en la composicinde los cladodios de distintas edades.

Flores et al. (1995) en un estudio efectuado en 20 variedades de nopal y analizando

tallos (suberificados), cladodios maduros (penca anual) y cladodios jvenes (brotes),concluyen al igual que Pimienta (1990), que el contenido de protenas es mayor en losbrotes o renuevos; la fibra cruda aumenta con la edad del cladodio, llegando a 16,1 porciento en los tallos suberificados, pero siendo cercana a 8,0 por ciento, en promedio,en los renuevos; este hecho tambin lo observ Tegegne (2002) en un ensayo efectuadoen Etiopa. El contenido de cenizas no sigue la misma tendencia, ya que en este ltimo

CUADRO 5Composicin mineral de pulpas de tuna (porcentaje dela parte comestible)

Fuentes:Senz y Seplveda (2001a); Senz et al.,(1995a);Seplveda y Senz (1990)

Mineral Tuna verde Tuna prpura Tuna anaranjada

Ca 12,8 13,2 35,8Mg 16,1 11,5 11,8

Fe 0,4 0,1 0,2

Na 0,6 0,5 0,9

K 217,0 19,6 117,7

P 32,8 4,9 8,5

CUADRO 6Caractersticas promedio de 11 colectas de Opuntia xoconostle

Peso fruto(g)

Pulpa(g/100 g)

Materia seca en pulpa(g/100 g)

Slidos solubles(g/100 g)

cido ascrbico(mg/100 g)

Pectinas(g/100 g)

53,36 69,38 6,27 5,32 76,80 0,799

Fuente: Mayorga et al. (1990)

1 Leia Scheinvar, Instituto de Biologa, Universidad Nacional Autnoma de Mxico, Mxico, 2004.


31/113


trabajo, los renuevos presentan un contenido menor de cenizas que los tallos y pencas;dicha variacin se debera a la serie de compuestos y elementos que conforman la cenizay a la estrecha relacin de estos con la qumica de suelos y a los complejos fenmenosde la disponibilidad de sus elementos para la planta (Bravo, 1978).

Por su parte, Rodrguez-Flix y Cantwell (1988), indican que la composicin

qumica de los nopalitos frescos es principalmente agua (91 por ciento) y 1,5 por ciento

de protenas; 0,2 por cientode lpidos; 4,5 por cientode hidratos de carbono totales; 1,3por cientode cenizas, de la cual 90 por cientoes calcio; adems, contiene 11 mg/100 gde vitamina C y 30 g/100 g de carotenoides; el contenido de fibra (1,1 por ciento) lahace comparable a la espinaca.

FloresDe acuerdo a lo sealado anteriormente, las flores se consideran tambin, al igual quelos cladodios o nopalitos, una verdura y se pueden consumir como tales (Villegas yde Gante, 1997). Estudios efectuados por Jons et al. (1998) indican que algunos delos componentes presentes son beneficiosos para combatir la hiperplasia prostticabenigna, habiendo observado el efecto positivo de un extracto de flores secas.

VALOR NUTRITIVO Y PROPIEDADES FUNCIONALES DE FRUTAS Y CLADODIOSltimamente la tendencia general en el consumo de alimentos es buscar un buen aportede nutrientes y que adems los alimentos sean beneficiosos para la salud. En estecontexto existe una nueva gama de alimentos: son los llamados alimentos funcionales,de los que se espera no solo un aporte nutritivo, sino un beneficio para la salud y parala prevencin de enfermedades (Senz, 2004).

Valor nutritivo de frutos y cladodiosDe acuerdo a lo sealado por Senz (1999, 2000) y a los datos mencionados en el puntoanterior, puede concluirse que la tuna tiene un valor nutritivo similar al de otros frutos,

aunque cabe destacar que el contenido de slidos solubles es mayor que en el durazno,la manzana, la ciruela, el damasco, la cereza y el meln, frutos de consumo masivo(Pimienta, 1990; Schmidt-Hebbel et al., 1990; Seplveda y Senz, 1990).

Esta caracterstica hace que la tuna sea un fruto apto para ser sometido a procesosde transformacin tales como la concentracin y la deshidratacin, que aprovechan ladisminucin de la actividad del agua y el aumento del contenido de azcares como unmedio de preservacin.

La mayora de los azcares presentes en el fruto son del tipo reductor, con cercadel 53 por ciento de glucosa y el resto de fructosa (Russel y Felker, 1987; Sawaya etal., 1983; Seplveda y Senz, 1990; Kuti y Galloway, 1994; Rodrguez et al., 1996).Cabe sealar que la glucosa es el nico metabolito energtico de las clulas cerebralesy nerviosas y que en la tuna est presente como azcar libre por lo que es directamenteabsorbido por el cuerpo.

La fructosa contribuye a un mejor sabor debido a su mayor dulzor (comparado conel de la glucosa y la sacarosa) y a su fcil absorcin (Cheftel et al. 1983).

Fuente: Lpez et al. (1977) citado por Pimienta (1990)

CUADRO 7Composicin qumica de cladodios de distintas edades (porcentaje materia seca)

Edad(aos)

Descripcin Protena Grasa Cenizas Fibra cruda Extracto nonitrogenado

0,5 Renuevos o nopalitos 9,4 1,00 21,0 8,0 60,6

1 Penca 5,4 1,29 18,2 12,0 63,1

2 Penca 4,2 1,40 13,2 14,5 66,7

3 Penca 3,7 1,33 14,2 17,0 63,7

4 Tallos suberificados 2,5 1,67 14,4 17,5 63,9


32/113


Los contenidos de protena (0,21-1,6 g/100 g), grasa (0,09-0,7 g/100 g), fibra (0,02-3,15 g/100 g) y ceniza (0,4-1,0 g/100 g) son similares a los de otros frutos (Askar y ElSamahy, 1981; Pimienta, 1990; Sawaya et al., 1983; Seplveda y Senz, 1990; Rodrguezet al., 1996; Muoz de Chvez et al., 1995).

El valor calrico de su pulpa vara entre 31-50 kcal/100 g (Sawaya et al., 1983;Muoz de Chvez et al., 1995; Schmidt-Hebbel et al., 1990), comparable con el deotros frutos como la pera, la manzana, el durazno y la naranja.

El contenido total de aminocidos libres (257,24 mg/100 g) es mayor que elpromedio de otros frutos; de hecho un valor cercano se encuentra solo en los ctricos yla uva. Una caracterstica del fruto de tuna es el alto contenido relativo de serina, cido-aminobutrico, glutamina, prolina, arginina e histidina y la presencia de metionina(Askar y El-Samahy, 1981). En un estudio efectuado por Stintzing et al. (1999), seinforma sobre la presencia de un alto contenido de taurina en frutos de Opuntia

ficus-indica cultivada en Mxico y Sudfrica con un rango de 323,6 a 572,1 mg/l; esteaminocido, cuya presencia no es comn en una gran cantidad de plantas, es importante

por su influencia en el desarrollo de la retina y en la sntesis de cidos biliares, a lo quese suma la baja capacidad del ser humano para sintetizarlo.La tuna presenta un alto nivel de cido ascrbico que puede llegar a valores de 40

mg/100 g; tal contenido es mayor que el encontrado en la manzana, la pera, la uva y labanana.

El contenido de sodio y potasio de la tuna indica que es una buena fuente de esteltimo (217 mg/100 g) y que presenta un bajo contenido de sodio (0,6 a 1,19 mg/100 g)lo que es una ventaja para ser consumido por personas con problemas renales o dehipertensin (Seplveda y Senz, 1990; Rodrguez et al., 1996). La tuna es rica en calcioy fsforo, 15,4 a 32,8 mg/100 g y 12,8 a 27,6 mg/100 g respectivamente (Sawaya etal., 1983; Seplveda et al., 1990) y est entre los frutos que contribuyen con grandescantidades de calcio. Cabe mencionar que el calcio y el fsforo representan tres cuartosde los minerales del cuerpo y son fundamentales para la formacin de los huesos. Apesar de que es uno de los frutos que contribuye con mayor contenido de calcio a ladieta, sera conveniente efectuar mayores estudios acerca de su biodisponibilidad. Encuanto a su contribucin de fsforo, es similar a la que aportan la cereza, el damasco,el meln y la frambuesa.

Los nopalitos por su parte, al igual que otras verduras, contribuyen con una altaproporcin de agua a la dieta y son altamente cotizados por su contenido en fibra;forman parte de la dieta comn del pueblo mexicano y estn siendo ampliamenteconsumidos en el sur de Estados Unidos de Amrica por la poblacin mexicana allresidente. Esta verdura, es rica en fibra diettica y su contenido es comparable al devarias frutas y hortalizas, entre ellas la espinaca, la alcachofa, la acelga, la berenjena, el

brcoli, el rbano y otras. Entre las frutas, es similar al mango, al meln, al damascoy a la uva (Zambrano et al. 1998; Ruales y Zumba, 1998; Schmidt-Hebbel et al.1990). Muoz de Chvez et al., (1995) sealan que al igual que otras hortalizas, losnopales tienen un alto contenido de agua (90,1 por ciento), bajo contenido de lpidos,hidratos de carbono y protenas y alto contenido de fibra (0,3; 5,6; 1,7 y 3,5 por ciento,respectivamente).

Son ricos tambin en minerales, entre ellos el calcio y el potasio (93 y 166 mg/100 g), respectivamente y tienen bajo contenido de sodio (2 mg/100 g), lo que es unaventaja para la salud humana. Su alto contenido en calcio, los hacen muy interesantespor la importancia de este mineral en la dieta, pero es un problema que debe ser msinvestigado. McConn y Nakata (2004) en un estudio efectuado en nopalitos sealan, sinembargo, que el calcio presente no estara disponible para la utilizacin por el cuerpohumano, ya que se encuentra bajo forma de cristales de oxalato de calcio. Contiene,adems, cantidades moderadas de carotenoides (30 g/100 g) y de vitamina C (11 mg/100 g) (Rodrguez-Flix y Cantwell, 1988).


33/113


Cantwell (1999) indica que se puede comparar el valor nutritivo de los nopalitosfrescos con el de la lechuga o de la espinaca, con la ventaja de que pueden serproducidos en forma rpida y abundante por plantas expuestas a altas temperaturas ycon poca agua, condiciones en general desfavorables para la produccin de hortalizas

de hoja (Cantwell, 1999).

Propiedades funcionales de frutos y cladodiosLos compuestos funcionales son aquellos que tienen efectos beneficiosos para lasalud y tanto los frutos como los cladodios de la tuna son una fuente interesantede tales componentes, entre los que destacan la fibra, los hidrocoloides (muclagos),los pigmentos (betalanas y carotenoides), los minerales (calcio, potasio), y algunasvitaminas como la vitamina C, buscada entre otros motivos, por sus propiedadesantioxidantes; todos estos compuestos son muy apreciados desde el punto de vista deuna dieta saludable y tambin como ingredientes para el diseo de nuevos alimentos(Senz, 2004). Los contenidos de estos compuestos son distintos en frutos y cladodios,

siendo la pulpa de la fruta la parte ms rica en vitamina C mientras que los cladodiosson ms ricos en fibra. Los pigmentos solo se encuentran en los frutos y tanto lasbetalanas como los carotenoides pueden estar presentes en la cscara y en la pulpa delos diversos ecotipos y variedades.

Estos compuestos forman parte de los alimentos que se conocen como alimentosfuncionales, los cuales se definen como un alimento o bebida que proporciona unbeneficio fisiolgico, que fortalece la salud, ayuda a prevenir o trata enfermedades, omejora el rendimiento fsico o mental por la adicin de un ingrediente funcional, por lamodificacin de un proceso o por el uso de la biotecnologa (Sloan, 2000).

Entre estos compuestos funcionales, la fibra diettica es uno de los componentes msestudiados desde el punto de vista de la nutricin y la relacin que existe entre fibra ysalud, por ejemplo para el control del colesterol y prevencin de algunas enfermedadescomo diabetes y obesidad (Hollingsworth, 1996; Grijspaardt-Vink, 1996; Sloan, 1994),lo que es conocido por los consumidores.

La fibra diettica est constituida por diferentes componentes resistentes a lasenzimas digestivas, entre ellos la celulosa, la hemicelulosa y la lignina (Spiller, 1992;Periago et al., 1993).

Segn su solubilidad en agua, la fibra se clasifica en soluble e insoluble; la primera laconforman muclagos, gomas, pectinas y hemicelulosas y la insoluble es principalmentecelulosa, lignina y una gran fraccin de hemicelulosa (Atalah y Pak 1997). Estasfracciones de fibra tienen efectos fisiolgicos distintos: es as como la fibra solublese asocia con la reduccin de los niveles de glucosa y de colesterol y la estabilizacindel vaciamiento gstrico y la fibra insoluble con la capacidad de retencin de agua

(aumento del peso de las heces), el intercambio inico, la absorcin de cidos biliares,minerales, vitaminas y otros y su interaccin con la flora microbiana.La tuna, cuando se consume con las semillas, que es el modo corriente de consumo

en fresco, aporta una interesante cantidad de fibra. Muoz de Chvez et al. (1995)informan sobre cantidades variables, dependiendo de la especie, con rangos entre 2,73para Opuntia streptacantha a 11,38 para O. ficus- indica.

Los cladodios son una fuente importante de fibra, de calcio y de muclagos, trescomponentes que son necesarios para integrar una dieta saludable (Senz, 2004; Senzet al., 2004a).

Los pigmentos presentes en los frutos de los nopales, como los carotenoides ylas betalanas, se destacan por su poder antioxidante. El poder antioxidante de losbetacarotenos y flavonoides es bien conocido, pero el de las betalanas ha comenzado aser estudiado recientemente (Butera et al., 2002; Kuti, 2004; Galati et al., 2003) por loque su consumo para evitar el envejecimiento de los tejidos podra competir con el quese busca en otros vegetales como la naranja o la uva roja.


34/113


CARACTERSTICAS TECNOLGICAS Y PROCESOS DE TRANSFORMACINAdems de la composicin qumica y el valor nutritivo de la tuna, hay otrascaractersticas que tienen una importante funcin durante el procesamiento; en estesentido la tuna presenta un desafo interesante. El alto valor de pH (5,3 - 7,1) de la

mayora de los nopales, salvo Opuntia xoconostle que presenta un pH menor a 3,5(Mayorga et al., 1990), clasifica al fruto dentro del grupo de baja acidez (pH > 4,5);esto requiere un tratamiento trmico a por lo menos de 115,5 C, para lograr un buencontrol de microorganismos. El alto valor de pH y el alto contenido de slidos solubleshacen que la pulpa de tuna sea un medio propicio para el desarrollo de microorganismos(Seplveda y Senz, 1990; Senz, 1999).

Diversos cidos contribuyen a la acidez, an cuando esta es baja. Barbagallo et al.(1998a) estudiaron los cidos orgnicos presentes en jugos de tuna de tres variedadescultivadas en Italia: Gialla, Rossa y Bianca, encontrando que el cido ctrico esmayoritario (cerca de 17 mg/100 g) seguido de los cidos oxlico, mlico y succnicoque se encuentran en diferentes proporciones en las citadas variedades.

Las pectinas, aunque estn presentes en la pulpa en baja cantidad, son parcialmenteresponsables de la viscosidad de la misma y son un elemento positivo en la produccinde jugos y jaleas.

En el Cuadro 8 se observan algunas caractersticas tecnolgicas para la tuna depulpa de color verde, llamada tambin tuna blanca, probablemente por no tener otropigmento que la clorofila y ser la ms cultivada en distintos pases. Los porcentajes decscara, pulpa y semillas son similares; en el pH y acidez existen ciertas variaciones,lo mismo que en los slidos solubles totales; es necesario tener en cuenta este detallecuando se procesa la fruta.

La existencia de tunas de diversos colores ampla las posibilidades de industrializacinde esta especie; en el Cuadro 9 se pueden comparar las caractersticas tecnolgicas detres ecotipos de tuna de diversos colores cultivados en la zona central de Chile.

CUADRO 8Caractersticas tecnolgicas de la pulpa de tuna (g/100 g)

Parmetro (1) (2) (3) (4) (5)

Pulpa y semillas - - 48,0 49,6 68,4

Cscara - - 52,0 50,4 31,6

pH 5,8 5,3-7,1 5,75 6,37 5,95

Acidez (% cido ctrico) 0,05 0,01-0,12 0,18 0,06 0,14

Brix (SST) 13,2 12-17 14,20 14,06 15,41

Slidos totales 14,9 10-15 14,50 16,20 15,77

Pectina - - 0,19 0,17 0,21

Fuentes: (1) Askar y El-Samahy (1982); (2) Pimienta (1990); (3) Sawaya et al. (1983);(4) Seplveda y Senz (1990); (5) Rodrguez et al. (1996).

CUADRO 9Caractersticas tecnolgicas de pulpas de tunas (g/100 g)

Parmetro Tuna verde* Tuna prpura** Tuna anaranjada***

Pulpa y semillas 49,6 37,9 59,3

Cscara 50,4 62,1 40,7

pH 6,37 5,85 6,1

Acidez (% cido ctrico) 0,06 0,04 0,043

Brix (SST) 14,06 14,5 14,8

Slidos totales 16,20 14,12 14,9Pectina 0,17 --- 0,04

Viscosidad (mPa s) 73,9 119,2 45,0

Fuentes: *Seplveda y Senz (1990); **Senz et al. (1995a); *** Seplveda y Senz (1999)


35/113


Si bien la tuna de color verde es la nica cultivada comercialmente en Chile, existenestudios e inters por parte de los productores para plantar ecotipos de otros colores,siendo de gran atractivo la tuna prpura y la anaranjada.

Cabe sealar, sin embargo, que la fruta de color verde presenta mejor textura y

sabor -es ms dulce- que la de color prpura y anaranjada que tienden a ser harinosas;el consumo fresco de estas ltimas, cuando se conoce la tuna de pulpa verde, se podraver dificultado por este atributo negativo. An as, las frutas de colores podrantener mejores posibilidades para ser procesadas, quizs ms que las blancas, ya quela clorofila es un pigmento lbil, difcil de mantener en los procesos trmicos sin queocurran cambios desfavorables de color y aroma.

El color de la fruta debido a la presencia de pigmentos carotenoides y betalanas enfrutos anaranjados y prpuras, respectivamente, es sin duda un parmetro importantepor su atractivo, tanto en los frutos, como en los productos derivados de ellos; sinembargo, en los ltimos aos han aumentado los estudios acerca de la estabilidadde algunos de estos pigmentos, ya sea aislados o en productos procesados (Merin

et al., 1987; Montefiori, 1990; Faras, 2003; Castellar et al., 2003). Estos pigmentos,condicionan, sobre todo en el caso de las clorofilas, los resultados de los tratamientostrmicos. Senz y Seplveda (2001b), informan que el color de los jugos de tuna verdese altera fcilmente al degradarse la clorofila, efecto que se ve acentuado con la adicinde cido, operacin que se realiza con el fin de asegurar la estabilidad microbiolgicadel producto. En el caso de los jugos de tuna prpura, este efecto se ve minimizado, yaque las betalanas, superan en estabilidad a las clorofilas, frente a similares tratamientostrmicos o variaciones de pH.

La viscosidad que poseen las pulpas se ve influida por la presencia de pectinasy muclagos. Ambos compuestos estn considerados dentro del grupo de loshidrocoloides por su gran capacidad para captar y retener agua; forman parte, a suvez, de la fibra diettica. Estos compuestos, pueden ser utilizados como espesantes enproductos alimenticios (Senz et al., 2004a; Seplveda et al., 2003b).

Algunos componentes menores, pero no por ello de menor importancia, son loscompuestos voltiles responsables del aroma de la tuna y sus productos; entre ellos,los alcoholes representan la mayor parte de estos componentes, en particular el etanol.Hay otros componentes ms caractersticos de la tuna, como algunos alcoholes nosaturados, algunos aldehdos no saturados incluyendo al 2,6 nonadienal y 2-nonenal,encontrados en variedades verdes y prpuras. Segn algunos autores en las variedadesprpuras predomina el 2-hexenal sobre el etanol (Di Cesare y Nani, 1992), existiendoalgunas diferencias en los componentes aromticos entre los cv. Bianca, Gialla y Rossa,cultivados en Italia (Di Cesare et al., 1991). El delicado aroma de esta fruta, se puedever afectado por el procesamiento; en algunos productos que han sido sometidos a

tratamientos trmicos se puede encontrar sabor a heno o pasto. Este punto debe serestudiado con mayor profundidad, dependiendo del proceso que se va a aplicar parasu transformacin.

En el caso de los nopalitos, la presencia de polifenoles, si bien son interesantes en ladieta como antioxidantes, causan oscurecimiento lo que genera problemas en algunosprocesos de conservacin de estos productos (Rodrguez-Flix, 2002).

Por otra parte, debido a la acidez variable de los nopalitos durante el da a causade su metabolismo CAM, este factor debe ser tenido en cuenta para el momentode la cosecha, ya que habr que conjugar el efecto de la acidez en los procesos deconservacin con la aceptacin de los productos por parte de los consumidores.

POTENCIAL DE LA UTILIZACIN INTEGRAL DEL NOPALTal como se ha sealado, los nopales son dignos de ser considerados para laindustrializacin no solo por sus frutos y cladodios. Del mismo modo que cualquierotro vegetal utilizado para consumo humano, la tuna y los cladodios se conservan y


36/113

Utiliz

producto nopal

Documents