INTRODUCCIÓN
La miel de Apis mellifera (miel de abeja) es el único producto natural endulzante que puede ser almacenado y usado tal cual es producido en la naturaleza, no requiere procesamiento o purificación1),(2. En el transcurso de la historia su uso fue exclusivamente con fines religiosos o medicinales, posteriormente los griegos y romanos lo incorporaron como ingrediente a su dieta2),(3. En su composición los carbohidratos constituyen el 80,0% de su peso seco y varían según la clase de miel: fructosa 28,0 a 44,0%; glucosa 22,0 a 38,0%; sacarosa 0,2 a 5,0%; maltosa 2,0 a 16,0%; otros azucares 0,1 a 8,0%; proteínas y aminoácidos 0,2 a 2,0%; vitaminas, minerales y metabolitos secundarios4)-(6. Asimismo, presenta actividad antimicrobiana, antioxidante, antiinflamatoria y otras funciones bioquímicas y farmacológicas1),(7),(8.
El agar OF (Basal Medium acc. To Hugh and Leifson, Merck), usado como gold stándar contiene peptona de caseína, cloruro de sodio, fosfato dipotásico, hidrato de carbono, agar-agar, agua destilada e indicador de pH como el Azul de Bromotimol9)-(11 empleado para clasificar y diferenciar microorganismos gram-negativos en base al metabolismo fermentativo y oxidativo de los carbohidratos12),(13. Las bacterias sacarolíticas degradan el hidrato de carbono, ya sea por fermentación o por oxidación14; la fermentación es un proceso anaeróbico que requiere la fosforilación inicial, utiliza las vías de la Glucólisis (Embden-Meyerhof-Parnas) y de las pentosas fosfato y Entner-Doudorof, y la oxidación de la glucosa produce ácido pirúvico por una vía de derivación (Shunt) en condiciones estrictamente aeróbicas y no requiere de fosforilación inicial15)-(18.
Se realizó un estudio experimental, analítico y transversal, el cual estuvo orientado a evaluar si el uso del agar miel de Apis mellífera permite diferenciar bacterias oxidativas y fermentadoras, comparadas con el agar OF. Las bacterias oxidativas producen ácidos solo en el tubo de ensayo expuesto al oxígeno atmosférico; las bacterias fermentadoras producen ácidos en tubo de ensayo expuesto al oxígeno y en tubo sellado sin exposición a oxígeno; asimismo, las bacterias no sacarolíticas son inertes en este medio con pH alcalino después de la incubación10),(11),(15),(17. Por tal motivo, se diseñó un método analítico in vitro en base a miel de abeja para la diferenciación de bacterias oxidativas y fermentadoras, tomando de base las técnicas sustentadas en investigaciones nacionales e internacionales, garantizando la confiabilidad de los datos obtenidos7),(10),(16),(18),(19.
MÉTODOS
Muestra de análisis
La miel de Apis mellifera de tipo multifloral, obtenido de apicultores de la Comunidad Campesina de Pargay, distrito de Chuquibambilla, provincia de Grau, departamento y región de Apurímac, en Perú.
Las cepas de Escherichia coli ATCC 25922 y Pseudomonas aeruginosa ATCC 29212 proceden del cepario del Laboratorio de Microbiología de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas y Bioquímica de la Universidad Inca Garcilaso de la Vega; se reactivaron a 25°C por 2 horas, luego se rehidrataron con 1 mL de caldo infusión cerebro corazón (ICC), después se sembraron en agar sangre y se incubaron a 37°C por 24 horas.
Tamizaje fitoquímico
La identificación de metabolitos secundarios se realizó a través de pruebas químicas de caracterización: reacción de Molish (azúcares reductores), reacción con ninhidrina (aminoácidos), reacción de Dragendorf, (alcaloides), reacción de Shinoda (flavonoides), prueba de la espuma (saponinas), reacción con el tricloruro férrico (compuestos fenólicos), reacción con gelatina (taninos), reacción de Lieberman-Burchard (esteroides y triterpenoides), reacción de Bornträger (antraquinonas)20),(21.
Modelo experimental in vitro
Para la preparación del agar de miel de abeja, se agregaron 10,0 gramos de miel, 0,5 gramos de NaCl y 0,01 gramo de azul de bromotimol en un balón, se le agregó 50,0 mL de agua destilada y se homogenizó por 2 minutos; se adicionó 0,3 gramos de agar-agar con 50,0 mL de agua destilada y se homogenizó a 50ºC por 5 minutos. Posteriormente el medio se sometió a esterilización en autoclave a 121ºC por 15 minutos a 15 libras de presión9),(14; luego se dispensó 10,0 mL del medio de cultivo en tubos de ensayo 16X100 mm; se solidificó a temperatura ambiente; y se almacenó a 4,0±2,0ºC9),(14. Para la preparación del agar OF, se utilizó la información técnica bibliográfica10),(18),(19.
Se prepararon 96 tubos de ensayo 16X100 mm; conteniendo 10,0 mL de agar aleatorizadas y divididas en cuatro grupos de 24 tubos (12 tubos con 1,5 mL de parafina estéril y 12 tubos sin parafina): grupo I agar con miel de Apis mellifera con Escherichia coli ATCC 25922, grupo II agar con miel de Apis mellifera y Pseudomonas aeruginosa ATCC 29212, grupo III agar OF con Escherichia coli ATCC 25922 y el grupo IV agar OF con Pseudomonas aeruginosa ATCC 29212; siendo el agar OF considerado como gold stándar, como se muestra en la Tabla 1 10),(18),(19.
Evaluación e interpretación de los medios de cultivo
Para la evaluación macroscópica e interpretación de los resultados obtenidos en los medios de cultivo se utilizaron dos criterios: Oxidación de carbohidratos (Virage del indicador cerca de la superficie del agar) y Fermentación de carbohidratos (Virage del indicador en el tubo de ensayo cubierto de parafina líquida).
Análisis estadístico
Los datos obtenidos fueron tabulados utilizando el programa Microsoft Excel 2016.
Aspectos éticos
Al realizar el presente estudio, se tuvo en cuenta las normas de Bioseguridad y las recomendaciones para el manejo de cepas bacterianas según el Manual de Bioseguridad en el Laboratorio de la Organización Mundial de la Salud22.
RESULTADOS
Del tamizaje fitoquímico
En la Tabla 2 se describen los metabolitos secundarios hallados en la miel de Apis mellífera.
Metabolito Secundario | Reactivo | Resultadoa |
---|---|---|
Carbohidratos | Molish | +++ |
Compuestos fenólicos | FeCl3 | ++ |
Taninos | Gelatina | + |
Flavonoides | Shinoda | + |
Antocianinas | Rosenheim | - |
Aminoácidos libres | Ninhidrina | - |
Alcaloides | Dragendorff | +++ |
Quinonas | Bornträger | - |
Triterpenoides | Liebermann | +++ |
Saponinas | Espuma | - |
Glicósidos cardiotónicos | Baljet | +++ |
Lactonas | Legal | - |
Cumarinas | NaOH 10% | - |
a +++ Abundante, ++ Regular, + Poco, - Ausencia
De la evaluación macroscópica e interpretación de los medios de cultivo
En la Tabla 3 se evaluó la oxidación positiva y en la Tabla 4 se evaluó la fermentación positiva de los carbohidratos en el agar miel de Apis mellifera y el agar OF, con crecimiento de la cepa de Escherichia coli ATCC 25922; y se obtuvo en ambos agares un calificativo de Bueno (100%)19.
En la Tabla 5 se evaluó la oxidación positiva y en la Tabla 6 se evaluó la fermentación negativa de los carbohidratos en el agar miel de Apis mellifera y el agar OF, con crecimiento de la cepa de Pseudomonas aeruginosa ATCC 29212; y se obtuvo en ambos agares un calificativo de Bueno (100%)19.
Oxidación de Carbohidratos (+) | Agar | ||||
---|---|---|---|---|---|
Miel de Apis mellífera | OF-Hugh Leifson | ||||
N° Agares | Resultado (%) | N° Agares | Resultado (%) | ||
Buena | 80 - 100% | 12 | 100% | 12 | 100% |
Regular | 60 - 79% | 00 | 00% | 00 | 00% |
Mala | 50 - 59% | 00 | 00% | 00 | 00% |
Total | 12 | 100% | 12 | 100% |
Fermentación de Carbohidratos (+) | Agar | ||||
---|---|---|---|---|---|
Miel de Apis mellífera | OF-Hugh Leifson | ||||
N° Agares | Resultado (%) | N° Agares | Resultado (%) | ||
Buena | 80 - 100% | 12 | 100% | 12 | 100% |
Regular | 60 - 79% | 00 | 00% | 00 | 00% |
Mala | 50 - 59% | 00 | 00% | 00 | 00% |
Total | 12 | 100% | 12 | 100% |
Oxidación de Carbohidratos (+) | Agar | ||||
---|---|---|---|---|---|
Miel de Apis mellífera | OF-Hugh Leifson | ||||
N° Agares | Resultado (%) | N° Agares | Resultado (%) | ||
Buena | 80 - 100% | 12 | 100% | 12 | 100% |
Regular | 60 - 79% | 00 | 00% | 00 | 00% |
Mala | 50 - 59% | 00 | 00% | 00 | 00% |
Total | 12 | 100% | 12 | 100% |
DISCUSIÓN
Los países de Sudamérica presentan por sus características geográficas y su diversidad de climas una gran variedad de flora natural y cultivada (multifloral) la cual brinda posibilidades tecnológicas para la apicultura rentable y sostenible23. La clasificación de la miel de abeja es variada y su composición química depende de factores geográficos, fuentes botánicas, condiciones climáticas, entre otros1)-(3),(24. En la Comunidad de Pargay, distrito de Chuquibambilla, provincia de Grau, departamento y región de Apurímac, en Perú; se cultivan diferentes especies de plantas medicinales; por tal motivo en la miel de abeja se identificaron metabolitos secundarios como compuestos fenólicos, alcaloides, triperpenoides y glicósidos cardiotónicos; los cuales probablemente ejercen efectos en el desarrollo bacteriano5),(25.
Diversos estudios2),(4)-(6) indican que la miel de abeja debido a su elevado contenido en azúcares simples su asimilación digestiva es rápida, altamente calórica por lo cual resulta útil como fuente de energía, además de contener calcio, cobre, magnesio, manganeso zinc, fósforo y vitaminas principalmente vitamina A, D, E, C, B6, B12 y E; asimismo, otros estudios2),(28) señalan la presencia de aminoácidos, proteínas, ácidos orgánicos. Es por ello que la miel de abeja, al presentar una composición de bioelementos primarios, secundarios y oligoelementos permite que las cepas bacterianas en estudio puedan desarrollarse en el agar con miel.
Al realizar la lectura de los medios de cultivo, el 100% de agares preparados con miel de abeja para el desarrollo de las cepas de Escherichia coli ATCC 25922 y Pseudomonas aeruginosa ATCC 29212 resultaron con el calificativo de Bueno en los dos criterios de evaluación; comparado con el agar OF (Basal Medium acc. To Hugh and Leifson). Estudios previos sobre la miel de abeja describen actividad antibacteriana a diferentes concentraciones según ubicación geográfica de la colecta1),(25)-(29; motivo por el cual se evaluó la actividad antibacteriana de la miel de abeja a concentraciones de 5% y 10% en el agar con miel de abeja para el crecimiento de las cepas descritas anteriormente, y se obtuvo como resultado el efecto no inhibitorio del crecimiento; esto se debe a que durante el proceso de elaboración del agar con miel de abeja fue sometido al proceso de esterilización en autoclave a 121ºC por 15 minutos a 15 libras de presión13)-(15.
Según diversos autores30)-(33; son conocidas las propiedades físicas de los carbohidratos como el punto de fusión de D(+)Glucosa a 146ºC; D(-)Fructosa a 103ºC; D(+)Sacarosa a 184ºC y punto de ebullición de la D(+)Maltosa a 102ºC, considerando ello y de acuerdo al experimento las estructuras químicas de la glucosa y sacarosa posiblemente no sufrieron cambios después del proceso de esterilización, lo cual se corrobora a las 24 horas de incubación, donde se aprecia el viraje del indicador de pH, lo cual confirma el metabolismo oxidativo o fermentador de las cepas en estudio.
CONCLUSIÓN
En condiciones experimentales el uso del agar con miel de Apis mellifera (miel de abeja) ha evidenciado ser bueno como alternativa al agar OF (Basal Medium acc. To Hugh and Leifson) para diferenciar Escherichia coli ATCC 25922 y Pseudomonas aeruginosa ATCC 29212 como oxidantes y fermentadoras de carbohidratos.