Xocolatl de Mesoamérica para el mundo: Theobroma cacao L. Sterculiaceae
- Autor Dra. Ma. Dolores García Suárez / Fernanda Maria Serrano García
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“Los estímulos a nuestro paladar son sin duda un deleite al saborearlos, un regalo de la naturaleza que sin duda alguna, continua vigente gracias a las enseñanzas generacionales de nuestros antepasados”.
El árbol del cacao (Theobroma cacao) tiene hojas perennes y pertenece a la familia Sterculiaceae. Su consumo se remonta a los primeros pueblos desarrollados hace 4 mil años: los Mokaya, considerados como la cultura más antigua de Mesoamérica, dieron origen a los Olmecas, quienes son catalogados como la cultura madre de la civilización mesoamericana.
Se dice que el nombre con el que lo conocemos actualmente, proviene de la lengua Náhuatl de México, xocolatl: xococ- agrio amargo y atl- agua. Para que posteriomente fuera introducido al viejo continente por los españoles con el nombre de “chocolate”. Otra versión menciona que es originaria del maya que significa bebida caliente chocolhaa, sin embargo, en esta lengua existe la palabra chukwa para designarlo con su nombre propiamente.
Nutrición y cultivo
El cacao es uno de los alimentos mas completos que contiene, 13 minerales y 9 vitaminas esenciales para nuestra salud. Entre los que se encuentran: el potasio, hierro, magnesio, fosforo, calcio, hierro, vitamina B, vitamina E, ácido fólico, grasa instaurada, ácidos grasos oleico, estereático y palmítico, sustancias proteicas, almidón, azúcares como: sacarosa, glucosa y fructosa. Aminas biogénicas: feniletilamina (molécula del amor), tiránica, triptamina, serotonina (antidepresivos). Taninos catéquicos, linalol, un ácido alifático, algunos ésteres y alcaloides como teobromina y cafeína.
El cacao es un árbol que necesita de humedad y calor. Es de hoja perenne y crece entre 6 y 10 mts de altura. Generalmente crece entre palmas cocoteras y platanares que la protegen del viento en suelo rico y poroso. Aunque no se desarrollan bien en tierras de vapores bajos en calidez.
El fruto del cacao, denominado "mazorca o maraca", es carnoso de forma ovalada y de la que existen 2 tipos: uno es rojo, que al madurar se transforma en morado; el otro es verde, que cuando madura, se torna amarillo 15 a 30 cm de largo por 7 a 10 cm de grueso, puntiaguda y con unos canales denominados "camellones longitudinales". Son del tamaño de una almendra color chocolate o purpureo de 2 a 3 cm de largo y sabor amargo.
Las semillas están recubiertás por una pulpa mucilaginosa de color blanco, de sabor dulce y acidulado. El interior de la semilla esta ocupada por los dos cotillones del embrión llamados comúnmente "habas" o "granos" de cacao con sabor amargo. Son ricas en almidón, proteínas, en materia grasa que les confiere un gran valor nutricional.
Los árboles plantados comienzan a producir flores entre el tercer y sexto año, dependiendo de las condiciones ecológicas y del genotipo. Algunos pueden producir 3 a 7 toneladas/ha/año de grano y un promedio de 18 a 22 mazorcas por kilogramo de producto seco. Aunque es muy variable año con año.
Historia
Durante la época prehispánica los Olmecas de San Lorenzo, Tres Zapotes, Cerro de las Mesas y La Venta, el cacao fue cultivado y domesticado en las tierras pantanosas junto al Golfo de México. También fue utilizado como moneda de cambio entre los aztecas, Toltecas y otros pueblos.
Los mayas, los zapotecas y los aztecas utilizaban el cacao con fines medicinales y religiosos, aunque era más consumida por placer. Quienes disfrutaban eran los reyes y la alta sociedad del mundo prehispánico. Los granos tostados y molidos los mezclaban en agua, harina de maíz, especias como el chile y miel, haciendo de ella una bebida energética.
En las antiguas comunidades mesoamericanas practicaban un proceso muy minucioso para elaborar el cacao. Primero fermentaban el cacao para permitir una serie de procesos químicos que, sumados al aumento de la temperatura de las semillas reducen la acidez. Al final se dejaban secar los granos al sol durante días, posteriormente se asan y se les retira la cáscara.
Actualmente, se consume el cacao de manera distinta el Theobroma cacao L., es de origen mesoamericano. Por lo que, como su nombre lo indica, es una bebida de dioses.
Leyendas y rituales
Los rituales mesoamericanos emplearon el chocolate y se hicieron leyendas en honor al dios del cacao, así como también se utilizo con fines medicinales.
Se cuenta que el dios Kukulkán (dios maya), fue quien le dio el cacao a los mayas después de la creación de la humanidad, hecha de maíz por la diosa Xmucan.
Por otro lado una leyenda azteca cuenta que con el descenso de Quetzalcóatl a la Tierra a través de uno de los rayos de luz, de la estrella de la mañana, se transformó en humano, vivió entre los Toltecas y les enseño diversas artes que los convirtió en gente sabia. Tiempo más tarde, Quetzalcóatl decidió entregarles una planta secretamente, de la que se obtenía una bebida exclusiva de los dioses. Entonces la plantó e instruyó a las mujeres toltecas para elaborar el xocolatl. Ante esta osadía, los dioses tomaron venganza contra él y enviaron al dios Tezcatlipoca para embriagarlo con pulque y ridiculizado frente a su pueblo. Quetzalcóatl huyó hacia el mar con la promesa de volver algún día, no sin antes esparcir las últimas semillas de cacao sobre la región del Golfo de México, que hoy comprende parte del territorio del estado de Tabasco.
Existen varios rituales mayas, entre los que se honra al Dios del Cacao Ek Chuah, en el mes de abril. También se celebraba una fiesta en honor de sus dioses donde incluía sacrificios de perros y otros animales con marcas pintadas de chocolate, ofrendas de cacao, plumas, incienso e intercambio de regalos. Otra práctica habitual, obligaba a los plantadores a mantenerse célibes durante 13 días. Al llegar al décimo cuarto día podían yacer con sus esposas y luego proceder a la siembra del cacao.
En los rituales aztecas, cada año en Tenochtitlán, el cacao era asociado con la extracción del corazón. Un esclavo simulaba ser un dios por 40 días y lo vestían además de alimentarlo como un dios y debía bailar con entusiasmo, cuando disminuía, le daban la bebida preparada con cuchillos de obsidiana de rituales anteriores. Al término de este, el esclavo se entregaba a la muerte con gusto y placer.
Producción y consumo actual
Casi el 90% de la producción mundial del cacao se distribuye en el planeta principalmente de África del Oeste, América Central, Sudamérica y Asia. Siendo los principales países: Costa de Marfil, Ghana, Indonesia, Nigeria, Republica Dominicana, Brasil, Camerún, Ecuador y Malasia.
México, a pesar de las condiciones climáticas que posee para ser uno de los principales productores, no lo es, ya que ocupa el onceavo lugar con una producción de más de 20 mil toneladas al año. Por ello la Fundación Cacao México pretende incrementar esta producción en el país y hacerlo uno de los principales productores a nivel mundial.
La región que más consume Cacao en México es la ciudad de Oaxaca, cuyos fabricantes de Chocolate, compran al año más de dos mil toneladas. En México, los principales productores son los estados de Tabasco y Chiapas con 68% y 32% de la producción nacional.
Usos
El xocolatl era apreciado como reconstituyente para dar fuerza y despertar el apetito sexual, tratar la fatiga, aumentar el peso de los desnutridos, estimular el sistema nervioso de los apáticos, agotados o débiles, mejorar la digestión y estimular los riñones.
La semilla por su parte encierra un aceite esencial que le da un sabor aromático particular. Estas contienen hasta el 50% de aceite. Las semillas se muelen y tuestan para obtener la cocoa y el chocolate, sustancias apreciadas en la fabricación de dulces, confituras, helados y bebidas.
La manteca de cacao es usada para elaborar cosméticos, perfumería y en farmacia, como emoliente. El contenido de alcaloides como teobromina y cafeína, le brinda propiedades estimulantes, diuréticas y vasodilatadoras.
Gracias al calcio que contiene, el cacao ayuda a fortalecer los huesos y dientes. También protege de las caries por contener taninos, al flúor y fosfatos.
Para disfrutarlo, debe consumirse sin azúcar, ya que el azúcar blanco empeora la asimilación de calcio en nuestro organismo.
El cacao es un buen cultivo para reforestar terrenos porque aporta gran cantidad de materia orgánica a los ecosistemas y beneficia a la conservación de la flora y fauna del suelo.
Elaboración del Chocolate
Los granos fermentados y desecados son elaborados en fábricas de chocolate, las semillas se limpian, se tuestan primero para que adquieran sabor y aroma. Se dejan enfriar para luego abrir los granos, se separan de la testa y se descascarilla; quedando la semilla abierta. El grano se muele y se forma una masa de cacao con un licor de chocolate, del cual, se extrae por prensado, la manteca de cacao. Es aquí donde se puede agregar canela, almendra, nuez y hacer diferentes chocolates. Al formar la masa esta puede formar una torta que se pulveriza para formar cacao en polvo.
La producción de cacao en el país se encuentra rezagada, sin embargo sigue teniendo la cultura del cultivo, con el que podría no perderse nuestro legado prehispánico de olmecas, aztecas, toltecas y mayas. Quienes manejaron un ecosistema de gran biodiversidad y capacitados para darle al cacao la importancia auténtica como árbol del dinero.
Referencias
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Clark, J. 1990. "La cultura mokaya: una civilización pre-olmeca del Soconusco". En Primer foro de Arqueología de Chiapas. Instituto Chiapaneco de Cultura. pp 63-74. México.
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Watson, L., y Dallwitz, M.J. 1992 onwards. The families of flowering plants: descriptions, illustrations, identification, and information retrieval. Version: 16th February 2016.
Dra. Ma. Dolores García Suárez. Departamento de Biología, Laboratorio de Micropropagación y Propagación Vegetal. Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa.
Fernanda María Serrano García. Universidad Iberoamericana. Arquitectura
Estructura y Mecanismos de regulación molecular de las acuaporinas
- Autor Dr. Luis Alberto Lightbourn Rojas PhD. / Presidente Instituto Lightbourn Research. Systems Biology
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"Los misterios y secretos de la vida, son una tarea difícil de explicar para el ser humano. Por ello, día con día nuevos descubrimientos le permiten encontrar piezas clave que son un reto dentro de su proceso de investigación o comprensión".
En el artículo anterior, nos referíamos a la importancia que tiene la formación de las acuaporinas. Por ello, conoceremos su conformación y mecanismos de regulación que hacen eficiente el manejo de los cultivos.
Las acuaporinas están ensambladas en las membranas que las contienen como homo-tetrámeros o hetero-tetrámeros, que constituyen un canal intracelular funcional. Cada uno constituido por seis dominios transmembranales con las terminaciones carboxilo y amino del lado del citoplasma. La mitad de las secuencias en la terminación mencionada, son similares. Estos dominios se unen por cinco lazos denominados A, B, C, D y E. Donde los B y D se localizan en la superficie interna de la membrana en dirección al citoplasma; mientras que los lazos A, C y E, están ubicados en la cara externa de la membrana.
Las acuaporinas se diferencian entre sí, por su secuencia de aminoácidos, que influye de manera directa en el tipo de moléculas nutrientes que pueden ser transportadas a través de ellas. En el poro central de la acuaporina se delimitan estos dominios y lazos hidrofóbicos (que rechazan el agua) B y E que contienen una región conservada de tres aminoácidos: Asparagina-Prolina-Alanina. A dicha región se le denomina “motif NPA”, porque son parte esencial en la estructura de las acuaporinas, determinan la permeabilidad selectiva del agua y definitivas para el anclaje de otro tipo de acuaporinas.
Una de las regiones vitales para la selectividad de las acuaporinas, se constituye por 4 residuos de aminoácidos, en los que se encuentran los residuos de aminoácidos aromáticos y un residuo de arginina denominado motif Ar/R. En él, el residuo de arginina tiene la función de ser un sitio electrostático de repulsión de protones, lo que hace a las acuaporinas impermeables de estos sustratos.
En PIPs, se determina que el residuo de histidina193 en el lazo D, es muy conservado, además actúa en el mecanismo de apertura y cierre de estas acuaporinas, provoca un cambio conformacional en el lazo D de la acuaporina favoreciendo el cierre del poro; mientras que en su apertura, el residuo His193 se encuentra desprotonado. Otras formas de aperturar el poro PIPs, es por medio de la fosforilación del residuo Ser 115 en el lazo B. El diámetro del poro que transporta otras moléculas como el glicerol, es mayor en tamaño, además contiene residuos de aminoácidos hidrofóbicos.
La expresión de ciertas acuaporinas es específica en diversos tipos de células y órganos vegetales, que se regulan por diversos factores ambientales como la energía lumínica. En el caso del nogal, la conductividad hidráulica de las hojas es baja durante la noche; sin embargo en el día incrementa hasta en un 400%. Además dependen de la expresión de la formación de acuaporinas PIP2;1 y PIP2,2 y no de manera directa a la apertura y cierre de los estomas. Por lo que, en diversos cultivos mantienen un ritmo circadiano, en el que a mayor temperatura, se agiliza su expresión.
Transporte de acuaporinas.
Recientes estudios indican que la localización intracelular de las acuaporinas es dirigida por un amplio rango de factores entre los que se encuentran las regiones conservadas y denominadas “motifs”, que son modificaciones postraduccionales, interacciones puentes de hidrogeno e interacciones proteína-proteína. Estas son insertadas en el retículo endoplasmático y sufren modificaciones a través de la ruta secretora.
En algunos experimentos se ha demostrado que PIP1 no es transportada a la membrana citoplasmática si no existe la presencia de PIP2, quedándose en el retículo endoplasmático. Lo que significa que PIP1, carece de un sistema de señalización para su transporte o inestabilidad sin la presencia de PIP2. Al realizar dichos experimentos, se reduce la conductividad hidráulica de las raíces entre un 36% a un 45%.
El sistema de señalización que tiene PIP2 para abandonar el retículo y continuar su ruta final, implica secuencias primarias conocidas como “motifs diacídicos”, las cuales contienen dos residuos de aminoácidos ácidos, separados por un residuo indeterminado, expresándose como la secuencia DXE (ácido aspártico-X-ácido glutámico), o bien EXD (ácido glutámico-X- ácido aspártico). Estas secuencias sirven como señal para COPII, que transporta hacia el retículo endoplasmático al aparato de Golgi. Posteriormente su traslado anterógrado de las acuaporinas PIP, necesita que contengan en su sección transmembranal 3, residuos de leucina en la posición 127 y alanina en la posición 131, lo cual es representado como la región LXXXA.
La fosforilación de las PIP2, también incluyen el transporte desde el retículo hasta la membrana. Con lo que se comprueba que en el residuo de serina 283 es necesaria para realizar el transporte de las acuaporinas PIP2, mientras que la fosforilación en el residuo 280 no tiene efecto.
Otro mecanismo de regulación de las acuaporinas PIPs, es su interacción con otros factores proteicos SNAREs (soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor protein atachment protein receptor, por sus siglas en inglés), los cuales como familia proteica, regulan la fusión de vesículas en el sistema endomembranal. Además, están ligadas tanto a la vesícula transportadora, como a la membrana que dirige a la vesícula. Ambas interactúan formando una estructura hidrofóbica y logran la fusión de ambas membranas.
Se ha observado que el bloqueo de la acción de proteínas SNAREs, como SYP121, reduce la cantidad de ZmPIP2;5, además de una interacción directa entre ambas representada como SYP121-PIP2 para el anclaje de PIP2 en la membrana citoplasmática.
Otras proteínas SNAREs identificadas en la participación es la SYP61, han demostrado su interacción con acuaporina PIP2 y la formación de complejos con SYP121. Aparentemente estas se encuentran en la membrana citoplasmática, mientras que la proteína SYP61, se localiza en endosomas. Por ello se sugiere que un segundo mecanismo de transporte en lugar de interactuar con las proteínas SYP121 únicamente. Se lleva a cabo una interacción SYP61 desde la vesícula con SYP121 de la membrana citoplasmática para crear la fusión de las membranas y con ello el anclaje de las acuaporinas PIP2.
Las PIPs, también tienen un mecanismo de movilidad lateral, que significa que las acuaporinas con mayor longitud de sus lazos de la cara externa de la membrana citoplasmática, obtendrá mayor restricción en su movimiento. En condiciones idóneas, manifiestan una constante recirculación. Lo que aún no se ha descubierto es la razón por la que este proceso existe, probablemente sea un mecanismo de reparación, que durante una exposición a estrés por una aplicación excesiva de fertilizantes salinos, este es incrementado.
En el caso de la acuaporinas TIPs, se han detectado dos mecanismos de transporte: 1) en el primer mecanismo, la proteína sigue su proceso postraduccional a través del retículo endoplásmico y posteriormente pasa al aparato de Golgi para dirigirse a la vacuola. 2) En este mecanismo, el transporte es independiente del paso por el aparato de Golgi, esto significa que algunas acuaporinas TIP, pasan directamente del retículo endoplasmático a la vacuola.
La eficiencia de alta productividad agrológica requiere que el productor, como los técnicos asesores agrológicos, cuenten con información sobre los mecanismos internos celulares de las plantas, ya que una decisión inadecuada al momento de nutrir un cultivo o un cambio climático inesperado, incide sobre los procesos de traducción y señalización al interior de estas. Al conocer este funcionamiento, les permite adelantarse a posibles escenarios de riesgo, lograr los objetivos productivos y económicos programados.
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