Composición y concentración de alcaloides en Lupinus Exaltatus zucc. durante su crecimiento y desarrollo / Alkaloid composition and concentration in Lupinus Exaltatus zucc. during its growth and development / Composição e concentração de alcaloides em Lupinus Exaltatus zucc. durante seu crescimento e desenvolvimento

RESUMEN

Por sus características nutricionales Lupinus exaltatus es considerado una fuente alternativa de alimento para animales en zonas templadas, pero la presencia de alcaloides quinolizidínicos limita su consumo. Se determinó la composición y concentración de alcaloides en hojas, tallos, flores y frutos inmaduros de L. exaltatus durante cinco etapas fenológicas para proponer alternativas de uso y manejo de esta especie como forraje. Se estableció un cultivo en macetas y en cada etapa fenológica se tomaron seis plantas que se separaron en sus diferentes órganos, para ser deshidratados y analizar su composición y contenido de alcaloides por cromatografía de gases capilar-espectrometría de masas (CG-EM). En cada etapa y órganos se identificaron los alcaloides quinolizidínicos lupanina, 3-b-hidroxilupanina, afilina, epiafilina, dehidro-oxoesparteína y a-isolupanina. Aunque el perfil permaneció constante, la concentración de alcaloides totales en los diferentes órganos fluctuó significativamente (0,31-2,1%) en función de las etapas de crecimiento. Tras cinco etapas de crecimiento y desarrollo el menor contenido promedio de alcaloides se encontró en tallos (0,63%) mientras que en frutos inmaduros (vainas verdes) se encontró el más alto (1,95%). La lupanina resultó ser el compuesto individual mayoritario en tallos y frutos. Aunque no se detectaron alcaloides potencialmente tóxicos y teratogénicos (esparteína citisina, anagirina y amodendrina), los resultados indican que el mayor riesgo de intoxicación del ganado por consumo de L. exaltatus podría ocurrir en las etapas de formación de vainas y fructificación, debido a la alta concentración de alcaloides totales y mayor abundancia de lupanina en frutos inmaduros.

ABSTRACT

Due to its nutritional characteristics, Lupinus exaltatus is considered as an alternative source of animal feed in temperate regions. However, the presence of quinolizidine alkaloids in different plant organs limits its consumption. The composition and concentration of alkaloids in leaves, stems, flowers, and inmature fruits of L. exaltatus was determined in five different phenological stages with the final purpose of suggesting alternatives for its management and use as forage. Plants were sowed in pots and at each phenological stage six plants were harvested and separated in roots, stems, leaves, flowers, and inmature pods that were air dried to constant weight. Each organ was analyzed for alkaloid composition and content by capillary gas chromatography- mass spectrometry (GC-MS). In each phenological stage and in all organs the alkaloid profile was characterized by the presence of six major alkaloids epiaphylline aphylline, a-isolupanine, lupanine, dehydro-oxosparteine and 3-b-hydroxylupanine. Although the alkaloid profile was constant, the total concentration in the different organs showed a significant variation (0.31-2.1%) in the different phenological stages. In general, after the five growth stages the stems showed the lowest average total alkaloid concentration (0.63%) whereas inmature pods had the highest total alkaloids (1.95%). Lupanine was the major alkaloid in stems and fruits. Although alkaloids with the highest toxicity (sparteine, anagyrine and ammodendrine) were not detected, the results indicate that the major risk for intoxication could occur during pod growth and seed ripening, due to high total alkaloid content and larger abundance of lupanine in immature fruits.

RESUMO

Por suas características nutricionais Lupinus exaltatus é considerado uma fonte alternativa de alimento para animais em regiões temperadas, mas a presença de alcalóides quinolizidínicos limita seu consumo. Determinou-se a composição e concentração de alcaloides em folhas, caules, flores e frutos imaturos de L. exaltatus durante cinco etapas fenológicas para propor alternativas de uso e manejo desta espécie como forragem. Estabeleceu-se um cultivo em vasos e em cada etapa fenológica foram colhidas seis plantas e separardas em seus diferentes órgãos, para serem deshidratados e para analizar sua composição e conteúdo de alcalóides por cromatografia de gases capilar-espectrometria de massas (CG-EM). Em cada etapa e órgãos foram identificados os alcalóides quinolizidínicos lupanina, 3-b-hidroxi lupanina, afilina, epiafilina, dehidro-oxoesparteína e a-isolupanina. Ainda que o perfil tenha permanecido constante, a concentração de alcaloides totais nos diferentes órgãos flutuou significativamente (0,31-2,1%) em função das etapas de crescimento. Depois de cinco etapas de crescimento e desenvolvimento o menor conteúdo médio de alcaloides foi encontrado em caules (0,63%) enquanto que em frutos imaturos (vagens verdes) se encontrou o mais alto (1,95%). A lupanina resultou ser o composto individual maioritário em caules e frutos. Ainda que não se detectaram alcaloides potencialmente tóxicos e teratogénicos (esparteína citisina, anagirina e amodendrina), os resultados indicam que o mayir risco de intoxicação do gado por consumo de L. exaltatus poderia ocorrer nas etapas de formação de vagens e frutificação, devido a alta concentração de alcaloides totais e maior abundância de lupanina em frutos imaturos.