Introducción

Litchi (Litchi chinensis Sonn) es un árbol que pertenece a la familia Sapindaceae, de clima tropical y subtropical, originario de China, es cultivado en el sudeste de Asia y en el norte de Vietnam, desde hace más de 2,300 años (Emanuele, Lauricella, Calvaruso, D’Anneo & Giuliano et al., 2017; Sung, Yang & Kim, 2012).

El árbol de litchi categorizado como no climatérico, llega a medir hasta 20 m de altura, de hoja perenne, su fruta tiene una longitud de 3 a 4 cm y un diámetro de 3 cm, redondeado, ovoide, acorazado, su color es rojo intenso. El fruto posee un alto valor nutritivo y comercial por su agradable, refrescante y jugoso arilo (Bhoopat et al., 2011). Además, el litchi tiene un alto contenido de: carbohidratos, fibras, minerales, carotenoides, polifenoles y vitaminas B1, B6, C, E y K. En la medicina tradicional la cáscara, la pulpa, las semillas, las hojas y las flores se usan en el tratamiento de la diabetes, la obesidad y las úlceras de estómago, es desparasitante, antifebril; útil en los trastornos intestinales, en la disentería, la gastralgia, la neuralgia, la orquitis, la hinchazón testicular, y la viruela; también se emplea como tónico para el corazón, el hígado y el cerebro. Su alto contenido de compuestos bioactivos son los responsables de su actividad biológica al ser antioxidante, anticancerígeno, antiinflamatorio, antimicrobiano, hepatoprotector y por consiguiente benéfico para la salud humana (Emanuele et al., 2017; Lv et al., 2015; Miranda-Hernández et al., 2019). En esta revisión se describen las características botánicas, la distribución, la composición química con énfasis en sus compuestos bioactivos y su actividad biológica, así como los usos, las aplicaciones y las perspectivas de interés para la industria alimentaria, farmacéutica y cosmética con el fin de elaborar productos novedosos para el beneficio humano.

Metodología

La recopilación de la información sobre la descripción botánica, el cultivo, la distribución etno-medicinal, las actividades biológicas, los compuestos bioactivos y la aplicación industrial se realizó a través de una búsqueda en las siguientes bases de datos científicas: ScienceDirect, Springer, Google Académico, Scopus y PubMed, en el idioma inglés, entre los años 2017 a 2022. Los datos obtenidos se organizaron, clasificaron, analizaron y resumieron de acuerdo al área de trabajo. En cuanto al estudio bibliométrico se utilizaron diferentes palabras clave relacionadas con la fruta del litchi, que incluyeron: litchi chinensis, caracterización; litchi chinensis, actividad biológica; litchi chinensis, compuestos bioactivos; litchi chinensis, usos medicinales y litchi chinensis, aplicaciones. Las estructuras químicas se obtuvieron de los artículos científicos, y se esquematizaron con el programa ChemBasic.

Resultados

Litchi (Litchi chinensis)

Características botánicas

A Litchi chinensis se le conoce con diversos nombres: ciruela china, lichee, lyche, cereza de la china, nuez china y mamonsillo chino, entre otros (SIAP, 2018). Es un árbol, como se mencionó, de la familia Sapindaceae, de clima tropical o subtropical con una altura entre los 10 - 20 m. Tiene una copa redonda y densa, tronco y ramas lisos y una corteza de color marrón grisáceo (Figura 1). Las hojas son del tipo perenne, pinnadas, coriáceas, puntiagudas elípticas o lanceoladas de hasta 15 cm de largo y de entre 3 y 5 cm de ancho de un color rojo o verde claro brillantes, con el tiempo cambian a un verde oscuro. Las flores son entre blancas verdosas a amarillentas, masculinas o femeninas, crecen en las panículas terminales de las ramas con o sin hojas. La fruta tiene una longitud de 3 a 4 cm y 3 cm de diámetro, es ovalada de corteza áspera y correosa, en un inicio su color es verde que va cambiando a rosa y pasa a un rojo intenso conforme madura, después de dos o tres días de la cosecha se vuelve color marrón. El arilo es de color blanco, translúcido, de sabor dulce y refrescante: en su centro contiene una semilla oblonga de superficie lisa y brillante, color marrón (Bhalla-Sarin, Prasad, Kantharajah & Jain, 2003; Emanuele et al., 2017; Ibrahim & Mohamed, 2015; Soni & Agrawal, 2017; Sung et al., 2012).

Cultivo y distribución

Los productores principales de litchi a nivel mundial son China, Vietnam, Tailandia, India, Bangladesh, Nepal, Sudáfrica, Madagascar, Mauricio, y Australia, que constituyen el 95 % de la producción (Muthusamy, Swathy & Kiran, 2017).

El litchi (Litchi chinensis) es un árbol originario del sur de China que data del año 2000 a.C. y se desarrolla en los bosques húmedos de la provincia de Hainan, en las áreas montañosas de Guangdong y Fujian, en las montañas de: Bavi, Tamdao, Tuyenhoa y Myanmar del norte de Vietnam (Long et al., 2015). El cultivo de litchi se extiende en China al sur de la provincia Sichuan y sur de la provincia Hainan. La producción comercial está en Guangdong, Guangxi, Fujian y en la provincia de Hainan.

La distribución mundial del árbol de litchi, procedente de China, comenzó a finales del siglo XVII, en Birmania (Myanmar) convirtiéndose en el primer país en tener un cultivo de litchi, 100 años después llegó a India y a Tailandia; en el año1870 a Madagascar y a Mauricio; en 1873 por medio de un comerciante chino se introdujo a la isla de Hawai. El cultivo de litchi, se introdujo en Florida entre los años 1870 a 1880 y de India a California en 1897. Posteriormente entre 1930 y 1940 se empezó a cultivar en Israel y llevado a Australia por inmigrantes chinos (Figura 2). Actualmente el litchi, es cultivado en Asia, África y en el centro y sur de América (Chang, Chen & Chen, 2017; Koul & Singh, 2017).

Los últimos estudios están enfocados a las áreas de vida útil y encapsulación, nanociencia, diseños de productos bioactivos, postcosecha y control biológico, donde estos dos últimos representan el 83 % de las publicaciones científicas, que han sido reportadas por grupos de investigadores de países como China, Canadá, India, Brasil y España, entre otros (Figura 3). Algunas áreas de trabajo exploradas en la actualidad son las relacionadas al estudio de los compuestos bioactivos con propiedades biológicas, principalmente anticancerígenas y neurodegenerativas.

Uso medicinal

El litchi ha sido utilizado por las culturas antiguas en la medicina tradicional, a partir de prácticamente todo el árbol, desde la corteza, las raíces, las flores, las hojas y del fruto la pulpa, la semilla y la cáscara. En china el uso de estas partes ha ganado popularidad para el tratamiento de la tos, la gastralgia, la neuralgia, la orquitis, la hinchazón testicular, la viruela y las hernias, entre otras. Los diferentes usos etnomedicinales, métodos tradicionales de preparación y de consumo, se muestran a continuación en una descripción general de algunas propiedades medicinales de relevancia.

La semilla se utiliza por su propiedad analgésica y en una administración pulverizada en pacientes con problemas intestinales (Chung et al., 2017; Yang, Wang, Prasad, Pan & Jiang, 2011). También, el consumo de la semilla en infusión disminuye las concentraciones de glucosa en la sangre, los triglicéridos y la leptina, además de su efecto sobre la necrosis tumoral (Mamun et al., 2020), de igual manera el consumo del extracto inhibe el crecimiento de las células cancerosas y mejora la función hepática (Choi et al., 2017).

La cáscara de litchi en infusión sirve para tratar las erupciones de la viruela y en la diarrea, y si se mezcla con sus hojas funciona como un antídoto contra el veneno de los insectos y en gel formando cataplasmas para las enfermedades de la piel. Las hojas son un auxiliar en el dolor de estómago, las flatulencias, en la desintoxicación, la insolación y el infarto.

En Taiwán, es una tradición el consumo de la infusión de las flores de litchi como una bebida refrescante y en China con la corteza y la raíz cocidas se hacen gárgaras para aliviar el dolor de la garganta. La fruta de litchi se ha reportado en el tratamiento de trastornos intestinales, la diabetes, la tos, la obesidad, las úlceras del estómago, es desparasitante, antifebril, y diurética (Bhoopat et al., 2011; Ibrahim et al., 2015). Diversos estudios señalan que el litchi posee la capacidad para tratar una variedad de enfermedades por sus compuestos bioactivos. A continuación, se describen las propiedades biológicas más relevantes y los fitoquímicos asociados.

Actividad biológica

El litchi contiene compuestos con principios bioactivos de importancia industrial, farmacéutica y química y con propiedades que ya se mencionaron. A continuación se resumen los resultados de los estudios científicos realizados a cada una de las partes del árbol (Ganjewala, 2017; Long et al., 2015; Tan et al., 2020).

Cáscara

La cáscara de litchi es uno de los residuos más importantes obtenidos del procesamiento de la fruta, en los últimos años los investigadores han citado la relevancia de sus propiedades biológicas en estudios de índole medicinal. Los compuestos que contiene el extracto de la cáscara de litchi son la: epicatequina, procianidina B2, procianidina oligoméricas tipo A, quercetina-3-O -rutinoside, cianidina y malvidina (Figura 4) (Li et al., 2012a) y su actividad biológica es: antioxidante, anticancerígena, antidiabética, antienvejecimiento, control de los trastornos neurodegenerativos y cardiovasculares (Li et al., 2021; Gong et al., 2018; Li et al., 2018; Kilari & Putta, 2017; Zhou et al., 2011). Su actividad antioxidante, se le atribuye a moléculas poliméricas de proantocianidinas, Zhou et al. (2011) se refieren a estos compuestos con valores de inhibición para los radicales DPPH y ABTS de 0.096 y 0.086 mg/mL, respectivamente y que su actividad antioxidante depende de la estructura química, grado de polimerización y tipo de enlace entre los monómeros de las proantocianidinas. Li et al. (2012a) encontraron principalmente epicatequina, procianidina A2, procianidina B2 y trímero de procianidina tipo A en 9 variedades de litchi, en donde la actividad antioxidante se correlacionó con su contenido de compuestos polifenólicos y flavonoides.

Aun con los escasos trabajos que existen sobre las propiedades biológicas de la cáscara de litchi, se ha publicado su efecto antidiabético y hepatoprotector; Kilari & Putta (2017) demostraron que el extracto acuoso retiene la progresión de la cataractogénesis y la retinopatía diabética en ratas diabéticas inducidas por estreptozotocina, con una reducción significativa en los niveles de: glucosa, superóxido dismutasa, catalasa, glutatión reducido y aldosa reductasa. Chen, Chang, Tsay & Weng (2017a) se refieren al efecto hepatoprotector de los extractos de litchi frente a las células hepáticas embrionarias de los ratones tratados con el tetracloruro de carbono (CCl₄). Adicionalmente, se encontró una actividad regenerativa de las células hepáticas, atribuida a la epicatequina y a la procianidina A2, en los ensayos de cicatrización de las heridas, por raspado y lesiones. Algunas investigaciones indican la importancia de las procianidinas en los tratamientos contra la diabetes y los trastornos cardiovasculares. Li et al. (2018) citan a las procianidinas oligoméricas con efecto contra la diabetes y una mejoría en: el metabolismo de los lípidos, el nivel de la insulina, la homeostasis de la glucosa y la disminución del estrés oxidativo producido por la hiperglucemia en el suero. Zhou et al. (2011), mencionan que las procianidinas oligoméricas tipo A pueden utilizarse en el tratamiento de la hiperuricemia con un efecto protector contra las enfermedades cardiovasculares, esto porque in vivo en una rata con isquemia miocárdica aguda y una relación de dosis-efecto, se obtuvo una capacidad antioxidante sérica y miocárdica (Chen et al., 2017b).

Pulpa

La pulpa del litchi contiene polisacáridos, polifenoles, vitaminas, lípidos y minerales, con beneficios para la salud humana, especialmente para el hígado, cerebro y corazón (Zhao, Wang, Wang, Zhu & Hu, 2020). Las actividades biológicas de la pulpa de litchi han sido atribuidas a su contenido de: polifenoles, flavonoides, antocianinas y proantocianidinas, en este último grupo se incluyen las procianidinas diméricas y triméricas. Distintos autores citados a continuación corroboran la propiedad antioxidante, en la pulpa, presente en varios compuestos según Lv et al. (2015), en un contenido total de polifenoles y flavonoides de 32 cultivares de litchi, encontraron epicatequina, procianidina B2 y procianidina C1, una alta actividad antioxidante atribuida a 6 procianidinas individuales, y a los polisacáridos; Huang et al., 2015 descubrieron propiedades fisicoquímicas, actividad antioxidante y antiproliferativa en 6 fracciones de polisacáridos, cuyo contenido es la galactosa y la manosa que le confieren a la pulpa una mayor actividad antioxidante y un efecto inhibitorio sobre la proliferación de las líneas celulares en el cáncer de hígado y en el carcinoma gástrico humano. En el estudio de otras bioactividades, el tipo de extracción es determinante para la obtención de resultados satisfactorios. Su et al. (2014) mediante la extracción por solventes orgánicos (agua, etanol, acetona acuosa, metanol acuoso y acetato de etilo), resultó ser la acetona acuosa (80 %) con mayor contenido de polifenoles y mayor actividad antioxidante estimado por los métodos de captación de radicales libres de oxígeno (ORAC) y actividad antioxidante celular (CAA) con un valor correspondiente a 852 mg equivalentes de trolox (ET)/100 g peso fresco (PF) y 16.9 mg equivalentes de quercetina (EQ)/100 g PF, respectivamente; seguido por el extracto de metanol acuoso (80%) con valores correspondientes a 743 mg ET/100 g PF y 16.6 mg EQ/100 g PF para los ensayos de ORAC y CAA, respectivamente. En años recientes, las investigaciones se han enfocado a los problemas en la salud humana por los altos índices de mortalidad a nivel mundial, a causa de la obesidad y la diabetes, es conocido que la cáscara de litchi representa un potencial de uso como suplemento dietario, sin embargo, hay autores que han experimentado con la pulpa de litchi y su efecto en los tejidos adiposos y los hepáticos de las ratas Wistar relacionados con el desarrollo del hígado graso y el desarrollo de la obesidad. Los animales fueron tratados con pulpa de litchi administrada por vía oral en un 40% p/v durante 5 semanas, los resultados obtenidos demostraron que los triglicéridos y el colesterol fueron significativamente más bajos que en el grupo control (sin administración de la pulpa). En este estudio se revela que la pulpa de litchi afectó la dinámica celular del tejido adiposo, disminuyendo la hipertrofia de los adipocitos y contrarrestando la acumulación de grasa en el tejido hepático de las ratas (Alexander et al., 2019).

Semilla

La semilla de litchi se considera una alternativa potencial en el tratamiento de las infecciones microbianas, las patologías hepáticas, las enfermedades inflamatorias y las neurodegenerativas (Alzheimer). Varios estudios destacan su capacidad antioxidante, antimicrobiana, anticancerígena, antidiabética, antiinflamatoria e hipolipidémica (Man et al., 2017; Tang et al., 2018; Zhang et al., 2021b). Chukwuma et al . (2021) señalan que los compuestos del tipo-flavan-3ols, los sesquiterpenos, los ácidos fenólicos, los jasmonatos y los flavonoides glicosilados podrían modular las vías de señalización y expresión de los genes relacionados a la reducción de las enfermedades. Las investigaciones están orientadas al estudio de la capacidad anticancerígena de los extractos de las semillas de litchi (Chung et al., 2017a; Guo et al., 2017). Los extractos acuosos de la semilla mostraron actividad anticancerígena frente a las células cancerosas de mama y las células mamarias normales en una cinética de tiempo de 24, 48 y 72 h en distintas concentraciones del extracto de litchi (0.05, 0.1, 0.2 y 0.4 mg/mL). Los autores indican que las concentraciones de 0.05 y 0.1 mg/mL mejoraron la proliferación de las células epiteliales de mama no malignas (MCF10A), sin embargo, esta proliferación fue suprimida por concentraciones de extractos de 0.2 y 0.4 mg/mL, así como las células cancerígenas fueron inhibidas. A partir de este hallazgo Ma et al., (2020) dedujeron que el efecto inhibitorio de los extractos de litchi, sobre las células cancerosas, depende de las siguientes variables de ensayo: concentración y tiempo. Otro estudio determinó que el extracto de la semilla de litchi puede inhibir el crecimiento celular y suprimir el factor relacionado con el desarrollo epidérmico del cáncer de pulmón (Chung et al., 2017a). Las investigaciones dirigen su interés en lograr la disminución del cáncer de próstata, por ser el más frecuente entre la población masculina, Guo et al. (2017) citan que los extractos de la semilla de litchi obtenidos con disolvente n-butílico induce a la apoptosis celular e inhibe el ciclo celular de las líneas celulares del cáncer de próstata. También se ha visto que los compuestos bioactivos de la semilla de litchi extraídos con etanol al 50 % tienen actividad antitirosinasa (Nagendra et al., 2009) y los polisacáridos obtenidos por ultrasonido con propiedades antioxidantes (Chen, Yeyuan, Luo, Gao & Zhu, 2011). Mhatre, Bhagit & Yadav (2019), aislaron una proteína de la semilla de litchi con capacidad de inhibir a la enzima lipasa. Otros aportes revelan el efecto hipoglucémico de las semillas de litchi, como en los ensayos realizados en ratas con diabetes tipo 2, en donde se observa que el extracto hizo decrecer el índice de resistencia a la insulina y a la glucosa en la orina. Estos resultados indican que el extracto de la semilla de litchi regula la homeostasis de la glucosa y los ácidos grasos, y reparan el deterioro de la señalización de la insulina en el hígado (Man et al., 2017). Actualmente, el interés en esta área de trabajo se incrementó por su contribución en el avance del tratamiento de las enfermedades con una alta tasa de mortalidad en los humanos, así lo reporta Chukwuma et al. (2021) con evidencias de los beneficios medicinales del uso de la semilla de litchi.

Flor y hoja

Los compuestos bioactivos que se encuentran en el extracto de la flor de litchi disponen de un efecto sobre la inhibición de los radicales libres del DPPH y en la oxidación de las lipoproteínas de baja densidad. Diferentes estudios, en el caso por ejemplo de Yang et al. (2012) enuncian que el extracto de litchi obtenido en acetato de etilo mostró una alta capacidad antioxidante y para la eliminación de los radicales del DPPH a una concentración de 0.016 μg de muestra/mL, adicionalmente con la capacidad de oxidar a las lipoproteínas de baja densidad. En un estudio de Chang et al. (2013) realizado en ratones con dietas altas en grasa, los extractos de la flor de litchi tuvieron un efecto antiinflamatorio y en los análisis histopatológicos una recuperación del daño hepático. Por otro lado, la hoja de litchi ha sido descrita como una fuente de importantes compuestos bioactivos: la epicatequina, la procianidina A2 y la procianidina B2 para el tratamiento de las flatulencias, de la desintoxicación, de un golpe de calor y en las enfermedades del hígado (Thiesen et al., 2020; Chen et al., 2017b). Wen et al. (2015) expresan que la hoja de litchi con su capacidad antioxidante, anticancerígena y antiproliferativa, actúa contra las líneas celulares del hematoma humano HepG2 y son capaces de inhibir su ciclo celular.

Aplicación industrial

Los usos etnomedicinales y los estudios de exploración de las actividades biológicas que presenta el litchi son utilizados por la industria para el desarrollo de nuevos productos y en la conversión de los residuos a compuestos de valor agregado como una alternativa natural rentable para la industria.

La semilla de litchi contiene polisacáridos como almidón de importancia para la industria alimentaria, usado como espesante, emulsionante y agente emulsificante, y en la elaboración de dulces y vinos. Por otro lado, su contenido de ácidos grasos es requerido en la industria cosmética y el cuidado personal, ya que por sus propiedades antioxidantes previenen la degradación del colágeno, la elastina y el ácido hialurónico. Se producen detergentes por medio de la saponificación, tintas y lubricantes (Lv et al., 2014; Upadhyaya & Upadhyaya, 2017). Otros autores como Tian et al. (2020) utilizaron la pulpa de litchi con gelificantes híbridos de cera de abejas, k-carragenina y goma xantana en la fabricación de una tinta gelificadora híbrida para la impresión en 3D, con esta aplicación la microestructura impresa obtuvo una alta precisión que soporta un ángulo de inclinación de 53.5 º y una altura de 85 capas, por lo que este sistema de gelificación híbrido tiene importancia al mejorar la estabilidad, la precisión y la formación de los productos impresos. Según estos resultados, el jugo de litchi puede abordar el mercado global de tintas para impresiones 3D.

En cuanto a la cáscara de litchi se obtienen colorantes, champús, acondicionadores y este último se produce al combinar las vitaminas E y C para prevenir el daño en el cabello por acumulación de partículas (Rocafort, 2017), también se ha llevado a cabo la obtención de quercetina, kaempferol y derivados glucosídicos por Aspergillus awamori (Lin et al., 2014). Por otro lado, la industria alimentaria se ha interesado en la producción de alimentos funcionales a partir de la fruta de litchi como encurtidos, conservas, jugos, yogurt y vino. También se han fabricado bebidas fermentadas a partir del jugo de litchi fortalecidas con probióticos Lactobacillus casei 01 e inulina, Lactobacillus plantarum, frutooligosacárido y pectina, con la garantía de tener calidad sensorial, seguridad microbiana y nutricional, otra formulación es la mezcla del jugo de litchi con Aloe vera (Kalita, Saikia, Gautam, Mukhopadhyay & Mahanta, 2018; Kingwatee et al., 2015; Swami Hulle, Chakraborty & Rao, 2017; Zheng et al., 2014).

La industria cosmética ha desarrollado un suero de litchi para el tratamiento que contrareste: el oscurecimiento de la piel, el envejecimiento, la pérdida de elasticidad y la reducción de arrugas en la piel (Lourith & Kanlayavattanakul, 2020). Además, las hojas de litchi han contribuido con sus propiedades al desarrollo de fitocosméticos y fotoprotectores por su alto contenido de epicatequina y procianidinas A2, que tienen un efecto fotoquímico-protector frente a los rayos UVA / UVB y de fotoprotección frente a Propionibacterium acnes (Thiesen et al., 2020).

Conclusiones

El litchi (Litchi chinensis) se consume en diferentes partes del mundo por su alto contenido nutricional, además de ser jugoso y el sabor de su arilo refrescante. Es también utilizado en la medicina tradicional y demostrado que contiene una gran variedad de compuestos bioactivos con actividad antioxidante, anticancerígena, antiobesidad, hepatoprotetora, cardioprotectora y antiinflamatoria.

El contenido de compuestos bioactivos y sus propiedades biológicas hacen del árbol de litchi valioso para el desarrollo de alimentos con valor agregado, medicamentos y cosméticos. Sin embargo, para satisfacer las necesidades tecnológicas y la fabricación de nuevos productos de interés para la industria farmacéutica, cosmética y alimentaria es necesario ampliar las investigaciones a nivel de la biodisponibilidad, mecanismo de acción y metabolismo en los humanos.

Agradecimientos

Guillermo Castillo Olvera agradece el apoyo de CONACYT por la beca (No. 783603) para realizar los estudios de maestría.

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Notas de autor

^* E-mail: jorge.wong@uaslp.mx.