Ingrid Astrid Melo P.1 y Gustavo Adolfo Ligarreto M.1, 2
1 Departamento de Agronomía, Facultad de Agronomía, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá.
2 Autor de correspondencia. galigarretom@unal.edu.co
Fecha de recepción: 14 de agosto de 2009. Aceptado para publicación: 28 de julio de 2010
RESUMEN ]]>
El fríjol reventón es un cultivo que además de tener un alto contenido de proteínas y carbohidratos, puede ser utilizado en la industria y consumido en forma de pasabocas. El objetivo de esta investigación fue cuantificar los taninos del grano y algunas características fenológicas en 20 cultivares, para identificar accesiones con características de calidad. Los resultados muestran la presencia de dos grupos claramente discriminados por las variables número de vainas por planta, porcentaje de incremento en volumen del grano después de reventado, días transcurridos hasta el 50 y 100% de la floración y concentración de taninos en el grano.Palabras clave: Leguminosae, Phaseolus vulgaris, ñuña, fenología.
ABSTRACT
The popping bean is a crop that besides having a high content of proteins and carbohydrates can be used in the industry and can be consumed as a snack food. The objective of this research was to quantify some antinutritional factors and agronomic characteristics of 20 materials of popping beans; with the purpose of identifying agreements with desirable characteristic of quality. The results demonstrate the presence of two groups which are clearly discriminated by the variables number of pods by plant, percentage of volume increment in the grain after having popped, days passed until 50% and 100% to flower and concentration of tannins in the seed.
Key words: Leguminosae, Phaseolus vulgaris, ñuña, phenology
Introducción
La importancia de la especie fríjol radica en su área sembrada, que alcanza en Colombia 165.000 ha, como también por su elevado contenido de proteínas, fuente de energía y buena cantidad de minerales esenciales (CCI, 2000; FAO, 2010). El fríjol tipo reventón adquiere este nombre por su capacidad de reventar al calor, es originario de la zona andina de América del Sur y su mayor centro de diversificación son las zonas altas de Perú y Bolivia, donde se le conoce con el nombre de fríjol nuña o ñuñas. En el país, aún no se cultiva. Se considera que por miles de años fue un alimento básico de los pobladores indígenas del sur, mientras para el mundo moderno son casi desconocidos, por lo que algunos los llaman como "la cosecha pérdida de los Andes" (Ferguson, 1993).
De acuerdo con los estudios etnobotánicos, arqueológicos y bioquímicos, se ha concluido que este cultivo se desarrolló en las zonas altas de Perú y Bolivia durante la época pre-inca. Es posible que correspondan a una presión selectiva aplicada en forma temprana y amplia en el proceso de domesticación (Tohme et al., 1995). El fríjol se prepara de varias formas: frito, guisado o como palomitas de fríjol tostándolas por 5-10 min con aceite. El producto tostado se consume como pasabocas o aperitivo, convirtiéndose en una muy buena alternativa no solo nutricional sino económica para muchos de los pequeños agricultores (Camarena et al., 1990).
El fríjol reventón presenta una amplia variabilidad genética, así como unos rangos de adaptación muy específicos debido a la alta interacción de las variedades con el medio ambiente. Dentro de esta variabilidad, se encuentran genotipos con buenos rendimientos y buena calidad de reventado, los cuales se consideran característicos de herencia compleja (Otálora et al., 2006).
La planta de fríjol reventón tiene un hábito de crecimiento trepador, periodo de ciclo de vida entre 8 y 10 meses. El contendido de proteínas de la leguminosa es 20% y el de carbohidratos es de 62%, estando estos últimos constituidos principalmente por almidón (60%). Es una buena fuente de calcio, hierro, zinc y tiamina, aporta vitamina B6, ácido pantoténico, biotina y otras vitaminas del complejo B; el ácido ascórbico está ausente en las leguminosas y el valor de la vitamina A es muy bajo (Kornegay et al., 1992).
]]> Los taninos son considerados antinutrientes, ya que pueden formar complejos con las proteínas, almidón y enzimas digestivas, causando una reducción en el valor nutritivo de los alimentos (Belitz y Grosch, 1992). Los taninos condensados constituyen la principal fracción fenólica responsable de las características de astringencia de los alimentos vegetales, aunque la intensidad de estas sensaciones depende del peso molecular del compuesto presente (Haslam y Lilley, 1988; Chung et al., 1998).En cuanto a la facilidad para ser digerido, el fríjol tostado y el frito son de mayor digestibilidad que la preparación en forma cocida, lo cual se puede explicar debido a que el grano ya se encuentra libre de la cáscara. La baja digestibilidad de las leguminosas se debe al contenido relativamente alto de fibra en la cáscara y a la presencia de sustancias tánicas como en el caso de los frijoles (van Beem et al., 1992).
Otálora et al. (2006) reseñan diferentes ensayos de dietas realizados con las nuñas, probando estas como sustituto de la harina de trigo hasta en un 20% para la elaboración de galletas. Los resultados informan que las galletas elaboradas de esta manera presentan características similares a las que solamente contienen harina de trigo, pero en cuanto al valor nutricional con base en el contenido proteico, las galletas con harina de fríjol presentaron un mayor contenido (9,75%) que las obtenidas solamente con harina de trigo (6,38%). Igualmente se ha probado la harina de fríjol como sustituto en la elaboración de pastas en porcentajes de 15%, obteniendo resultados similares con las elaboradas con harina de trigo integral.
En la actualidad, hay especial interés en que los productos alimenticios procesados cuenten con una excelente calidad nutritiva, por lo cual se ha empezado a desarrollar investigación sobre accesiones de fríjol, en busca de encontrar aquellas que presenten potencial para el procesamiento y cuenten con parámetros nutricionales deseables. En Colombia no existen variedades comerciales de fríjol con características de reventamiento del grano, las cuales pueden tener potencial tanto para el mercado nacional como para el de exportación. El objetivo de esta investigación fue cuantificar algunas variables químicas del grano y agronómicas en fríjol tipo reventón e identificar accesiones con características deseables en calidad.
Materiales y métodos
En el trabajo experimental se utilizaron 20 accesiones de fríjol ñuña, provenientes del banco de germoplasma del Centro Internacional de Agricultura Tropical, CIAT (Tab. 1).
La investigación se realizó en dos partes; la primera correspondió a la extracción de taninos en granos de fríjol, y la segunda parte consistió en la evaluación agronómica, que se desarrolló bajo invernadero en la Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá, localizada a 2.556 msnm, con una temperatura promedio de 14,7°C, humedad relativa de 80% y brillo solar de 4,5 h d-1 (Pacheco et al., 2009).
Caracterización de los taninos ]]>
Para la extracción de taninos, en la mayoría de trabajos se hace la determinación en la testa del grano, pero en el caso de fríjol reventón la testa no se consume; en consecuencia, granos de cada material de fríjol fueron molidos hasta obtener una harina fina y uniforme. En la determinación cuantitativa de los taninos se adoptó el método de la AOAC (1990) que consistió en pesar 5 g de la muestra y se colocó en un erlenmeyer (de 1.000 mL) con 400 mL de agua, agitando hasta disolver; luego se calentó la mezcla hasta ebullición por 4 h. Se filtró la muestra al vacío y se tomaron 8,1 mL de la solución líquida, a la que se le adicionó 6,7 mL de indicador y 250 mL de agua destilada. Con permanganato de potasio se tituló hasta que se observó viraje de indicador (color amarillo-rojizo). A partir del volumen de esta titulación se establece la concentración de taninos, considerando que 3,619 mg de taninos son equivalentes a 1 mL de KMnO4 en una concentración de 0,8619 N.Evaluación agronómica
Las accesiones fueron sembradas en surcos de 1,50 m de largo, a distancia de 1 m entre surcos, ubicando 14 semillas por parcela. El tutorado de las plantas se realizó desde los 50 días después de siembra hasta cuando las plantas iniciaron su fase reproductiva con emisión de las primeras vainas.
Se evaluaron 13 variables, 11 de las cuales corresponden al desarrollo de la planta y dos a calidad de reventado de los granos. Se utilizaron los descriptores cuantitativos propuestos por Muñoz et al. (1993) para medir las siguientes variables: número de nudos de la planta cuando esta se encuentra al final de la floración, medida en la etapa de desarrollo R6; altura a primera flor (cm): se midió la altura total de la planta en el momento en que apareció la primera flor; altura a madurez: cuando el grano comienza a dar color o secar (madurez fisiológica) —se tomó el dato en la etapa de desarrollo R5— área foliar (cm2): resulta de medir el ancho y el largo de la hoja terminal del cuarto nudo de la planta, cuando la planta está en floración (etapa R6); número de vainas por planta; número de granos por vaina; peso de 100 granos (g); rendimiento (g): cuando las vainas completaron su periodo de secado; días a 50% de la floración; días a 100% de la floración y días a cosecha. Las variables fueron valoradas sobre cinco plantas por parcela, excepto el rendimiento, que se cuantificó sobre la unidad experimental completa. El área foliar se calculó mediante la ecuación (1):
Las características de la calidad del grano en poscosecha fueron: porcentaje de reventamiento medido sobre 20 granos por accesión, los cuales fueron colocados en horno microondas durante dos minutos, y el incremento de volumen de grano después de tostado, para lo cual se midió el volumen de agua desplazada por el grano antes y después del reventamiento.
A partir de los datos de las evaluaciones de taninos y variables agronómicas se analizó la información por el método estadístico multivariado de componentes principales, utilizando el programa estadístico SAS® versión 9.1 (SAS, 2004) y métodos de agrupamiento utilizando algoritmo de clasificación Ward mediante el programa SPAD® (Paris) versión 4.5 (Bécue y Valls, 2000).
Resultados y discusión
En la Tab. 2 aparecen los resultados de la determinación de taninos realizada para cada una de las 20 accesiones evaluadas; las concentraciones de taninos presentaron valores que oscilan entre 0,72 mg y 5,42 mg. A partir de esto se puede analizar que los materiales evaluados muestran en general cantidades bajas de taninos, lo cual indica que tienen un buen porcentaje de digestibilidad y no interfieren con la absorción de proteínas, lo que hace que estos frijoles cuenten con un alto valor nutritivo y pueden contribuir al buen estado alimentario de las personas que usan el fríjol como componente de su dieta. Este comportamiento está acorde con Caldas et al. (2007), quienes reportaron que la variación en el rango del contenido de taninos en testa entre líneas de fríjol evaluadas en tres ambientes del departamento de Nariño es escasa, comparado con la variabilidad existente en fríjol. Las accesiones G7271, G23617, G23621, G23643 y G23743 presentaron los valores más bajos en taninos, y por consiguiente son las de mayor opción como fuente de recurso genético para utilizar por factores antinutricionales.
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Estos resultados son similares a los que reporta Ligarreto (2001), quien encontró que variables como días a floración, número de nudos por planta y componentes de rendimiento, son los caracteres que mayor aporte brindan a la discriminación de materiales de fríjol común. Cerón (1986), afirma que características tiempo transcurrido hasta alcanzar la etapa de floración y la madurez fisiológica son importantes como criterio para elegir las variedades para sembrar. Otro aspecto fundamental para elegir genotipos es el peso de 100 granos, que discrimina el tamaño del mismo, factor que es de gran importancia en la definición de precios de venta del producto en los diferentes mercados (Tohme et al., 1994; Voysest, 2000).
También se pueden diferenciar las accesiones por el porcentaje de incremento de volumen del grano después de reventado, ya que se ha observado un mayor gusto por aquellos fríjoles que presentan mayor tamaño del grano reventado (Toro y Debouck, 1995). El contenido de taninos es otro factor que discrimina los materiales, como ya se mencionó antes, los taninos son considerados sustancias antinutritivas presentes en leguminosas (Nelson y Cummings, 1975), por lo que aquellos materiales que presenten menores contenidos de estos tendrán una mayor aceptación debido al interés actual que existe en que los productos alimenticios tenga una excelente calidad nutritiva.
En la Fig. 1 se observa claramente la discriminación de dos grupos genéticamente diferentes, el primero conformado por las accesiones G7271, G8697, G8717, G12095, G23616, G23617, G23621, G23623, G23643, G23701, G23743 y G23756, y el segundo por las accesiones G11811c, G12588, G12602, G19646, G23618, G23619, G23690 y G23756. Estos grupos están discriminados por las variables número de vainas por planta, porcentaje de incremento de volumen del grano después de reventado, días transcurridos hasta el 50% de la floración, días transcurridos hasta el 100% de la floración y concentración de taninos.Como se observa en la Tab. 4, el grupo 1 con respecto al grupo 2 se caracteriza por aquellos materiales que tienen un número considerablemente mayor de vainas por planta (58,64 a 39,95), por lo que su rendimiento también es superior, alcanzando 127,30 g/planta y 82,06 g/planta, respectivamente. Este comportamiento es característico en fríjol voluble del acervo andino (Otálora et al., 2006). También es importante tener en cuenta que en los otros dos componentes de rendimiento, las variaciones entre sus promedios son escasas; en peso de 100 granos se tiene 50,24 g en el grupo 1 y 51,21 g en el grupo 2, y en granos por vaina se presenta 4,34 g y 4,63 g, respectivamente. Precisamente la compensación de los componentes hacia el rendimiento en esta población de accesiones evaluadas está favorecida por el efecto del número de vainas por planta.
Al considerar las características de los granos por calidad de reventamiento, el grupo 1 tiene desventaja en los porcentajes de reventado e incremento del volumen del grano, con promedios de 75,00 y 54,83, mientras el grupo 2 alcanzó 85,63 y 98,13, respectivamente, resultados significativos al comercializar el grano reventado en presencia de calor y al poder ofrecer el producto como golosina y pasabocas. No obstante, al considerar los contenidos de taninos (mg), las accesiones de fríjol del grupo 1 presentan un valor promedio de 1,66, bastante inferior al valor de 3,93 mg para el grupo 2, lo que indica porcentaje más altos de digestibilidad aparente de la proteína, así: 59% para el grupo 1 y aproximadamente 54% para el grupo 2, medidos sobre las curvas de porcentajes de digestibilidad de fríjol, a partir de la concentración de taninos en mg/100 g presentes en el grano reportada por Bressani y Elías (1980).
En cuanto al ciclo de desarrollo del cultivo, el grupo 1 presentó 99,25 d al 50% de la floración y 112,75 d al 100% de la floración, es decir, de 23 a 26 días más precoces que las accesiones del grupo 2; este comportamiento puede ser adecuado para evitar condiciones ambientales adversas y poder escapar a la incidencia de plagas y enfermedades. El ciclo vegetativo a floración de cuatro meses, unido a un ciclo de vida de siembra a cosecha de 10 meses para las accesiones en estudio, resulta desfavorable para los agricultores que requieren genotipos de fríjol con ciclo de vida de 6 a 7 meses de siembra a cosecha. Todos los materiales evaluados presentaron desadaptación con ciclo tardío y excesivo crecimiento de la planta en altura y área foliar, aspectos que contrastan con el comportamiento de los materiales de fríjol reventón analizados por Otálora et al. (2006), en condiciones medioambientales similares, pero con variantes en la composición química del suelo y en propiedades físicas del mismo, no cuantificadas previamente en el estudio, y con el reporte de Voysest (1999), quien sugiere que las variedades mejoradas de fríjoles ñuñas del Perú alcanzan promedios de ciclo de vida de 180 d.
Así mismo, a partir de la Fig. 1, se puede observar que cada grupo presenta la discriminación en dos clases diferentes. Para el grupo 1 se observan las clases uno y dos, la primera definida por un número de vainas por planta significativamente mayor que el de las demás clases —así alcanzó 69,25 vainas por planta—, y las clases dos, tres y cuatro presentaron 48,03, 40,92 y 37,03 vainas por planta (Tab. 5), factor que, al igual que en los grupos, afectó el rendimiento entre clases, siendo mayor para la clase uno con 154,44 g por planta, y en las otras clases su rendimiento osciló entre 80,12 y 100,15 g por planta (Tab. 5). Las accesiones con mayores rendimientos pertenecientes a esta clase son G7271 con 195,26 g por planta y G23616 con 173,95 g, en contraste con G23701 que presentó el rendimiento menor de la clase con 135,97 g/planta. Según Pachón et al. (2009), el comportamiento en rendimiento por planta de estos materiales supera a otras líneas promisorias de fríjol tipo Bola roja y Cargamento de hábito voluble IV que se encuentran próximas a ser presentadas como nuevas variedades mejoradas; estas accesiones tendrían un atractivo para los productores que se inclinan en preferencia por plantas con alto rendimiento (Ríos y Quirós, 2002). Además, en el ámbito del mejoramiento se podrían utilizar para programas de desarrollo de variedades con potencial alto de producción de grano seco y con la opción de grano tipo reventón. ]]> Para la clase dos, aparte de las variables ya enunciadas no se evidencia ninguna otra característica que diferencie claramente a los materiales con la clase uno, y se agrupa de manera cercana con las clases tres y cuatro. La diferencia radica en que el contenido promedio de taninos es de 1,92 mg en la clase dos y mayor son los de las clases tres y cuatro que superan los 3,91 mg, lo que equivale a una diferencia cercana al 5% en digestibilidad aparente de la proteína (Bressani y Elías, 1980).
En el segundo grupo se observan las clases tres y cuatro; en la clase tres se agrupan las accesiones G12602, G19646, G23618, G23619, G23690 y G23747. Estas accesiones se identifican por tener un porcentaje de reventamiento superior a las de las clases uno y dos, y un mayor incremento en volumen del grano en referencia a las otras tres clases, alcanzando un valor de 108,33%, al igual que un rendimiento por planta promedio bajo, del orden de 82,70, lo cual, unido a la alta concentración de taninos y a un ciclo de vida de 330 d las hacen poco deseables en procesos de selección de cultivares.
En la clase cuatro, conformada por los cultivares G11811c y G12588, tienen reventamiento del 95%, superando a las otras tres clases; de igual manera, se destacan por su precocidad al lograr completar su madurez a los 226,5 d, con factor desfavorable del mayor grado de taninos en comparación con las otras tres clases, factor que los hace poco atractivos en el ámbito nutricional. Según Bravo (1998), las leguminosas con un mayor contenido en taninos son las de color oscuro, entre las que destacan las judías rojas y las negras. Existen numerosos trabajos que indican que las diferencias cualitativas y cuantitativas en cuanto a concentración de taninos se pueden relacionar con las características ambientales del cultivo, localidad, tiempo de cosecha y época del año, entre otros factores (Barampama y Simmard, 1993); por lo mismo, es importante evaluar estas accesiones en otros ambientes de cultivo.
Según Rodiño (2000), es fundamental que las plantas, además de ser precoces, tengan una floración prolongada, para que exista la probabilidad de una mayor producción. Las accesiones G11811c y G12588 tardan más días en alcanzar la floración, pero son las que alcanzan más rápido el tiempo para la cosecha, indicando un tiempo en producción corto. Estas variedades, comparadas con los demás genotipos en estudio, al presentar un ciclo más corto serían las primeras en llegar al mercado, lo que muy posiblemente podría reflejarse en un precio más favorable, generando aceptación por parte de los productores, quienes presentan especial interés por aquellas variedades con características de precocidad.
Conclusiones
Las accesiones de fríjol evaluadas no cuentan con la presencia de taninos condensados, los cuales son considerados como los principales antinutrientes entre los polifenoles, debido a la interferencia que ocasionan con las proteínas. Así mismo, por contar con concentraciones de taninos normales, garantizan buenos porcentajes de digestibilidad y son una buena opción nutritiva.
Entre las 20 accesiones de fríjol tipo reventón evaluadas, G3617, G23621, G23701 y G23743 presentan características de alto rendimiento, y G11811c y G12588 se destacan por las cualidades de alto reventamiento y precocidad.
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