Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas   volumen 10  número 1   01 de enero - 14 de febrero, 2019

DOI: https://doi.org/10.29312/remexca.v10i1.1238

Nota de investigación

Calidad fisicoquímica de tubérculos de papas producidos
con y sin malla antiáfidos

María Gricelda Vázquez-Carrillo1§

Oswaldo Ángel Rubio-Covarrubias2

David Santiago-Ramos3

1Campo Experimental Valle de México-INIFAP. Carretera Los Reyes-Texcoco km 13.5, Coatlinchán, Texcoco, Estado de México, México. Tel. 01(55) 38718700, ext. 85364. CP. 56250. 2Sitio Experimental Metepec-INIFAP. Conjunto SEDAGRO s/n, Metepec, Estado de México, México. CP. 52140. (oswaldorubioc@gmail.com). 3PROPAC-UAQ. Cerro de las Campanas s/n, Col. Las Campanas, Querétaro, México. CP. 76010. (david-san-18@hotmail.com). 

§Autora para correspondencia: gricelda-vazquez@yahoo.com.

Resumen

Las características fisicoquímicas de los tubérculos de papa se han visto disminuidas por la presencia de la enfermedad de la punta morada (PMP). Actualmente, el uso de mallas antiáfidos es una estrategia que permite proteger a las plantas de los insectos que transmiten la PMP. El objetivo de este trabajo fue evaluar las características fisicoquímicas de tubérculos de papa y sus frituras, producidos con y sin la protección de una malla antiáfidos en Metepec, Estado de México. Se estudiaron cinco genotipos (Fianna, Nau, 5-10, 8-65, 99-39). La malla antiáfidos redujo 34.5% la radiación fotosintéticamente activa y consecuentemente redujo la acumulación de almidón y el rendimiento de papas fritas. La PMP infectó las plantas que no se cubrieron, por lo que los tubérculos presentaron manchado interno y mayor contenido de azúcares reductores (19.67 g kg-1) que los tubérculos de plantas cubiertas (4.77 g kg-1); sin embargo, en ambas condiciones los tubérculos tuvieron contenidos similares de compuestos fenólicos totales. La protección de las plantas con malla antiáfidos podría ser una alternativa para producir tubérculos con calidad aceptable para el consumo en fresco y la producción de papas fritas.

Palabras clave: almidón, azúcares reductores, malla antiáfidos, papas fritas, punta morada de la papa.

Recibido: enero de 2019

Aceptado: marzo de 2019

La enfermedad de la punta morada de la papa (PMP) es una amenaza en muchas regiones productoras de papa en México y Estados Unidos de América. Esta enfermedad es causada por la bacteria Candidatus Liberibacter solanacearum, la cual es transmitida por el psílido de la papa Bactericera cockerelli Sulc. (Munyaneza, 2012). Los tubérculos infectados por la PMP no se aceptan para consumir en fresco ni para la producción de papas fritas debido al manchado interno que se intensifica con el freído (Munyaneza, 2012). La PMP también promueve la acumulación de azúcares reductores (AR), aminoácidos y compuestos fenólicos en los tubérculos (Wallis et al., 2014), los cuales afectan el color y sabor de los alimentos a base de papa (Rodriguez-Saona et al., 1997). La gravedad específica (GE), materia seca (MS) y el contenido de almidón también son variables de calidad del tubérculo, que influyen en el rendimiento, la textura y la absorción de aceite (Vázquez-Carrillo et al., 2013).

Actualmente, el control de la PMP se basa en la aplicación de pesticidas específicos contra el psílido de la papa, pero esta estrategia es muy costosa ya que representa alrededor de 20% de los costos de producción total (Rubio-Covarrubias et al., 2017). Una solución a este problema ha sido el desarrollo de genotipos tolerantes (Rubio-Covarrubias et al., 2017). Otra estrategia consiste en evitar el contacto del insecto vector con la planta, lo que es posible usando mallas antiáfidos. El uso de esta tecnología ha incrementado significativamente la producción de tubérculos para semilla con buena calidad fitosanitaria y además es rentable. A la fecha no hay estudios que reporten el efecto del uso de esta tecnología en la calidad del tubérculo para la producción de papas fritas, que es el principal destino de la papa. El objetivo de este trabajo fue evaluar las características fisicoquímicas de tubérculos de papa y sus frituras, producidos con y sin la protección de una malla antiáfidos en Metepec, Estado de México.

Para abordar este objetivo, se cultivaron cinco genotipos (Fianna, Citlali, Nau, 8-65, 99-39) a campo abierto y bajo una malla antiáfidos utilizando un diseño de bloques completos con 4 repeticiones. El experimento se realizó en el ciclo primavera-verano de 2013 en Metepec, Estado de México. La incidencia de PMP en esta región es alta (Rubio-Covarrubias et al., 2015). La temperatura máxima y mínima promedio fue de 22.3 y 4.6 °C, respectivamente y la precipitación anual fue de 785.6 mm. La malla (16 x 10 hilos cm-2) se sostuvo con arcos de acero de 1 m de altura, se instaló inmediatamente después de la siembra y permaneció hasta la cosecha. La radiación fotosintéticamente activa (PAR) bajo la malla se midió a las 12:00 am a 1, 50 y 100 cm de altura sobre el suelo con un ceptómetro (AccuPAR-LAI, modelo LP-80, METER Group, Pullman, WA, EUA).

Los valores de PAR registrados fueron 1 555, 1 288 y 1 022 mol m-2 s-1, respectivamente. A campo abierto la PAR fue de 1 967 mol m-2 s-1, por lo que la reducción bajo la malla fue de 34.5% en promedio. La siembra, aplicación de desecante, y cosecha se realizaron el 11 de junio, 13 de septiembre y 27 de septiembre, respectivamente. La dosis de fertilización fue 200N-200P2O5-200K2O kg ha-1, más 50 kg ha-1 de micronutrientes y 1 t ha-1 of gallinaza. Se aplicaron fungicidas e insecticidas (Abamectin, Imidacloprid, Pymetrozine, Bifentrhrin) semanalmente en rotación sobre el follaje en ambas condiciones de cultivo a las dosis recomendadas por los proveedores.

Después de la cosecha, se seleccionaron al azar 20 tubérculos de cada tratamiento, uniformes en tamaño, forma, color y libres de daños físicos para evaluar sus características fisicoquímicas y la calidad de las papas fritas. El resto de los tubérculos se almacenaron en una bodega a temperatura ambiente (23 ±1 °C) y con una humedad relativa promedio de 70% por cinco meses. Al final de este periodo, los tubérculos con brotes normales se clasificaron como tubérculos sanos, mientras que los tubérculos con brotes ahilados o tubérculos no brotados se clasificaron como tubérculos infectados y los resultados se expresaron en porcentaje. Los tubérculos infectados se cortaron a la mitad y se evaluó el índice de manchado interno (IMI) en una escala de 0 a 5, donde 0 representa ausencia de manchado y 5 un exceso de manchado que cubre la mayor parte de la pulpa de la papa (Rubio-Covarrubias et al., 2015; 2017).

El color de la pulpa se evalúo en términos de luminosidad con un colorímetro Hunter Lab (MiniScan XE Plus 45/0-L; Reston, VA, EUA) (Vázquez-Carrillo et al., 2013) y la gravedad específica (GE) con el método reportado por Gould (1999). La humedad y el contenido de almidón se determinaron con los métodos 44-15.02 y 76-13.01 de la AACC International (2017), respectivamente. La materia seca (MS) se calculó como 100-(%) humedad. La extracción y cuantificación de azúcares reductores (AR) (glucosa y fructosa) y sacarosa se realizó de acuerdo al método reportado por Castañeda-Saucedo et al. (2012). El contenido de fenoles totales se determinó con el método de Folin-Ciocalteu reportado por Singleton et al. (1999).

Las papas fritas se prepararon como lo reportó Vázquez-Carrillo et al. (2013), utilizando hojuelas de papa de 1.2 mm de espesor, aceite vegetal comestible a 180 °C y un tiempo de freído de 3 min. El rendimiento, fracturabilidad y luminosidad se evaluaron con los métodos reportados por los mismos autores. Todos los análisis se hicieron por triplicado. El diseño de tratamientos fue factorial asimétrico 2 x 5, donde en primer factor fue la condición de cultivo (plantas cubiertas y plantas no cubiertas) y el segundo factor fue el genotipo (Fianna, Citlali, Nau, 8-65, y 99-39). Los resultados se analizaron con un análisis de varianza, comparación de medias con la prueba de Tukey (p≤ 0.05) y correlación de Pearson usando el paquete SAS versión 9.0.

El análisis de varianza mostró efectos significativos de la condición de cultivo (C), el genotipo (G) y la interacción C x G sobre todas las variables, excepto para la GE y el contenido de fenoles totales (Cuadro 1).

Cuadro1. Cuadrados medios y significancia estadística del análisis de varianza de las características fisicoquímicas del tubérculo y calidad de las papas fritas de plantas cubiertas y no cubiertas con malla antiáfidos.

FV= fuente de variación; TI= tubérculos infectados; TS= tubérculos sanos; IMI= índice de manchado interno, LT= luminosidad del tubérculo; GE= gravedad específica; MS= materia seca; AR= azúcares reductores; FT= fenoles totales; RendChip= rendimiento de papas fritas= LChip= luminosidad de las papas fritas; Fract= fracturabilidad; *= p≤ 0.05, **= p≤ 0.01.

Las plantas cubiertas no se infectaron con la PMP, por lo que ningún tubérculo presentó manchado interno y todos tuvieron brotes normales, mientras que las plantas no cubiertas tuvieron diferentes porcentajes de tubérculos infectados (Cuadro 2).

Cuadro 2. Características fisicoquímicas del tubérculo y papas fritas de plantas cubiertas y no cubiertas con malla antiáfidos.

TI= tubérculos infectados; TS= tubérculos sanos; IMI= índice de manchado interno; LT= luminosidad del tubérculo; GE= gravedad específica; MS= materia seca; AR= azúcares reductores; FT= fenoles totales, RendChip= rendimiento de papas fritas; LChip= luminosidad de las papas fritas; Fract= fracturabilidad. Medias con letras diferentes en una misma columna son diferentes (Tukey, p≤ 0.05).

Rubio-Covarrubias et al. (2013, 2015) reportaron resultados similares en cuanto a la incidencia de la PMP y el manchado interno de los tubérculos para los mismos genotipos bajo condiciones de campo abierto. Estos resultados confirmaron la resistencia de los genotipos Nau, 8-65 y Citlali al manchado interno de los tubérculos provocado por la PMP. La luminosidad de la pulpa presentó valores entre 77.59-80.78 (Cuadro 2). Valores altos de esta variable indican una pulpa más blanca, es decir con ausencia de manchado interno resultado de la presencia de la PMP o ausencia de oscurecimiento enzimático provocado por la presencia de un alto contenido de fenoles y peroxidasas.

Estos valores solo se encontraron en los tubérculos provenientes de plantas cubiertas, las cuales también tuvieron ausencia de manchado interno. Todos los tubérculos de genotipos provenientes de plantas no cubiertas tuvieron valores mayores de GE, MS y almidón, en comparación con los tubérculos de plantas cubiertas (Cuadro 2). El valor bajo de gravedad especifica (GE), materia seca (MS) y almidón de los tubérculos de plantas cubiertas se atribuyeron a la reducción de 34.5% de la PMP.

La malla antiáfidos redujo la radiación solar interceptada por las plantas, lo que provocó una disminución de la actividad fotosintética y consecuentemente de la acumulación de almidón en los tubérculos. La baja acumulación de almidón influyó en una menor cantidad de material seca y densidad de los tubérculos. Estos resultados concuerdan con lo reportado por Chen y Setter (2003), quienes encontraron que el número de células, la concentración de glucosa y la acumulación neta de biomasa en tubérculos de papa se redujo cuando las plantas se sombrearon con una malla plástica de doble capa. Se observaron altas correlaciones entre GE y MS (r= 0.68; p≤ 0.01), GE y almidón (r= 0.77; p≤ 0.01) y entre MS y almidón (r= 0.93; p≤ 0.01), similares a los reportados por Vázquez-Carrillo et al. (2013).

El contenido de AR y sacarosa en tubérculos fue de 1.01-40.91 y 2.2-3.5 g kg-1 de peso fresco (pf), respectivamente (Cuadro 2).

Stark y Love (2003) afirman que, por regla general, la biosíntesis de los azúcares y almidón presentan una tendencia inversa; es decir, cualquier factor de cultivo o medio ambiental que influya en el incremento del contenido de almidón reducirá el contenido de azúcares y viceversa. Esta investigación reveló una tendencia diferente, los tubérculos de plantas no cubiertas tuvieron un mayor contenido de almidón y también mayor contenido de azúcares reductores y sacarosa (Cuadro 2) por consecuencia de la PMP. Wallis et al. (2014); Rubio-Covarrubias et al. (2017) reportaron que los tubérculos infectados acumulan más azúcares reductores por alteraciones metabólicas producidas por la infección causada por Candidatus Liberibacter solanacearum.

La resistencia genética a la infección también se observó claramente en la acumulación de AR ya que los tubérculos del genotipo 99-39 acumularon la mayor cantidad de estos compuestos. Los tubérculos para la producción de papas fritas deben presentar valores de GE≥ 1.08, MS≥ 20%, AR≤ 0.035% pf y sacarosa ≤0.15% pf (Stark y Love, 2003). Aunque algunos genotipos tuvieron GE> 1.08 y MS en promedio 20%, también tuvieron altos contenidos de AR y sacarosa, lo cual limita su uso para la producción de papas fritas. El contenido de fenoles totales se encontró entre 338.6-619.1 mg 100 g-1 pf (Cuadro 2). La acumulación de compuestos fenólicos también es un síntoma de la infección por PMP (Wallis et al., 2014; Rubio-Covarrubias et al., 2017), por lo que se esperaba que los tubérculos de plantas no cubiertas tuvieran un mayor contenido de estos compuestos. Sin embargo, no se observó un efecto significativo de la condición de cultivo sobre el contenido de fenoles totales.

Esto implica que las condiciones medioambientales que se presentaron bajo la malla pudieron causar algún estrés a las plantas induciendo la producción de compuestos fenólicos. Ghasemzadeh et al. (2010) reportaron que algunas plantas incrementan su producción de fenoles y flavonoides cuando son cultivadas bajo cubiertas debido a bajas temperaturas que se pueden presentar; sin embargo, se requiere un estudio detallado de la influencia del microambiente que se genera bajo la malla en diferentes periodos del día sobre la acumulación de compuestos en tubérculos de papa.

La MS y el contenido de almidón afectaron directamente el rendimiento de papas fritas y su textura. Los tubérculos de plantas no cubiertas tuvieron más rendimiento de papas fritas y con mayores valores de fracturabilidad (Cuadro 2). Las correlaciones que corroboraron esta tendencia fueron: rendimiento de papas fritas-GE (r= 0.54; p≤ 0.05), rendimiento de papas fritas-MS (r= 0.8; p≤ 0.001) y rendimiento de papas fritas-almidón (r= 0.7; p≤ 0.001). El contenido de AR tuvo una influencia negativa en la luminosidad de las papas fritas (r= -0.74, p≤ 0.001), lo que coincide con lo reportado por Rodriguez-Saona et al. (1997); Vázquez-Carrillo et al. (2013). Las papas fritas de tubérculos de plantas no cubiertas, al ser infectados por la PMP tuvieron más AR y sacarosa lo que favoreció la producción de papas fritas de color marrón oscuro.

Conclusiones

Con el uso de una malla antiáfidos se obtuvieron plantas libres de la enfermedad de la PMP, pero la radicación fotosintéticamente activa disminuyó la acumulación de materia seca en almidón, reduciéndose el rendimiento de papas fritas y la fracturabilidad; pero se sintetizó un menor contenido de azucares reductores y sacarosa, respecto al cultivo sin cubrir. Las condiciones del cultivo no ocasionaron diferencias significativas en la acumulación de compuestos fenólicos totales en los tubérculos; sin embargo, las causas de esa acumulación son diferentes y requieren un estudio detallado. En general se observó que el uso de malla antiáfidos puede ser una alternativa para la producción de tubérculos de papa para consumo en fresco o para la producción de papas fritas.

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