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Introduccion
El frijol común (Phaseolus vulgaris L.) evolucionó desde la forma silvestre que crecía en Mesoamérica hasta la forma actual que se siembra en sistemas de producción tradicional y modernos; lo cual condujo a cambios morfológicos, fisiológicos y genéticos de este cultivo. El factor principal de esa modificiación fue la acción humana al seleccionar semillas más atractivas; el cultivo de frijol es de importancia alimentaria, especialmente en zonas de economía campesina porque aporta macro y micronutrientes de interés para la salud humana, es una buena fuente de proteína y carbohidratos complejos y provee vitaminas y minerales en cantidades relativamente adecuadas1-4. La testa del frijol tiene diversos componentes a los que se les atribuye propiedades antioxidantes, en este grupo de metabolitos secundarios destacan los compuestos polifenólicos, particularmente las antocianinas, los flavonoides y los taninos que desempeñan un papel importante en la prevención y el tratamiento de ciertas enfermedades2,4,5.
El frijol contiene en su testa metabolitos secundarios como las antocianinas que le confieren propiedades biológicas y medicinales como antioxidante, diurético, antiinflamatorio, antitumoral y antimicrobiano y con un posible efecto positivo contra algunas enfermedades crónicas2,4,6. La información sobre el valor agronómico y alimentario del frijol común es escasa y dispersa, pese a su gran importancia ecológica y económica. Por eso existe la necesidad de conocer la variación y diversidad, tanto genética como morfológica, para definir estrategias de rescate, conservación y aprovechamiento de poblaciones autóctonas cultivadas en asociación con maíz (Zea maysL.); puesto que el contenido macro y micronutrientes varían de acuerdo con las condiciones de cultivo y la localidad de siembra3,7-9. La presente investigación se realizó con el objetivo de conocer el grado de variación y diversidad en características morfológicas de semillas de frijol común colectadas en el Municipio de Hopelchén del Estado de Campeche, en el sureste mexicano.
Material y Métodos
Material biológico: Se utilizaron cinco lotes de frijol variedad negro criollo colectados en la región de Hopelchén, Estado de Campeche (México); las semillas obtenidas se secaron a temperatura ambiente y se almacenaron en envases plásticos durante aproximadamente tres meses a 4 °C; para su posterior análisis morfométrico y químico.
Determinación de los parámetros morfométricos: En 500 semillas de frijol (100 por cada lote) se midieron la longitud, el ancho y grosor de cada semilla utilizando un vernier digital y se registró el peso individual; igualmente, se obtuvo el peso seco de 100 semillas por diez réplicas en balanza analítica y se midió el volumen de éstas por desplazamiento de volumen de agua en una probeta graduada de 250 mL; además se determinó el peso específico de las semillas (dividiendo el peso de las semillas sobre su volumen). Por otra parte, se tomó grupos triplicados de 50 semillas al azar para calcular los porcentajes de cotiledón, testa y embrión.
Capacidad de hidratación: se determinó la capacidad de hidratación e hinchamiento de las semillas mediante imbibición; para ello grupos triplicados de 10 semillas por cada lote, se colocaron en vasos de precipitado, a los que se les adicionó agua destilada en relación 1:10 en peso y se mantuvieron a temperatura ambiente (≈25 ºC) y pH 7.00 durante el periodo de imbibición (24 horas); transcurrido el tiempo, se secó́ superficialmente el material hinchado con papel absorbente y se procedió a registrar el peso.
La capacidad de hidratación (CHD) se calculó de acuerdo a la ecuación [1]:
[1]
De igual modo se calculó la capacidad de hinchamiento (CHM) con la siguiente ecuación [2]:
[2]
Se calculó el índice de hidratación (IHD) según la fórmula [3]:
[3]
El índice de hinchamiento (IHM) se obtuvo por la fórmula [4]:
[4]
Análisis estadístico de los datos: Los cálculos estadísticos de cada variable morfométrica evaluada en los granos de frijol se realizaron en Excel® y en el software SPSS V25.0®; los parámetros estadísticos empleados para describir la población fueron la media (X) y desviación estándar (DE), el valor máximo (Máx.) y mínimo (Mín.). Posteriormente se realizó una matriz de correlaciones entre los parámetros morfométricos obtenidos y se realizó un análisis de correlación lineal para obtener el coeficiente de Pearson, R2 y la ecuación de la recta.
Resultados y Discusiones
Los resultados de los parámetros morfométricos de la semilla del frijol obtenidos se muestran en la Tabla 1. La relación largo/ancho fue 1.61 ± 0.15. Los resultados de este parámetro son similares a los reportados por Espinosa-Pérez et al10. Estos autores describieron poblaciones de frijol en el centro y sur de México; reportando que las variables con mayor valor discriminatorio entre las diferentes poblaciones de estudio fueron longitud, ancho, peso, volumen y peso específico. Se han informado resultados similares en otros estudios con Phaseolus vulgaris10,13. En general, estos parámetros son variables según el genotipo del frijol y son de gran importancia, ya que la diversidad de tamaños son atractivos visuales para la comercialización y forma de consumo del grano13,14.
La matriz de correlación entre los parámetros morfométricos se muestra en la Fig. 1; en ella se puede observar que los parámetros longitudinales (largo, ancho y grosor) se relacionan bien con el parámetro peso, esto se puede corroborar al observar la ecuación de la recta y el coeficiente de correlación lineal que se reportan en la Tabla 2. Esto se explica porque la semilla de frijol es simétrica por lo cual la variación de los parámetros longitudinales de la semilla es proporcionales a su peso 13,15.
Tabla 2 Resultados del Análisis de Correlación y de Regresión Lineal entre el peso y el largo, el ancho y el grosor de la semilla de frijol (n=500).
Las propiedades físicas del frijol Hopelchén se muestran en la Tabla 3. Los valores medios obtenidos para peso, volumen y peso específico son similares a los resultados obtenidos por otros estudios con la misma especie 10,12,13.
En cuanto a los parámetros relacionados con la absorción de agua, estos son importantes para la selección de granos de calidad, ya que la capacidad de absorción de agua y el tamaño de la semilla son indicadores del grado de permeabilidad del grano. En general, cuanto mayor es la capacidad de absorción de agua, menor es el tiempo de cocción de los granos. Cuando ocurre lo contrario (menor capacidad de absorción de agua), puede ocurrir el fenómeno de la frente dura, que ocurre cuando las semillas no absorben suficiente agua y no se ablandan. Aún así, el fenómeno de hinchamiento de los granos es una propiedad que está relacionada con el contenido de amilopectina del almidón en los granos y es inhibido por la amilosa, que actúa como diluyente 12,16-18.
Tabla 3 Propiedades físicas del frijol de Hopelchén.
*El peso y volumen de 100 semillas de frijol (n=20)
Las propiedades físicas de las semillas de frijol se informan en la Tabla 4. La testa es la capa más externa que protege los cotiledones de factores externos, y el porcentaje de la testa es decisivo para el tiempo de cocción. El porcentaje de testa alta (21%) corresponde al valor esperado para una variedad silvestre, donde generalmente la biomasa de testa seca representa entre 11 y 20% de las semillas, mientras que en los materiales genéticamente mejorados se encuentran valores menores (cerca del 8 o 9%). Por otro lado, el tamaño adecuado del embrión favorece su germinación y supervivencia, pues a diferencia de los cereales en los que un embrión grande produce una plántula vigorosa, en las variedades de frijol tropical las semillas son de menor tamaño y emergen con más vigor que semillas de tamaño mediano o grande1,9,13,19,20.
