El color de los granos de maíz depende de la interacción entre la dureza y la concentración de carotenoides

Ezequiel Saenz, becario doctoral de CONICET, actualmente trabajando en el  GIMUCE, está investigando como tema de tesis la calidad de los granos de maíz, en particular busca la relación entre dureza del grano y coloración y su efecto en la concentración de carotenoides. En Enero de 2020 Ezequiel publicó en Journal of Cereal Science de la editorial Elsevier un artículo referente a uno de sus primeros experimentos.

 

 

 

En él explica en detalle cómo fue llevado adelante desde el campo hasta el laboratorio de calidad de alimentos y luego el análisis estadístico y su conclusión.

Los carotenoides son un grupo de pigmentos orgánicos, caracterizados por su alto valor nutricional. En humanos, algunos carotenoides son precursores de Vitamina A, la que es necesaria en muchos procesos biológicos. Dada su actividad antioxidante, su mayor contribución es la reducción de radicales libres. Esto es sumamente positivo para la salud humana y además para preservar las características químicas de los alimentos evitando la oxidación de los lípidos.

Alrededor del mundo programas de mejoramiento vegetal (CIMMYT, IITA, entre otros), apuntan a desarrollar maíces con alto contenido de carotenoides, debido a que en muchos países los granos de maíz son el principal componente de la dieta de su población y además es utilizado como alimento de alta calidad para el ganado. Más del 70% de los carotenoides están distribuidos en el endosperma vítreo del grano, que es la parte dura y translucida, y el resto se encuentra en el endosperma harinoso, en el germen y demás fracciones del grano. Según trabajos anteriores, las altas proporciones de endosperma vítreo halladas en granos de alta dureza, están asociadas con una capacidad para contener mayores concentraciones de carotenoides, sin embargo, no se encontró información que conecte la dureza del grano con la concentración total de carotenoides. De esta manera, se diseñó un experimento, donde mediante el uso de la tecnología disponible en el instituto para captar el color de los granos y procedimientos estándar para caracterizar a la dureza del grano comercial, permita relacionar el color como método indirecto para determinar contenido de carotenoides.

Se sembró en el Campo Experimental Villarino en dos fechas, una en octubre y una en diciembre, un ensayo con 13 genotipos comerciales con un diseño en bloques completos aleatorizados hasta obtener los granos en madurez de cosecha. Entre otros datos, se registró el rendimiento y se caracterizaron los genotipos de acuerdo a los métodos aprobados por el SENASA para la evaluación de la calidad física de los granos de maíz: vitreosidad, test de flotación y peso hectolítrico. Además, se evaluó el tamaño de grano mediante el paso por zaranda de 8mm. Por otra parte, se tomaron muestras de granos de cada uno de estos genotipos, y se analizó el color con un colorímetro digital. Además, en el laboratorio de calidad de alimentos del GIMUCE, se hizo la extracción de carotenoides bajo una luz que evita su oxidación y se determinó la concentración de los mismos. El documento detalla que la percepción del color, está relacionada con la cantidad de luz y el rango del espectro que es reflejado por un objeto hacia el ojo humano.

Los colorímetros normalmente se usan en la industria del mejoramiento genético como un método rápido y económico para seleccionar en las primeras etapas de selección a los genotipos con una alta concentración de carotenoides. Además en la industria de alimentos, también se usan colorímetros para la selección de materias primas que garanticen la calidad del producto final. En el caso del maíz, la translucencia está asociada a la relación de endosperma vítreo y harinoso. Los granos más duros, tienen una proporción de endosperma vítreo mayor, y están caracterizados por una mayor vitreosidad, una mayor densidad, mayor peso hectolítrico y menores índices de flotación. Los autores, plantearon la hipótesis, que además de la concentración de carotenoides, la dureza del grano tiene un impacto en el color del mismo. Al momento no hay información sobre el efecto de la dureza del grano sobre el color. Es por esto, que están interesados en comprender la relación entre color de grano y concentración total de carotenoides y dureza del grano. El objetivo de este experimento, fue probar como las diferencias en dureza entre genotipos y la concentración total de carotenoides afecta el color del grano. Plantearon la idea, que el color del grano de maíz no es solo el resultado de la concentración total de carotenoides sino además, la consecuencia de propiedades físicas del mismo. Los resultados del experimento, demuestran que la dureza del grano afecta al color independientemente de la concentración de carotenoides. Esto se probó en el grupo de 13 genotipos que muestran un gran rango de colores y dureza. Los autores describen que se halló diferencia de colores en granos con la misma concentración total de carotenoides, aunque diferían en dureza. Esto indica, según comenta Ezequiel, que estimar la concentración total de carotenoides únicamente basándose en el color del grano de maíz, puede ser erróneo. Se hace necesario considerar el efecto de la vitreosidad del endosperma también como característica física que afecta a la luz. Se pudo determinar además que en promedio, los genotipos con alta dureza de granos tienen mayores concentraciones de carotenoides comparados con aquellos más blandos. El análisis estadístico revela que la concentración de carotenoides, esta positivamente relacionado con la vitreosidad y negativamente con el test de flotación.

Ezequiel Saenz, Lucas J. Abdala, Lucas Borrás, José A. Gerde * IICAR – CONICET, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Rosario, Campo Experimental Villarino S/N, S2125ZAA, Zavalla, Prov. de Santa Fe, Argentina

Para visitar el artículo original:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S073352101930760X?dgcid=coauthor

Contribuciones de los autores:

Ezequiel Saenz: Conceptualización de la idea, diseño del experimento y de la presentación de los datos, análisis estadístico, escritura del manuscrito original.

Lucas J. Abdala: estructuración de la base de datos, revisión y edición del manuscrito final.

Lucas Borrás: Adquisición de fondos, revisión y edición del manuscrito final.

José A. Gerde: Análisis estadístico, adquisición de fondos, supervisión, revisión y edición del manuscrito final.

Los autores agradecen al Grupo de Genética y Mejoramiento de Tomate del IICAR por facilitar el uso del colorímetro. Este trabajo fue auspiciado por el Ministerio de Educación, Cultura, Ciencia y Tecnología de Argentina.

 

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