Introducción

Durante el almacenamiento en condiciones inadecuadas los granos y semillas sufren deterioro a nivel bioquímico, el cual se manifiesta en la pérdida de vigor y potencial germinativo de las semillas y en el caso de los granos se ve mermada su calidad nutrimental y propiedades funcionales, lo que provoca una disminución en su valor económico. El daño que ocasiona el almacenamiento en condiciones adversas se evalúa en diferentes niveles y depende de la semilla con la que se esté trabajando.

En nuestro laboratorio, se está trabajando actualmente con el frijol (Phaseolus vulgaris L.) ya que es uno de los granos básicos en la dieta del mexicano, porque después del maíz es el grano de mayor consumo directo en México. Estos trabajos forman parte de la línea de investigación: “Cambios bioquímicos que afectan la calidad biológica, culinaria e industrial de las semillas y granos alimenticios durante su almacenamiento” cuyo objetivo general es: “Evaluar el efecto del almacenamiento sobre los factores bioquímicos y fisiológicos que influyen en el deterioro de granos y semillas alimenticias”

Uno de los proyectos de esta línea de investigación se titula “Influencia del deterioro del frijol (Phaseolus vulgaris L.) provocado por un almacenamiento sobre su calidad nutrimental”, entre los resultados más relevantes se encuentran los siguientes: El frijol deteriorado aumentó su tiempo de cocción en proporción al grado de deterioro, tanto en olla abierta como en olla exprés, pero lo más relevante fue que la calidad de la proteína se vio afectada negativamente por el deterioro, pues provocó una disminución en la concentración de aminoácidos esenciales en el grano cocido, principalmente de lisina y triptófano (75 y 60 % respectivamente), lo cual es relevante porque estos dos aminoácidos son una de las principales cualidades nutrimentales del frijol, sobre todo porque se complementan con los cereales que son carentes en estos dos compuestos.

Otro proyecto de esta línea de investigación es “Respuesta de diferentes variedades comerciales de frijol (Phaseolus vulgaris L.) al ataque del gorgojo pinto del frijol y su relación con el contenido de factores antinutrimentales y características físicas del grano”.  En este proyecto, se evaluó la susceptibilidad de diferentes variedades comerciales de frijol (Negro Jamapa, negro bola, pinto, mayo coba, flor de mayo, bayo) al ataque del gorgojo del frijol (Zabrotes subfasciatus L.), además se evaluaron diferentes componentes químicos del frijol que pudieran tener una relación con su susceptibilidad. Los resultados mostraron que las variedades menos susceptibles fueron las variedades mayo coba y flor de mayo y las más susceptibles bayo y negro jamapa.

También se encontró una correlación positiva entre el contenido de cenizas y taninos del grano así como el grosor de la cáscara con la oviposición, así como una correlación positiva entre el contenido de proteínas y la emergencia. Pero estos resultados no explicaban satisfactoriamente la tolerancia de los frijoles al insecto y como la mayor correlación se encontró con factores relacionados con la dureza de la testa, se planteo evaluar el principal componente celular que determina la fuerza del tejido vegetal que es la PARED CELULAR (PC).

Otro proyecto titulado “Relación entre la pared celular de la testa de diferentes variedades del frijol (Phaseolus vulgaris L.) y la sensibilidad a Z. subfasciatus (Boheman)”. Lo que se hizo fue, evaluar la facilidad de extracción de los principales componentes de la pared celular de la testa de las dos variedades más susceptibles y dos menos susceptibles al ataque del gorgojo del frijol (bayo y negro Jamapa y mayo coba y flor de mayo respectivamente).

Los resultados mostraron que la facilidad de extracción fue mayor en las variedades susceptibles comparados con los tolerantes y que las dos variedades más contrastantes fueron negro Jamapa, donde fue más fácil obtener las fracciones de pared celular lo que indica una menor interacción química entre ellos y una PC menos rígida; y mayo coba, donde fue más difícil solubilizar los componentes de pared celular, indicando una mayor interacción química entre ellos y por lo tanto una PC más rígida. La conclusión es que, al parecer sí existe una relación entre la composición de la PC y su susceptibilidad  al ataque del gorgojo del frijol.

Complementando el estudio anterior se realizó el proyecto “Estudio de polisacáridos de pared celular de testa de frijol (phaseolus vulgaris l.) con diferente tolerancia al ataque de insectos”. En este trabajo, se analizaron los polisacáridos de PC de la testa de las dos variedades con facilidad de extracción de su pared celular contrastante, negro jamapa y mayo coba,  de manera más detallada, para tratar de encontrar más específicamente, que polisacárido de PC tiene más influencia en la tolerancia al ataque de Z. subfasciatus L. Lo que se analizó fue el tamaño, su contenido de ácido galacturónico y el tipo de azúcar neutro que forma al polisacárido de PC de testa de frijol.

Por otra parte, se está trabajando también, en tratar de identificar los eventos moleculares que intervienen en la determinación de la calidad culinaria del frijol  expresada como tiempo de cocción, esta línea de investigación está a cargo de la Dra. Irma Bernal Lugo, investigadora del Departamento de Bioquímica, Facultad de Química, UNAM y yo participe en él como estudiante del doctorado y ahora seguimos colaborando en este laboratorio. Esta línea de investigación, trata de establecer los cambios a nivel molecular, que sufre el grano de frijol en fresco y durante su almacenamiento y que modifican su tiempo de cocción, el cual es una característica de calidad muy importante para los consumidores.

Algunos de los resultados más relevantes que se han obtenido son los siguientes: se sabe que si antes de cocer los frijoles se remojan los granos, el tiempo de cocción disminuye, pero porque sucede esto no se sabe. Lo que nosotros encontramos fue que, enzimas pécticas de pared celular inducidas durante el remojo (ramnogalacturonasa y galactanasa), son responsables por cambios en polisacáridos de pectinas: ramnogalacturonano I y poligalacturonano, y constituyen factores bioquímicos que cambian el arreglo de los polisacáridos en la pared celular. Esto es debido a que, el ramnogalacturonano I (RGI) está ubicado a lo largo de toda la pared celular y por lo tanto, interactúa con otros polisacáridos de PC como celulosa y hemicelulosa, por lo tanto, al modificarse  el RGI provoca una mayor termosolubilización de polisacáridos pécticos y se refleja en un menor tiempo de cocción del grano.

Actualmente se está siguiendo esta línea de investigación con otros proyectos como son el estudio del inadecuado almacenamiento y sus consecuencias de la cebada y del amaranto.

1. Titulo: Importancia del estrés oxidativo en el deterioro del amaranto provocado por un almacenamiento inadecuado.

Tesista: Frida Edmé Pérez Zarate

2. Título: Estudio del deterioro de la cebada, provocado por un almacenamiento inadecuado y su relación con la calidad maltera.

Tesista: Juan Antonio Cuevas Álvarez

3. Título: Influencia del deterioro del amaranto provocado por un mal almacenamiento sobre su calidad nutrimental. 

Tesista: Julia Chantal Salazar Pichardo