Tesis de maestría
Evaluación del comportamiento agronómico y de propiedades nutracéuticas de germoplasma de sorgo para consumo humano
Autor
Díaz Vázquez, Felícito Ausencio
Resumen
"El objetivo de la presente investigación fue evaluar siete genotipos experimentales de sorgo (LES-12, LES-13, LES-17, LES-35, LES-75, LES-93 y LES-102) y un testigo comercial (híbrido), tanto en su comportamiento agronómico en campo, como en la calidad nutracéutica del grano, para definir su potencial para consumo humano.
Etapa I. Evaluación en campo. Los ocho genotipos fueron cultivados en un diseño de bloques completos al azar (3) en el Campo Experimental “Bajío-UAAAN”, ubicado en las instalaciones de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro. Una vez establecido el cultivo, se seleccionaron plantas de cada genotipo, para realizar la evaluación de variables agronómicas: días a floración (DF), índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI), altura de planta (AP), longitud de exersión (LE), longitud de panícula (LP), diámetro de tallo (DT), incidencia de daño por aves (IDA), enfermedades foliares (EF), grados Brix (GB), ancho de hoja (AH), longitud de hoja (LH), rendimiento en gramos por planta (RGPP) y peso de mil semillas (PMS). Con los datos obtenidos se realizaron análisis de varianza y pruebas de comparación de medias (Tukey P≤0.05), asimismo se determinó el coeficiente de correlación lineal de Pearson entre las variables evaluadas, para lo cual se utilizó el paquete estadístico SAS, versión 9.1.
Etapa II. Con el grano cosechado de la etapa I, se determinaron características cromáticas, contenido nutracéutico y antioxidante, a través de la evaluación de las siguientes variables: color de grano (CG), color de harina (CH), fenoles totales (FT), flavonoides totales (FVT), taninos condensados (TC), antocianinas totales (AT) y capacidad antioxidante (CA). Los datos se analizaron en un diseño completamente al azar, y se realizaron pruebas de comparación de medias (Tukey P≤0.05), mediante la herramienta estadística SPSS versión 21.0.
Resultados. Etapa I. Las variables DF, AP, NDVI, LE, LP, DT, IDA, EF, GB, AH, LH, RGPP y PMS no mostraron diferencias significativas entre bloques, lo que permitió detectar diferencias presentes entre genotipos, excepto para la variable Grados Brix (%) (GB). Las pruebas de comparación de medias corroboraron las diferencias estadísticas entre genotipos. Se observó que la LES-12, presentó mayor atura de planta, superior ancho de hoja, rendimiento y peso de mil
semillas, y un diámetro de tallo estadísticamente igual al testigo. Los genotipos LES-13 y LES-17 también presentaron buen potencial de rendimiento y homogeneidad en campo, confirmado por los análisis estadísticos. Se encontraron coeficientes de correlación significativos entre las variables DF y RGPP (r = 0.711 *) y LH y PMS (r = 0.729 *).
Etapa II. Laboratorio. Los resultados mostraron diferencias altamente significativas entre genotipos, para las propiedades nutracéuticas del grano. Los genotipos se clasificaron en dos grupos de colores: 1) Naranja oscuro desaturado, que incluye a LES-35, LES-75, LES-17, LES-13 y LES-102; 2) y rojo oscuro desaturado, que incluye a LES-12 y LES-93. Las harinas presentaron un color más claro que el grano y, en consecuencia, una mayor luminosidad, implicando un menor contenido de polifenoles. El amarillo resultó ser la característica cromática más importante de las harinas de sorgo. El nivel más alto de fenoles totales se obtuvo en LES-13 (1203.96 ± 55.61 mgGAE/100 g), seguido de LES-17 (1041.41 ± 15.12 mgGAE/100 g), mientras que LES-75 y LES-35 presentaron los valores más bajos (84.77 ± 2.47 y 89.30 ± 4.06 mgGAE/100 g, respectivamente). El contenido de flavonoides totales presentó una tendencia similar al contenido de fenoles, LES-13 presentó el mayor contenido (1012.14 ± 37.23 mgCE/100 g), seguido de LES-17, LES-12 y LES-93 con valores relativamente altos (922.39 ± 26.42, 617.33 ± 40.21, 577.81 ± 27.46 mgCE/100 g, respectivamente). Los taninos condensados, LES-13 y LES-17 con el mayor contenido (2831.61 ± 21.17 y 2796.98 ± 23.81 mgCE/100 g, respectivamente). Los sorgos de grano rojo oscuro desaturado que incluyen a LES-12 y LES-93, presentaron los niveles más altos de antocianinas. LES-17 y LES-13 obtuvieron los niveles más altos en de capacidad antioxidante (DPPH y ABTS), mientras que LES-35 y LES-75 presentaron los valores más bajos. Los resultados indican potencial para ser usados para el consumo humano, sugiriéndose complementar con estudios bromatológicos de las líneas sobresalientes" "The objective of this research was to evaluate a set of seven experimental sorghum genotypes (LES-12, LES-13, LES-17, LES-35, LES-75, LES-93 and LES-102) and a commercial hybrid check, in both, their agronomic performance in the field, and their grain nutraceutical quality, in order to define their potential for human consumption.
Phase I. Field evaluation. The eight genotypes were planted under a randomized complete block design, in the “Bajío-UAAAN” Experimental Field, located in the Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro campus. Once the crop was established, plants of all eight genotypes were selected to evaluate the following agronomic variables: days to flowering (DF), normalized difference vegetation index (NDVI), plant height (AP), exertion length (LE), panicle length (LP), stem diameter (DT), incidence of bird damage (ADI), foliar diseases (EF), Brix degrees (GB), leaf width (AH), leaf length (LH), yield in grams per plant (RGPP) and weight of a thousand seeds (PMS). Analysis of variance and means comparison tests (Tukey P≤0.05) were performed with the data. The Pearson's lineal correlation coefficients among variables were also determined, using the SAS Software Package, version 9.1.
Phase II. With de harvested grain from Phase I, the chromatic characteristics, nutraceutical properties and antioxidant content of the grains and flours were determined, through the evaluation of the following variables: grain color (CG), flour color (CH), total phenols (FT), total flavonoids (FVT), condensed tannins (TC), total anthocyanins (AT) and antioxidant capacity (CA). The collected data was analyzed in a complete randomized design, and a Tukey (P≤0.05) means comparison test was performed, using SPSS Statistics (version 21.0).
Results. Phase I. All variables (DF, AP, NDVI, LE, LP, DT, IDA, EF, GB, AH, LH, RGPP and PMS) didn’t show significant differences among blocks, allowing to detect highly significant differences among genotypes, except for GB. The means test corroborated the significant differences among genotypes. It was observed that LES-12, had higher plant height, superior leaf width, yield and a thousand seed weight, and a stalk diameter statistically similar to the check.
LES-13 and LES-17 also showed good yield potential and homogeneity in the field, as shown by the means tests. In the correlation Pearson’s test, significant coefficients were found between DF and RGPP (r = 0.711 *) and LH y PMS (r = 0.729 *).
Phase II. Laboratory. Results showed significant differences among genotypes for the grain nutraceutical properties. The genotypes were classified into two groups of colors: 1) Desaturated dark orange (LES-35, LES-75, LES-17, LES-13 and LES-102); 2) y Desaturated dark red (LES-12 and LES-93). The flours had a lighter color than the grain, and in consequence brighter, implying lower polyphenols content. Yellow was the most important chromatic characteristic of the sorghum flours.
The highest phenols content was observed in LES-13 (1203.96 ± 55.61 mgGAE/100 g), followed by LES-17 (1041.41 ± 15.12 mgGAE/100 g), however LES-75 and LES-35 showed lower values (84.77 ± 2.47 y 89.30 ± 4.06 mgGAE/100 g, respectively). The total flavonoids had a similar tendency to the phenols content, LES-13 showed the highest content (1012.14 ± 37.23 mgCE/100 g), followed by LES-17, LES-12 and LES-93, with relatively high values (922.39 ± 26.42, 617.33 ± 40.21, 577.81 ± 27.46 mgCE/100 g, respectively). For the condensed tannins, LES-13 and LES-17 had the highest content (2831.61 ± 21.17 y 2796.98 ± 23.81 mgCE/100 g, respectively).
The desaturated dark red sorghum grain, that includes LES-12 y LES-93, presented the highest anthocyanins levels. LES-17 y LES-13 obtained the highest levels of antioxidant capacity (DPPH y ABTS), meanwhile, LES-35 y LES-75 presented lower values. The results indicate the potential to be used for human consumption, suggesting the need to carry out bromatological studies of the outstanding lines"