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La raza de maíz Palomero Toluqueño forma parte de las razas reventadoras. De esta raza se tienen resguardadas 45 accesiones en los diferentes bancos de germoplasma de México, las cuales no se han caracterizado por su capacidad de expansión, evitando su potenciación para la elaboración de palomitas.
Las principales variables de calidad que se consideran en los maíces palomeros comerciales incluyen la forma de la roseta, la persistencia del pericarpio (Ziegler, 2001), el volumen de expansión y la proporción de granos sin reventar (Soylu y Tekkana, 2007), las cuales están influenciadas por factores como: humedad del grano (Gökmen, 2004), grosor y dureza del pericarpio (Hoseney et al., 1983), contenido de almidón total, amilosa y amilopectina (Borras et al., 2006; Sweley et al., 2012).
La capacidad de expansión de los materiales nativos de la raza Palomero Toluqueño es inferior a la de un maíz palomero comercial, así lo demuestra el trabajo realizado por Santacruz (2001) quien reportó volúmenes de expansión de 1.62 cm³ g-1 en accesiones de la raza Palomero Toluqueño, que contrastan con los 38.87 cm³ g-1 obtenidos en un maíz palomero comercial de Norteamérica. Esta diferencia se atribuye a los cambios tanto en variables físicas como químicas del grano, inducidas mediante el mejoramiento genético. Las accesiones de la raza de maíz Palomero Toluqueño, deben ser valoradas en sus atributos de calidad para elaborar palomitas de maíz, con base en los criterios de calidad de los maíces palomeros comerciales. En este contexto, el objetivo del presente estudio fue determinar características físicas y químicas en accesiones de la raza de maíz Palomero Toluqueño y su relación con la capacidad de expansión del grano. Esta información podría utilizarse como discriminantes en el proceso de mejoramiento genético para reventado del grano.
Material genético
Se evaluaron 26 genotipos de la raza de maíz palomero; de ellos, 18 accesiones pertenecen a la raza Palomero Toluqueño (APT), siete corresponden a materiales premejorados de la colección de trabajo del programa de mejoramiento genético del Colegio de Postgraduados (COLPOS), que son cruzas entre la raza Palomero Toluqueño con Iowa Pop 12 derivada de la raza Perla Amarillo de Norteamérica y un testigo comercial de la marca ‘Verde Valle’ (TC), perteneciente a la raza Perla Amarillo de Norteamérica. La selección de estos 26 materiales fue con la finalidad de tener representatividad de volúmenes de expansión bajo, medio y alto para los orígenes genealógicos.
Ubicación y manejo de los experimentos
Los experimentos se establecieron en el ciclo agrícola primera-verano 2014 en las localidades de Montecillo, municipio de Texcoco, Estado de México (19° 27’ 54.8” latitud norte y 98° 54’ 20.5” longitud oeste, 2 250 msnm) y Santa María Zacatepec, municipio de Juan C. Bonilla, Puebla (19° 7’ 52” latitud norte y 98° 21’ 23” longitud oeste, 2 260 msnm). La precipitación acumulada promedio para el ciclo agrícola (de mayo a noviembre) en el área aledaña al sitio experimental fue de 548.2 y 780.6 mm, respectivamente (CONAGUA, 2016). Se utilizó un diseño de bloques completos al azar con dos repeticiones, la unidad experimental consistió de tres surcos de 5 m de longitud con surcos de 0.8 m de ancho con dos plantas cada 50 cm, lo que produjo una densidad de población de 55 mil plantas ha-1 (Hernández y Esquivel, 2004). Las siembras se realizaron el 15 y 21 de mayo de 2014 en Montecillo y Santa María Zacatepec, respectivamente. En ambas localidades el cultivo se estableció bajo condiciones de riego. En Montecillo, la fertilización fue con la fórmula 140-60-00, aplicando 60% del N y todo el P en la siembra y el resto del N en la segunda escarda, mientras que en Santa María Zacatepec la fórmula fue de 160-60-00 aplicando 30% de N y todo el P en la primera escarda y el resto del N en la segunda escarda. La cosecha se efectuó en noviembre de 2014.
Análisis de las características físicas y químicas del grano de maíz
Las determinaciones físicas y químicas del grano se efectuaron en muestras homogéneas obtenidas de cada unidad experimental cosechada en cada localidad. Las variables de peso hectolítrico (PHE), índice de flotación (IF), espesor de pericarpio (EP) y contenido de almidón total (ALM) se realizaron según lo descrito por Salinas y Vázquez (2006). La amilosa (AMI) aparente se cuantificó por el método de Zhu et al. (2008), la amilopectina (AMP) se determinó por la diferencia entre el almidón total y la amilosa (Salinas y Vázquez, 2006).
La humedad óptima para obtener el volumen máximo de expansión es 13.5% (Gökmen, 2004), esta humedad se obtuvo al colocar una muestra de semilla de cada unidad experimental en una cámara de ambiente controlado a 21 °C con 70% de HR durante siete días. El reventado se realizó en 30 g de semilla en hornos de microondas de la marca Daewoo Modelo KOR-164H (127 V y1600 W) programados al 70% de potencia durante 2:45 min. El volumen se determinó en una probeta cilíndrica graduada de 2 000 mL con 8.89 cm de diámetro, expresando el valor en cm3 g-1.
Análisis estadístico
Con las variables químicas y físicas obtenidas se hicieron análisis de varianza (ANOVA) para un diseño completamente al azar, en SAS V.9.1 (SAS Institute, 2002), considerando como efectos aleatorios los materiales y las localidades de siembra; en las variables con diferencias significativas se realizaron comparaciones de medias con la prueba de Tukey (p≤ 0.05). Con el propósito de estudiar las relaciones entre las características físicas y químicas determinadas con la capacidad de expansión se realizó un análisis de correlación utilizando el procedimiento Corr de SAS V.9.1 (SAS Institute, 2002).
Resultados. Análisis de varianza para las características físicoquimicas
Cuando la fuente del ANOVA fue el origen del material, el PHE y EP mostraron diferencias altamente significativas (p≤ 0.01), el ALM y AMI tuvieron diferencias significativas (p≤ 0.05) mientras el IF y AMP no mostraron diferencias significativas. Usando como fuente a las localidades no se observaron diferencias significativas para las variables físicas, sin embargo, si fueron altamente significativas para las variables químicas evaluadas.
Características físicas de la semilla
El mayor PHE se presentó en el grano del TC (84.83 kg hL-1), en tanto que las APT presentaron en promedio el menor PHE (77.13 kg hL-1). El PHE está relacionado en forma directa con la dureza del grano, por lo que el grano de mayor dureza corresponde al TC, lo que se confirma por el valor de IF que fue considerablemente menor que el de los materiales APT y COLPOS (Cuadro 1). A menor valor de IF, se presenta mayor dureza del grano (Salinas et al., 1992). Los materiales de la raza Palomero Toluqueño obtuvieron los porcentajes más altos de índice de flotación, mientas que los materiales del COLPOS y testigo comercial fueron estadísticamente iguales en esa misma variable (Cuadro 1). Los valores observados de peso hectolítrico e índices de flotación demuestran que se trata de maíces de granos duros; sin embargo, esta dureza es menor a la del palomero comercial usado como testigo.
Cuadro 1 Comparación de medias de las características físicas y químicas en agrupamientos por volumen, grupo de origen y localidades de evaluación.
| Variables Fisicoquímicas | Por origen | Por localidad | |||||
| Palomero Toluqueño | COLPOS | Testigo | DSH | Santa María Zacatepec | Montecillo | DSH | |
| Rango de volumen de expansión (cm3 g-1) | 1 a 6.33 | 5 a 8.33 | 19.33 | 3.59 | 3.87 | ||
| PHE (kg hL-1) | 77.13 c | 81.03 b | 84.83 a | 3.06 | 79.26 a | 78.89 a | 1.43 |
| IF (%) | 23.04 a | 19.75 ab | 4.5 b | 17.9 | 20 a | 21.87 a | 6.76 |
| EP (µm) | 0.54 b | 0.6 b | 0.9 a | 0.09 | 0.58 a | 0.56 a | 0.04 |
| ALM (%) | 60.84 a | 64.17 a | 62.19 a | 6.8 | 60.04 b | 64.56 a | 2.43 |
| AMI (%) | 10.18 a | 10.92 a | 10.86 a | 1.38 | 10.99 a | 10.05 b | 0.49 |
| AMP (%) | 50.66 a | 53.26 a | 51.33 a | 7.22 | 49.05 b | 54.52 a | 2.49 |
Medias con letras iguales de hileras no son estadísticamente diferentes (Tukey, 0.05). DSH= diferencia significativa honesta (p≤ 0.05).
El testigo comercial tuvo un grosor de pericarpio de 0.9 µm, que es mayor (p≤ 0.05) al observado en las accesiones de la raza Palomero Toluqueño y los materiales premejorados del COLPOS. Con base en esta diferencia es posible considerar que, de las variables físicas evaluadas, el grosor de pericarpio es el que tiene mayor influencia en la capacidad de expansión de los maíces palomeros. Durante el proceso de reventado, el pericarpio actúa como contenedor de la presión del agua evaporada, lo que hace necesario que las variedades de maíz palomero tengan un pericarpio grueso y resistente (Mohamed et al., 1993).
Variables químicas de la semilla
En las variables químicas analizadas no hubo diferencia estadística significativa entre los materiales evaluados y el testigo comercial (Cuadro 1). La media de los valores del contenido de almidón, amilosa y amilopectina estuvieron en el rango de valores reportados por Sweley et al. (2012) para palomeros comerciales sembrados en diferentes ambientes; sin embargo, fueron inferiores a los reportados por Park et al. (2000) en híbridos comerciales. Esta diferencia se atribuye a la modificación en la técnica propuesta por Zhu et al. (2008) que se utilizó en esta investigación.
En México existen otras razas de maíz que tienen la capacidad de reventar, entre ellas Chapalote, el cual tiene un contenido de almidón superior a 70% con proporciones similares de amilopectina y amilosa (Vázquez et al., 2011). Las similitudes de los materiales evaluados en cuanto a su contenido de almidón, amilosa y amilopectina con los materiales con mayor volumen de expansión son indicativos de que el mejoramiento genético para capacidad de expansión debe priorizar las características físicas como el grosor de pericarpio y la disminución del índice de flotación.
Correlación entre el volumen de expansión y las variables evaluadas
Con excepción del peso hectolítrico y del espesor del pericarpio, el resto de las variables no mostraron correlaciones significativas con el volumen de expansión (VE). Por tanto, de acuerdo con las correlaciones citadas, a medida que se incremente el peso hetolítrico y el grosor del pericarpio se aumenta el volumen de expansión. Este resultado coincide con lo descrito por Mohamed et al. (1993) en maíces palomeros reventados en horno de microondas (Cuadro 2).
Cuadro 2 Coeficientes de correlación entre el volumen de expansión y las características físicas y químicas del grano.
| PHE | IF | EP | ALM | AMI | AMP | |
| VE | 0.61773* | -0.35777 | 0.67577* | 0.06439 | 0.26249 | 0.01963 |
| PHE | -0.04664 | 0.44477 | 0.23167 | 0.29576 | 0.18308 | |
| IF | -0.0838 | -0.12446 | -0.40938* | -0.05494 | ||
| EP | 0.077 | 0.40112* | 0.00835 | |||
| ALM | 0.15177 | 0.98522** | ||||
| AMI | -0.01979 |
Se observó una relación cercana a 5:1 en volumen de expansión entre el testigo comercial (Perla Amarillo de Norteamérica) y la raza Palomero Toluqueño, mientras que la relación entre los materiales en proceso de mejoramiento del COLPOS vs el testigo comercial fue de 1:3 (Cuadro 1). Esta diferencia no se presentó en las propiedades químicas evaluadas, lo que pudo estar asociado con nula correlación entre las propiedades químicas con la capacidad de expansión (Cuadro 2). Una vez descartado el contenido de almidón y sus componentes, es posible que sean el contenido proteico, los ácidos grasos, fibras o los azucares los que tengan mayor influencia en la capacidad de expansión en la raza Palomero Toluqueño y los materiales del COLPOS, pues de acuerdo con Sweley et al. (2012), las propiedades químicas citadas con antelación junto con el almidón, la amilosa y la amilopectina tienen algún tipo de correlación con la capacidad de expansión.
Conclusiones
Las variables físicas analizadas mostraron mayor variabilidad que las químicas entre los grupos de material genético analizados. De las variables físicas, el peso hectolítrico y el espesor de pericarpio mostraron una mayor asociación con el volumen de expansión del grano, permitiendo su uso como criterios de selección en el mejoramiento de los maíces palomeros de México.
