Material vegetal

Se trabajó con 25 materiales genéticos, 24 procedentes del Programa de Mejoramiento Genético del Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria (INIA, Las Brujas, Canelones, Uruguay) y una variedad comercial (Challenger). Los 24 materiales se seleccionaron con base en su buen comportamiento agronómico, considerando principalmente la productividad y resistencia a enfermedades, mientras que ‘Challenger’, de origen holandés, es apta para fritura y muy apreciada por la agroindustria uruguaya. Los materiales se obtuvieron del ciclo primavera (hemisferio sur), para lo cual se sembraron en setiembre y se cosecharon en los primeros días de diciembre.

Después de la cosecha, los tubérculos se sometieron a curado (18 °C, 85 % de humedad relativa, 12 días), proceso por el cual cicatrizan las heridas de cosecha, debido a la formación de peridermis, lo que reduce la deshidratación del tubérculo y el ingreso de patógenos. Luego del curado, los materiales se caracterizaron considerando su forma y color de cáscara, pulpa y de fritura (Figura 1); para ello, se utilizaron tres repeticiones de 10 tubérculos cada una.

Figura 1 Forma de la papa, color de la cáscara, pulpa y papas fritas de 25 materiales genéticos (MG = material genético; VC = variedad comercial). 

Fritado de la papa

Las hojuelas de 3 mm de espesor se obtuvieron con un mandolina de cocina (Tescoma^®, España), y se colocaron en agua para evitar la oxidación hasta el momento de realizar la fritura; previo al fritado, las hojuelas se retiraron del agua, se centrifugaron (Ilko^®, Chile) y se secaron con papel de cocina. La fritura se realizó en una freidora doméstica (modelo AF101932, Moulinex^®, España), con aceite de girasol (Optimo, Cousa, Uruguay), a 180 °C durante 3 min.

Gravedad específica

Esta variable se determinó a partir de la relación entre el peso en aire y el peso en agua, de acuerdo con la metodología propuesta por el Centro Internacional de la Papa (^{CIP, 2007}). La determinación se realizó por triplicado, con 10 tubérculos por cada material genético y réplica. La fórmula utilizada fue la siguiente:

Contenido de materia seca

Para estimar el contenido de materia seca, se pesaron 20 g de pulpa de una muestra compuesta por 10 tubérculos (esto para cada material), se colocaron en cajas de Petri y se mantuvieron en estufa (modelo GO 27, Blue M, EUA) a 80 °C hasta peso constante (^{Silveira et al., 2017}). La medición se realizó por triplicado y los valores se expresaron en porcentaje. Para el cálculo se utilizó la siguiente fórmula:

Color

La medición del color se realizó en 90 hojuelas de cada material genético, tanto en papa cruda como en papa frita, con un colorímetro (modelo TCR 200, PCE Instruments, China). En el caso de la papa cruda, la medición se realizó previo a la elaboración de la fritura de cada material genético. Los parámetros medidos fueron L*, a*, b*, del sistema CIELab, los cuales se utilizaron para calcular los valores del tono o ángulo hue [Hue = arctan b* x (a*)^-1] y la saturación o croma (Croma: C_ab* = √ a*² + b*²).

Actividad de la enzima polifenol oxidasa (PFO)

La actividad de la enzima se determinó por espectrofotometría (Unico, S-2150, EUA), de acuerdo con lo reportado por ^{Cabezas-Serrano, Amodio, Cornacchia, Rinaldi, y Colelli (2009)}, con algunas modificaciones. Se tomaron 4 g de pulpa liofilizada en un equipo de liofilización marca NanBei Instrument Equipment (modelo LGJ 12, China), procedentes de una muestra compuesta igual que la de materia seca. A dicha muestra se le agregaron 8 mL de acetona fría y se homogeneizó por 2 min; se recuperó el residuo y se trató nuevamente con acetona. Posteriormente, se volatilizó la acetona con la ayuda de una bomba de vacío. Una vez seca, se homogeneizó durante 30 min con el buffer de extracción (0.1 M y pH 6.6), que contenía 20 mmol de ácido ascórbico, 5 g·L^-1 de tritón y 10 g·L^-1 de polivinilpirrolidona, y se centrifugó a 8,000 g, 4 °C durante 30 min. Para la determinación se utilizaron 0.1 mL del sobrenadante, 0.9 mL de buffer fosfato de sodio (0.05 M, pH 7) y 0.1 mL de una solución de catecol 0.2 M preparada en el mismo buffer. Se midió la absorbancia a 420 nm con lecturas cada 5 s durante 4 min. El contenido total de proteínas se estimó mediante el ensayo de Bradford (^{Bradford, 1976}), utilizando albúmina de suero bovino como estándar. Los valores se expresaron como unidad de actividad de la enzima por gramo de proteína (U·g_proteína ^-1 en peso seco [PS]).

Contenido de polifenoles totales (PT) y capacidad antioxidante total (CAT)

La determinación de los PT y la CAT se realizó en un extracto obtenido al homogeneizar 0.8 g de pulpa liofilizada (también de una muestra compuesta), con 5 mL de metanol al 70 %. Posteriormente, la muestra se centrifugó a 1,050 g, a 4 °C durante 20 min, y se separó el sobrenadante que se utilizó como extracto. Los PT se obtuvieron a partir de la metodología propuesta por ^{Singleton y Rossi (1965)}, con ligeras modificaciones. Los valores se expresaron como miligramos equivalentes de ácido gálico por gramo en PS (mg EAG·g^-1 en PS).

La CAT se obtuvo a partir de la metodología del poder antioxidante reductor del hierro (FRAP, por sus siglas en inglés), establecida por ^{Silveira et al. (2017)}. Se mezclaron 900 μL de reactivo (2,4,6-tris(2-pyridyl)-s-triazina 10 mM en HCl 40 mM, FeCl₃ 20 mM y tampón acetato 300 mM en proporción 1:1:10 v/v a pH 3.6) con 90 μL de agua destilada y 30 μL de extracto. Después de 1 h se midió la absorbancia a 595 nm. Los valores se expresaron como miligramos equivalentes de Trolox por gramo en PS (mg ET·g^-1 en PS).

Análisis estadístico

Para cada variable, se estableció un diseño de bloques completos al azar. Cuando se encontraron diferencias significativas en el análisis de varianza, los valores se sometieron a una comparación de medias de Tukey (P ≤ 0.05). Adicionalmente, se calculó el coeficiente de regresión lineal y el coeficiente de correlación de Pearson entre las variables analizadas. El procesamiento de los datos se realizó con el programa estadísticos Infostat versión 2017.

Contenido de materia seca

La mayoría de los materiales genéticos evaluados (21 clones), y la variedad comercial Challenger, tuvieron un contenido de materia seca de entre 20.0 y 23.5 %, y en cuatro materiales analizados dicho contenido estuvo entre 15.5 y 19.9 % (Cuadro 1).

El porcentaje de materia seca es uno de los parámetros de calidad más importantes, ya que define la aptitud de uso de la papa. Esto se debe a que el mayor contenido de materia seca determina una menor absorción de aceite durante el proceso de obtención de la fritura, y por lo tanto permite obtener un producto de mejor textura. Según ^{Cacace, Huarte, y Monti (1994)}, los materiales con buena aptitud para el fritado son los que presentan más de 20 % de materia seca. Los materiales con valores medios de materia seca (18 a 20 %) son más apropiados para la preparación al horno o como puré, y los de menor contenido (15 a 17 %) son adecuados para la cocción. Considerando lo anterior, la mayoría de los materiales analizados (83.8 %), incluyendo la variedad comercial, son aptos para fritura, y unos pocos (07032.3, 10025.1 y 07062.1) son aptos para cocción.

Los materiales fueron cultivados en la misma estación (primavera), y en parcelas experimentales con el mismo tipo de suelo e igual manejo; por lo tanto, las diferencias en el contenido de materia seca no se deben a un efecto ambiental, sino a la genética, tal como lo mencionan ^{Martínez y Ligarreto (2005)}.

Gravedad específica

La gravedad específica, al igual que el contenido de materia seca, está relacionada con la aptitud de uso de la papa. Esto se debe a la correlación alta y positiva que existe entre ambas variables (^{Ochsenbein, Hoffmann, Escher, Kneubühler, & Keiser, 2010}). No se encontraron diferencias estadísticas entre los valores de gravedad específica medidos, que estuvieron entre 1.05 y 1.11 (datos no mostrados), lo que indica que, a excepción de los clones 7062.1 y 10025.1, todos los materiales serían aptos para preparar frituras. De acuerdo con el ^{CIP (2007)}, los valores de gravedad específica deben estar comprendidos entre 1.09 y 1.11, para que la absorción de aceite sea baja (considerándose como baja a valores de 30 a 40 %).

Se encontró una correlación lineal entre el porcentaje de materia seca y la gravedad específica (P ˂ 0.0001), con un valor de R² = 0.49, ajustando la ecuación quedaría de la siguiente manera: materia seca (%) = -180.81 + 188.63 (gravedad específica). ^{Kumar, Ezekiel, Singh, y Ahmed (2005)}, quienes obtuvieron un valor de regresión lineal de R² = 0.93, reportan la siguiente ecuación: materia seca (%) = -238.5 + 0.02 (gravedad específica); estos valores se pueden considerar de medios a bajos.

La gravedad específica es un parámetro muy utilizado a nivel industrial para definir la aptitud de fritura de su materia prima. Sin embargo, en este caso, queda demostrado que no es tan preciso como utilizar el contenido de materia seca, aunque ambos parámetros deberían ser considerados de manera conjunta, en especial en los programas de mejoramiento genético.

Color

De acuerdo con el parámetro luminosidad (L*) de la pulpa cruda, los clones analizados pueden dividirse en dos grupos (P ˂ 0.0001): uno de pulpa más luminosa con valores de 66 a 67 y otro con valores de 60 a 65 (Cuadro 2). Estos valores son menores a los registrados por ^{Garcia, Lopes-do Carmo, Gonçalves-de Padua, y Leonel (2015)}, quienes reportan cifras de L* mayores a 76. La pulpa de los materiales analizados presentó tonalidades amarillas (P ˂ 0.0001), siendo más clara en los materiales 8026.2 y 10025.1, con valores de 79.62 y 83.08 en Hue, respectivamente, y más amarilla en los materiales con valores de Hue ≥ 90. En cuanto a la intensidad del color (Croma), la variación observada es mayor (P ˂ 0.0001), encontrándose materiales con valores muy bajos, de entre 2.74 y 3.50 indicando un color grisáceo y poco puro, y valores de entre 9.26 y 10.10, indicando un color más vívido.

En la papa frita, también se encontraron diferencias altamente significativas. Los valores menores de L* (entre 51 y 55) fueron medidos en los materiales 10021.3, 7049.1, 93060.4, 5012.3 y 7065.3. La mayor L* correspondió a los materiales 10021.2, 7062.1 y 8030.2, con valores de entre 60 y 63 (Cuadro 3). De acuerdo con trabajos previos, se consideran aceptables valores de L* ≥ 55 (^{Wiberley-Bradford, Busse, & Bethke, 2016}; ^{Wiberley-Bradford & Bethke, 2017}); por lo tanto, los del primer grupo no se consideran aceptables por ser más oscuros. En este caso, los valores de tono son muy diversos, tal como se muestra en el mismo cuadro (P ˂ 0.0001), ya que aparecen materiales con tonalidades más amarillo-rojizas (10025.1, 7049.1, 7036.1 y 7062.1) y materiales con tonalidades más amarillas, con valores superiores a 75. Los clones con color más puro fueron 7046.2, 8025.1, 7049.1, 17.6 y 7062.1, y los opuestos en color fueron 7065.3, 5012.3, 100021.3 y 2083.6 (P ˂ 0.0001). Por otro lado, no se encontró correlación entre los parámetros de color medidos, tanto en la papa cruda como en la fritura, con las otras variables evaluadas (datos no mostrados).

Polifenoles totales (PT) y capacidad antioxidante total (CAT)

El contenido de PT estuvo entre 0.12 y 0.40 mg EAG·g^-1 en PS, tal como se muestra en el Cuadro 4. Las principales diferencias (P ˂ 0.0244) se registraron entre los materiales 7046.2 y 10021.2 (0.4 y 0.38 mg EAG·g^-1 en PS, respectivamente), y los materiales 8025.3 y 8035.2 (con valores de 0.13 y 0.12 mg EAG·g^-1 en PS, respectivamente). La variedad comercial Challenger presentó un valor bajo, lo que explicaría, en parte, su baja susceptibilidad al pardeamiento enzimático y su aptitud para fritura.

Los valores de CAT estuvieron entre 0.29 y 1.63 mg ET·g^-1 en PS (Cuadro 4), y en este caso también se identificaron dos grupos (P ˂ 0.0001). En el grupo de los valores más altos están los materiales con valores entre 1.06 y 1.63 mg ET·g^-1 en PS, donde destaca 10021.3. En el grupo de los valores más bajos están los materiales 5012.3, 7036.1, 7055.1, 8025.3, 8035.2 y Challenger, con contenidos entre 0.29 y 0.48 mg ET·g^-1 en PS. Estos valores representan entre el 33 y 40 % menos CAT en comparación con los materiales del primer grupo, por lo que tendrían una menor calidad funcional.

La variabilidad observada en ambos componentes puede deberse a factores como grado de madurez, condiciones ambientales y genotipo (^{Hu, Tsao, Liu, Sullivan, & McDonald, 2012}; ^{Ezekiel et al., 2013}). En este caso, así como en la materia seca, las diferencias pueden corresponder al componente genético. El hecho de que los compuestos fenólicos sean sustrato para la PFO indica, a priori, que los materiales con menor contenido son menos susceptibles al pardeamiento enzimático. En este sentido, se recomiendan los materiales 8025.3 y 8035.2, que no se diferenciaron del testigo comercial.

Se encontró una correlación lineal entre la CAT y los PT (P ˂ 0.0001), con un coeficiente de correlación de Pearson de 0.67, y ajustando la ecuación quedaría de la siguiente manera: CAT = 0.1802 + 0.0205 (PT), con un valor de R² = 0.44. Si bien los PT son uno de los componentes de la CAT, no en todos los casos los materiales con mayor contenido de PT son los de mayor CAT. El contenido de PT incluye flavonoides, otros ácidos fenólicos, y todos los compuestos con características fenólicas, pero la composición específica de éstos puede variar entre materiales genéticos, contribuyendo de manera diferente a la actividad antioxidante (^{Pinhero et al., 2016}). Los valores medidos en los materiales analizados y la correlación entre las variables confirman dicha situación.

La CAT indica que hay materiales que realizan un mayor aporte potencial de compuestos benéficos para la salud de los consumidores; aunque se debe considerar que sus componentes, en especial las vitaminas, son afectados durante la cocción.

Actividad de la polifenol oxidasa (PFO)

La actividad de la PFO fue la variable que presentó el mayor rango de variación (P ˂ 0.0001). Los valores medidos se encontraron entre 101.43 y 2.00 U·g_proteína ^-1 en PS. En los materiales analizados destacaron 8025.1 y 7049.1, con los valores más altos (101.43 y 85.68 U·g_proteína ^-1 en PS, respectivamente), y 7032.3, 7036.1, 10021.1 y 9052.3, con los valores más bajos (entre 2 y 11 U·g_proteína ^-1 en PS) (Cuadro 4). La variedad comercial Challenger presentó una actividad de 2.73 U·g_proteína ^-1 en PS, situándose en el grupo de los de menor actividad, siendo este el otro factor que explicaría su baja susceptibilidad al pardeamiento enzimático y su aptitud para la fritura.

Los valores medidos están dentro del rango reportado por otros autores, pero en el extremo más bajo. En este sentido, ^{Cabezas-Serrano et al. (2009)}, al evaluar la aptitud para el procesamiento mínimo de cinco variedades comerciales de papa, encontraron una actividad de entre 10 y 14 U·g_proteína ^-1 en PF, que de acuerdo con el contenido de materia seca reportado por los autores corresponde a 52 y 105 U·g_proteína ^-1, respectivamente. Por su parte, ^{Dario-Vitti, Fumi-Sasaki, Miguel, Kluge, y Moretti (2011)} reportan una actividad de entre 12 y 22 U·g_proteína ^-1 en PF para las variedades Agata, Monalisa y Asterix. Estos valores corresponderían con los medidos en el grupo de baja actividad del presente trabajo.

Las diferencias entre materiales también fueron reportadas por los autores mencionados anteriormente y por otros en trabajos previos. En este sentido, ^{Thygesen, Dry, y Robison (1995)} realizaron un estudio completo vinculado con la PFO de la papa. Entre otros aspectos, estos autores mencionan la existencia de variación en la actividad de la PFO en diferentes materiales genéticos, donde los tubérculos de la variedad Saturna presentaron entre 3 y 4 veces más actividad que los de Atlantic.

De manera general, la mayor actividad de la enzima PFO indica que los materiales 8025.1 y 7049.1 son más susceptibles al pardeamiento enzimático.