Material vegetal y ubicación del experimento

En el transcurso de los meses de septiembre a octubre de 2014, se realizó un recorrido por algunas localidades de Durango y Zacatecas, y se colectaron muestras de frutos de chile guajillo (mirasol) con color de epidermis uniforme, ausencia de quemaduras y daños mecánicos. Asimismo, se registró su ubicación geográfica por medio de sistema de posicionamiento global (GPS) (Cuadro 1). Se colectaron 30 materiales de chile guajillo (secado natural a 32 °C), que de acuerdo con el número de colecta (1-17, 19-26, 28-30) se trató de genotipos nativos y donde la 18 y 27 fueron las variedades comerciales ‘Castilla’ y ‘Minero’, respectivamente. Los análisis de calidad fisicoquímica se realizaron en los laboratorios de fisiología de frutales y usos múltiples, ubicados en el Departamento de Fitotecnia de la Universidad Autónoma Chapingo, Estado de México, México (19° 29’ 43” latitud norte y 98° 53’ 12” longitud oeste), a una altitud de 2 240 m con una temperatura media de 15.9 °C.

Diseño experimental

Se empleó un diseño experimental completamente al azar con 4 repeticiones, donde para la evaluación del color de fruto y vitamina C (ácido ascórbico), la unidad experimental consistió de un conjunto de 15 frutos. Por otro lado, con 20 frutos por unidad experimental se determinó el contenido de antocianinas totales, fenoles totales, así como la capacidad antioxidante.

Parámetros evaluados

Color. Se determinó sobre la epidermis del fruto, mediante un colorímetro portátil Color Tec- PCM® (Cole Palmer, Illinois, USA), en la que se obtuvieron las coordenadas de color Cielab (CIE 1976 (L*a*b)). Posteriormente se calcularon los valores de cromaticidad = (a²+b²)^1/2 y tonalidad o hue= arctan^-1 (b/a).

Vitamina C (ácido ascórbico). Se estimó de acuerdo con el método propuesto por ^{Jagota y Dani (1982)}, para ello, se tomaron 4 g de tejido y se homogeneizaron con 5 mL de ácido tricloroacético al 20%, la mezcla se dejó reposar por 5 min en frio (hielo) y se centrifugó a 15 000 rpm por 20 min a 4 °C. Se tomó una alícuota de 0.2 mL del sobrenadante y se le adicionaron 1.8 mL de agua destilada y 0.2 mL de Folin-Ciocalteu al 10%. La mezcla se agitó vigorosamente y se dejó reposar durante 10 min para posteriormente realizar la lectura de absorbancia a 760 nm, mediante en un espectrofotómetro UV-Vis Genesys™ 10S (Thermo Fisher Scientific, Florida, USA). El cálculo de la concentración de este compuesto se realizó en función de una curva estándar de ácido ascórbico y los resultados se expresaron mg ácido ascórbico100 g^-1 de peso seco (ps).

Antocianinas totales. Su evaluación se realizó de acuerdo con el método propuesto por ^{Craker (1971)}, el cual consistió en tomar 0.5 g de tejido y triturar en mortero con metanol-HCl al 1% para posteriormente filtrar en papel Whatman® con grado GF6 y registrar la lectura de absorbancia a 525 nm con el refractómetro UV-Vis Genesys™ 10S (Thermo Fisher Scientific, Florida, USA).

Los resultados se calcularon con la expresión.

Donde: A= es la absorbancia a 525 nm; PM= corresponde al peso molecular de la cianidina-3- glucósido (449.2); FD= es el factor de dilución, ε es la absortividad molar para la cianidina-3- glucósido (26 900); L= es la trayectoria óptica de la cubeta (10 mm).

Fenoles totales. La cuantificación de estos compuestos, se realizó con el método propuesto por ^{Litwack (1967)}, con algunas modificaciones: se tomó 1 g de tejido y se homogeneizo con 25 mL de agua destilada, de la que se tomó una alícuota de 2 mL a la que se adicionaron 0.4 mL de solución extractora compuesta por metanol, cloroformo y agua (2:1:1) y se centrifugo por 15 min a 11 400 rpm. Al sobrenadante se le adicionaron 10 mL de Na₂CO₃ (10%), para después ser mantenida a 38 °C durante 15 min. Posteriormente, de esta solución se tomó 1 mL y se le agrego el reactivo Folin-Ciocalteu (1 mL) dejándose reposar por 15 min en condiciones de completa oscuridad y se procedió a tomar la lectura de absorbancia a 660 nm mediante el espectrofotómetro UV-Vis Genesys™ 10S (Thermo Fisher Scientific, Florida, USA). Los datos de concentración se obtuvieron tomando como referencia una curva estándar de ácido gálico. Los resultados se expresaron en mg ácido gálico 100 g^-1 ps.

Capacidad antioxidante. La determinación de esta variable se realizó con el método de dihidrocloruro de N, N-dimetil-p-fenil-N-diamina (DMPD) modificado por ^{Fogliano et al. (1999)}. El método consistió en preparar una solución de DMPD (209 mg de este compuesto disuelto en 10 mL de agua destilada), de la cual se tomó 1 mL y se le agregaron 100 mL de una solución amortiguadora de acetato 0.1 M (pH 5.25). A esta solución se le agregaron 0.2 mL de cloruro férrico 0.05 M, con concentración final 0.1 mM. La lectura de absorbancia se registró a una longitud de onda de 505 nm (UV-Vis Genesys™ 10S (Thermo Fisher Scientific, Florida, USA)), la cual corresponde a la señal no inhibida (Ao). Asimismo, se construyó una curva estándar antioxidante de Trolox, para ello fue necesaria la dilución de diversas concentraciones de este compuesto (obtenidas de una solución de Trolox en metanol a una concentración de1 mg mL), a la que se le agregaron 0.2 mL de extracto. La mezcla se agitó durante 10 min y se registró la lectura de absorbancia a 505 nm (Af). Los resultados se expresaron como porcentaje de la solución del catión radical no inhibido y para su cálculo se empleó la expresión.

Donde: Ao= es la absorbancia del catión radical no inhibido; Af= corresponde al valor de absorbancia registrada 10 min después de haber agregado la solución estándar de Trolox o la muestra del extracto de jugo.

Análisis estadístico de los datos. Con los datos obtenidos se realizó un análisis de varianza de clasificación simple (Anova) y comparación múltiple de medias con la prueba de Tukey (p≤ 0.05). Además, con la idea de agrupar las diversas colectas con características similares, se hizo un análisis multivariado de un agrupamiento basado en las distancias estadísticas cuadradas (datos estandarizados) y se construyó un dendograma con el método de mínima varianza de Ward (^{Dallas, 2000}) y se empleó el paquete de análisis estadístico SAS® versión 9.0. (^{SAS Institute, 2002}).

Color

Uno de los parámetros de calidad con mayor utilidad práctica en frutas y hortalizas, lo constituye el color, el cual sufre relativamente pocas alteraciones en frutos deshidratados (secos) durante su almacenamiento (Pérez-López et al., 2010) y los cambios ocurridos son consecuencia de lavariación en la concentración de algunos pigmentos naturales (antocianinas y carotenoides) o en el peor de los casos, ocasionadas por reacciones de oscurecimiento enzimático (^{Moreno-Pérez et al., 2006}; ^{Agostini-Costa et al., 2017}).

En este trabajo no se encontró variación significativa (p≤ 0.05) con relación a la luminosidad y cromaticidad del color, cuyos valores fluctuaron de 12.47 a 21.58 y entre 24.96 a 41.96, respectivamente (Cuadro 2). Con respecto a estos resultados, varios autores han indicado, que el color característico del fruto de chile se encuentra altamente correlacionado con la síntesis y acumulación de carotenoides (β-caroteno, xantofilas, β-criptoxantina, zeaxantina, violaxantina y capsantina) (^{Hernández-Ortega et al., 2012}; ^{Figueroa et al., 2015}; ^{Agostini-Costa et al., 2017}), donde su concentración se ve fuertemente influenciada por la intensidad o ausencia de diversas prácticas de manejo del cultivo (riego, uso de cubiertas plásticas en el suelo, fuentes de fertilización, entre otros) (López-Pérez et al., 2007; ^{Chávez-Servia et al., 2016}), sin contar si el tipo de secado es natural o artificial (^{Rochín-Wong et al., 2013}).

Por otro lado, el °hue fue estadísticamente similar para 96.6% de las colectas (29/30), en la que se incluyen a las variedades comerciales ‘Castilla’ y ‘Minero’, con valores que fluctuaron entre 39.42 y 173.05°, en la que se destaca la colecta 19 nativa de Bañon, Fresnillo, Zacatecas con el valor máximo para esta variable, la cual mostró frutos con color rojo intenso y superó estadísticamente a la colecta 25 (Las Auras, Calera, Zacatecas) con 33.77°, siendo esta última, la que presentó los frutos con menor °hue (Cuadro 2).

Entre los parámetros de calidad considerados de primordial importancia para los diversos tipos de chiles deshidratados (secos) enteros (guajillo o mirasol, ancho, mulato, de árbol, puya y pasilla) se encuentra asociado con el color, para esto la Norma Oficial Mexicana 107 (^{NMX-FF-107/1-SCFI- 2006}) (^{Anónimo, 2006}) señala que valores entre 47.33 y 56.96° indican la presencia de frutos con epidermis de color rojo intenso u oscuro uniforme, es decir, sin presentar problemas de decoloración, quemaduras y raspaduras, que en gran medida pueden estar ocasionados por factores abióticos (radiación solar excesiva, deficiencias nutrimentales e índice de cosecha inadecuado) y bióticos (ataque de plagas y enfermedades) (^{Moreno-Pérez et al., 2011}).

En este estudio, con excepción de las colectas 1 y 4 (La Joya, Poanas, Durango) y 25 (Las Auras, Calera, Zacatecas), el resto de colectas, incluyendo las variedades comerciales cumplen de manera satisfactoria con este índice de calidad tan importante para productores y comercializadores de este producto, ya que sus valores fluctuaron entre 49.52 y 173.05°. Por su parte, ^{Hernández-Ortega et al. (2012)}; ^{Rochín-Wong et al. (2013)}, señalan que durante el periodo de almacenamiento se produce una variación en el contenido de pigmentos carotenoides presentes en la cáscara, debido a un proceso de oxidación, la cual se incrementa por la acción de factores externos de naturaleza física, tales como la temperatura, humedad y niveles de luminosidad o también de naturaleza química, con la presencia de iones metálicos, enzima peroxidasa y oxígeno libre (oxidantes) (^{Pérez-López et al., 2007}; ^{Chávez-Servia et al., 2016}).

Vitamina C (ácido ascórbico)

Entre los componentes nutricionales del chile guajillo se encuentra vinculado con su contenido de vitamina C (ácido ascórbico), el cual presenta variaciones a lo largo del crecimiento y desarrollo del fruto, sin embargo, en madurez fisiológica (máxima acumulación de biomasa) se reporta que posee entre 150 y 180 mg ácido ascórbico 100 g^-1 (^{Kantar et al., 2016}; ^{Agostini-Costa et al., 2017}). Las colectas analizadas mostraron variación significativa con respecto al contenido de ácido ascórbico, en la que se desatacan las colectas 19 (Bañon, Fresnillo, Zacatecas) y 25 (Las Auras, Calera, Zacatecas) con valores de 200.02 y 196.19 mg ácido ascórbico 100 g^-1, las cuales superaron lo observado en los frutos de las colectas 2, 4, 5, 10, 17, 23, 29 y 30 cuyos valores fluctuaron entre 115.62 y 127.62 mg ácido ascórbico 100 g^-1 (Cuadro 2).

En contraste, ^{Figueroa et al. (2015)} indican para diversas variedades de pimiento morrón (Capsicum annuum L.) valores que fluctúan entre 274.3 y 355.5 mg ácido ascórbico 100 g^-1. Por su parte, ^{Cruz-Crespo et al., (2015)} indican un valor máximo de 41.19 mg 100 g^-1, para la variedad ‘Tampiqueño’ de chile serrano ((Capsicum annuum L.) cultivado con diferente concentración de nutrimentos y proporciones de sustrato (roca volcánica y vermicomposta). Adicionalmente, ^{Cruz et al. (2007)} en chile manzano (Capsicum pubescens L.) mencionan un contenido entre 455 y 238 mg ácido ascórbico 100 g^-1 . La variación entre lo encontrado en este trabajo y el de otros autores, pueda estar asociada con gran variedad de factores, entre estos, el grado de madurez a la cosecha, debido a que frutos donde prevalece el color verde, generalmente contienen una mayor concentración de ácido ascórbico en relación con las de color amarillo y rojo (^{Hervert-Hernández et al., 2010}), condiciones climáticas (radiación, temperatura y humedad relativa) prevalecientes en precosecha, prácticas culturales de manejo agronómico (^{Agostini-Costa et al., 2017}), condiciones de manejo poscosecha durante el periodo de almacenamiento (el contenido de agua disminuye entre 5 y 12%, lo que conlleva a la perdida y degradación de entre 10 y 50% de ácido ascórbico) (^{Kantar et al., 2016}) y si en la metodología analítica utilizada se empleó en tejido fresco o deshidratado (^{Rochín-Wong et al., 2013}).

Antocianinas totales

El fruto de chile guajillo posee un contenido considerable de compuestos polifenólicos (metabolitos secundarios), en los cuales pueden estar incluidos varios grupos funcionales, tales como los flavonoides (^{Arnnok et al., 2012}) y entre los subgrupos más importantes de este grupo funcional se encuentran las antocianinas (^{Kantar et al., 2016}), a lo cual se atribuye la presencia del típico color rojo en frutos y hortalizas, entre ellos el chile (^{Hervert-Hernández et al., 2010}; ^{Arnnok et al., 2012}). En este estudio, como se observa en el Cuadro 3, 96.6% de las colectas (29/30) mostraron valores estadísticamente similares con respecto a la concentración de antocianinas en los frutos, cuyos valores estuvieron entre 1 y 1.97 mg cianidina-3-glucosido 100 g^-1; sin embargo, la colecta 22 (Potrero de Ojuelos, Fresnillo, Zacatecas) fue la que presentó menor concentración de este pigmento con 0.87 mg cianidina-3-glucosido 100 g^-1.

En contraste, ^{Moreno et al. (2006)}, al evaluar frutos maduros de 162 colectas (plantas) de chile guajillo, nativas de Jalisco, Zacatecas y Durango, reportan un valor medio más bajo (0.22 mg 100 g^-1) el cual fue detectado en una planta proveniente del municipio de villa unión en Durango, sin embargo, también reportan valores de 1.97 mg 100 g^-1 en frutos de una colecta de Luis de moya, Zacatecas, similares a lo encontrado en las colectas 1, 21, 17 y 9 con valores de 1.89, 1.90, 1.91 y 1.97 mg 100 g^-1, respectivamente. Variabilidad atribuida de acuerdo con ^{Moreno et al. (2006)} con el genotipo y las condiciones edafoclimaticas prevalecientes de las localidades durante el crecimiento y desarrollo de los materiales colectados (^{Rochín-Wong et al., 2013}), así como con el manejo durante el proceso de deshidratación (^{Hernández-Ortega et al., 2012}).

Por su parte, ^{Arnnok et al. (2012)} evaluó el contenido de antocianinas en el pericarpio de chile (Capsicum annuum L.) e indican valores en peso fresco de 0.79 a 2.78 mg kg^-1 y 6.62-19.9 mg kg^-1 en peso seco, donde dicha variación según los autores se atribuyó con la duración en el periodo de almacenamiento y a la intensa actividad del sistema no enzimático (glutatión reducido, vitamina E (α-tocoferol), vitamina A (trans-retinol/β-caroteno) y ácido ascórbico (vitamina C)) que se activa en contra del pardeamiento y oxidación provocada por la actividad de la enzima polifenoloxidasa y catecoloxidasa (^{Rodríguez et al., 2017}).

Fenoles totales

Se encontró que 96.6% de los materiales analizados fueron estadísticamente similares en su contenido de fenoles totales (72 y 129.54 mg acido gálico 100 g^-1); sin embargo, si superaron a la colecta 3 (Vicente Guerrero, Durango) quien mostró el valor más bajo para esta variable (40.09 mg ácido gálico 100 g^-1) (Cuadro 3). Con respecto a estos resultados, ^{Menichini et al. (2009)} en un estudio donde evaluaron el efecto del estado de madurez sobre el contenido de fitoquímicos en Capsicum chinense Jacq. ‘Habanero’, reportan valores de fenoles totales muy por arriba a los encontrados en este trabajo, con 782 (inmaduro-verde) y 759 (maduro-rojo) mg 100 g^-1, respectivamente. No obstante, ^{Figueroa et al. (2015)} indican valores más bajos para seis variedades comerciales y tres coloraciones de fruto (mg ácido gálico 100 g^-1): ‘Magno’ (anaranjado) (8.51), ‘Moonset’ (amarillo) (9.72), ‘California’ (amarillo) (7.16), ‘Triple 4’ (rojo) (6.55), ‘Triple Star’ (rojo) (10.98) y ‘Viper’ (rojo) (9.98), y sin encontrar diferencias por efecto de variedades y coloración, comportamiento que se asoció con el periodo de maduración (cambio de color verde a rojo, amarillo y naranja) (Shahidi y Naczk, 2004), por lo tanto, se sugiere que el consumo de chile debe realizarse durante madurez fisiológica, cuando aún no han completado su proceso de madurez. Adicionalmente, autores como ^{Arnnok et al. (2012)} indican que la exposición a temperaturas altas (55-65 °C) y en la que además los niveles de ventilación en los túneles de secado no sean los adecuados, incide de forma negativa en la degradación de metabolitos secundarios, entre estos, los compuestos fenólicos.

Capacidad antioxidante

Como se observa en el Cuadro 3, 26/30 de las colectas (incluidas las variedades comerciales) mostraron valores estadísticamente similares de CA entre 4 991 y 10 607 mol eq Trolox g^-1, sin embargo, fueron mayores a los mostrados por las colectas 8, 20, 21 y 28 con 3 068, 3 063, 2 559 y 2 054 mol eq Trolox g^-1, respectivamente. Resultados que superan lo indicado por ^{Hervert- Hernández et al. (2010)} quienes al evaluar la capacidad antioxidante en chile guajillo con los métodos FRAP (ferric reducing/antioxidant power) y ABTS (2,2’azinobis (3-etilbenzotiazolin-6- ácido sulfónico) indican no haber encontrado variación estadística con valores de 63.9 ± 0.9 y 26.6 ±1 μmol eq Trolox 100 g^-1, de igual manera, estos mismos autores también reportan en chile de árbol y chipotle (Capsicum annuum L.) valores de capacidad antioxidante de 82.3 ±1.3 y 80.6 ±1.2 μmol eq Trolox 100 g^-1, respectivamente, los cuales tampoco superan lo encontrado en esta investigación.

Asimismo, ^{Figueroa et al. (2015)} para seis variedades comerciales, tres coloraciones de fruto y con el mismo método de análisis químico, indican valores de entre 729 y1281 μmol eq Trolox 100 g^-1, donde las variedades de color amarillo fueron la más sobresalientes. Existe suficiente evidencia que sugiere una alta correlación entre el contenido de ácido ascórbico, flavonoides y fenoles totales con respecto al comportamiento de la capacidad antioxidante (^{Menichini et al. 2009}; ^{Kantar et al., 2016}), de tal modo, que el nivel de capacidad antioxidante se presenta de manera diferenciada, si se considera el método de análisis (^{Arnnok et al., 2012}), estado de madurez y manejo agronómico (^{Pérez-López et al., 2007}). En este trabajo, las colectas 12, 14 y 16, presentaron valores de capacidad antioxidante que superan a los reportados en especies como tamarindo (Tamarindus indica L.) y papa (Solanum tuberosum L.) (^{Tangkanakul et al., 2009}).

Análisis de componentes principales

El análisis de componentes principales (CP) indicó que con tres CP se explicó 65.5% de la variación total (Cuadro 4). De esta, 26.2% corresponde al CP1 y de acuerdo con los coeficientes de correlación de Pearson (R²) (Cuadro 5), este componente estuvo relacionado con el contenido de VC y AT, el 16.2% correspondió al CP2 que se relacionó con la pureza de color (Croma), brillantez (L) y CA; tonalidad (°hue) y FT con 14% de la variación constituyeron al CP3. Estos resultados son similares a los obtenidos por ^{Moreno-Pérez et al. (2011)} en un estudio de diversidad morfológica de 162 colectas de chile guajillo nativas, procedentes de los estados de Jalisco, Zacatecas y Durango, México, indican que con dos CP explicaron 75.5% del total de la variación, y que el CP1 se conformó por la brillantez, cromaticidad y °hue y el CP2 por el contenido de AT. Asimismo, ^{Ramírez et al. (2018)} al evaluar la diversidad morfológica en 11 poblaciones de chile piquín (Capsicum annuum L.) nativas de la sierra gorda (Guanajuato y Querétaro, México) concluyen que 56.6% de la variación total se explicó con tres CP, cuya integración estuvo dada por las características de peso, ancho y longitud del fruto, así como por la densidad de hojas, diámetro de semilla, forma del fruto y color de las anteras.

Análisis de conglomerados

El análisis de conglomerados se presenta en la Figura 1, el cual se corroboro con el criterio cúbico de agrupamiento y la pseudoestadística T² de Hotelling (primer valor <20% del total de colectas) y se observa la conformación de cuatro grupos, donde el grupo I se conformó por las colectas 1, 6, 7, 8, 9, 17, 20, 21, 25, 26 y 28, el grupo II se integró por la 2, 29, 5, 18, 23, 30, 4, 10, 11 y 14 y las colectas 12, 27, 13, 24, 16 y 19 correspondieron al grupo III, siendo los grupos II y III donde se incluyeron a las variedades comerciales ‘Castilla’ y ‘Minero’, respectivamente. Por otro lado, es importantes señalar que el grupo I se integró por similar número de colectas con respecto a los sitios de recolección Durango (6) y Zacatecas (5), donde es importante mencionar que entre las condiciones climáticas en común que poseen entre sus sitios recolección, se encuentran la temperatura y precipitación promedio anual con valores entre 16.9 °C y 500 mm, respectivamente (^{INAFED, 2010}), condiciones pueden estar vinculadas con el desarrollo de la pureza de color (cromaticidad), producto de la síntesis y acumulación de VC, AT y FT (^{Moreno-Pérez et al., 2006}), tal como se observó los valores de los vectores característicos de este componente principal.

Figura 1 Dendrograma de colectas de chile guajillo (Capsicum annuum L.) con base a caracteres de color, vitamina C, fenoles totales, antocianinas totales y capacidad antioxidante.  

Análisis discriminante canónico

Con el propósito de verificar que el número de grupos considerados en el análisis de componentes principales es el adecuado, se realizó un análisis discriminante canónico, donde se consideró como variable categórica los tres grupos. Se encontró que con dos funciones discriminantes canónicas (VC) se pudo describir 100% de la variabilidad de los grupos (Cuadro 6), con variación individual de 62.5% y 37.4%.

Al realizar las correlaciones lineales entre las funciones discriminantes generadas, se determinó que la variable discriminante canónica 1(VC1) se correlacionó de forma positiva con el contenido de VC y °hue y negativa con la CA y la cromaticidad, con valores de -0.293 y -0.064, respectivamente. Por otro lado, con valores de 0.733 y 0.579 la CA y L mostraron alta correlación lineal positiva en la VC2, por su parte, el contenido de VC, AT y FT fue negativo (Cuadro 7). Estos resultados indican que 62.5% de la variación total se encuentra explicado por el incremento de VC, AT y FT (^{Dallas, 2000}); sin embargo, si la presencia de estos compuestos disminuye, la CA de los frutos se incrementa (^{Arnnok et al., 2012}).