Contenido de aflatoxinas y proteína en 13 variedades de frijol (Phaseolus vulgaris L.)*
Aflatoxin and protein content in 13 bean (Phaseolus vulgaris L.) varieties
Silvia Denise Peña-Betancourt1 y Víctor Conde-Martínez2
1 Laboratorio de Toxicología. Departamento de Producción Agrícola y Animal. Universidad Autónoma Metropolitana-Xochimilco. Calzada del Hueso 1100, Colonia Villa Quietud, México. C. P. 04210.
]]> 2 Laboratorio de bioquímica. Colegio de Postgraduados. Carretera México-Texcoco, km 36.5. Montecillo, Estado de México. C. P. 56230. (vconde@colpos.mx).§Autora para correspondencia: spena@correo.xoc.uam.mx.
*Recibido: agosto de 2011
Aceptado: diciembre de 2011
Resumen
En México el frijol (Phaseolus vulgaris L.) es una semilla leguminosa de elevado consumo (11 kg per cápita anualmente), por lo que su cultivo es amplio en diferentes regiones. En este estudió se determinó la presencia de aflatoxinas en ocho variedades de frijol común y cinco variedades de frijol mejorado; además del contenido de proteína y humedad. En todas las variedades evaluadas el contenido de humedad mostró grandes variaciones (6 a 16%), encontrándose 16% de las variedades estudiadas fuera de la normatividad (<12%). El mayor contenido de proteína se detectó en las variedades de frijol mejoradas (26.1%) y el más bajo en las variedades comerciales (19.8%, ±3.09) y silvestres (20.78%±1.93). Todas las variedades presentaron aflatoxinas en un promedio de 7.46 ng g-1 y un intervalo de 5 a 13 ng g-1. El nivel más alto de contaminación se observó en las variedades de frijol mejoradas (9.2 ±2.9 ng g-1), seguidas de las variedades comerciales 7.25 ±0.95 ng g-1 y las variedades silvestres 6 ±1 ng g-1. Se detectaron taninos en las variedades de frijol silvestre en un nivel de 0.44% ±0.13. Los resultados obtenidos confirman la presencia de compuestos tóxicos y antinutricionales en las diferentes variedades de frijol común y silvestre, en niveles permitidos por la legislación nacional; sin embargo, pueden constituir un riesgo a la salud del consumidor, debido a su alto consumo.
Palabras clave: Phaseolus vulgaris L., Phaseolus coccineus L., sustancias tóxicas y antinutricionales.
Abstract
]]> In Mexico, the bean (Phaseolus vulgaris L.) is a highly consumed legume seed (11 kg per capita annually), so that its cultivation it' s quite extensive in different regions. In this study we investigated the presence of aflatoxins in eight common bean varieties and five improved bean varieties, in addition to protein and moisture. In all the varieties tested, the moisture content showed large variations (from 6 to 16%), being 16%of the varieties studied outside the normal (< 12%). The highest content of protein was detected in the improved bean varieties (26.1%) and, the lowest in commercial (19.8% ± 3.09) and wild varieties (20.78% ± 1.93). All of them showed aflatoxins on average of 7.46 ng g-1 and a range from 5 to 13 ng g-1. The highest level of contamination was observed in the improved bean varieties (9.2 ±2.9 ngg-1), followed by the commercial ones ±0.95 7.25 ngg-1 and wild varieties 6 ± 1 ng g-1. Tannins were detected in wild bean varieties at a level of 0.44%± 0.13. The results obtained confirm the presence of toxic and anti-nutritional compounds in the different varieties of common and wild beans at levels permitted by national law, but may pose a risk to the consumer's health due to its high consumption.Keywords: Phaseolus vulgaris L., Phaseolus coccineus L., toxic and anti-nutritional substances.
Introducción
En México el frijol (Phaseolus vulgaris L.) es un cultivo ampliamente difundido, debido que se utilizan 2.3 millones de hectáreas y se producen 1.12 millones de toneladas al año, por lo que se considera el segundo cultivo en importancia comercial después del maíz (Barrios et al., 2010). Las distintas variedades de frijol común difieren en tamaño, color y contenido de proteína (Castillo et al., 2006). Las variedades de frijol comerciales son principalmente, Garbancillo, frijol Negro, Peruano, Flor de Mayo y Flor de Junio (Singh, 2006). Las variedades mejoradas conocidas son: Ayocote Morado, Ayocote Café, Tzama; entre las variedades silvestres, frijol Oaxaca Chico, Durango Típico, Durango Atípico, Tlaxcala Típico y Tlaxcala Atípico.
En las variedades de frijol, existe poca información sobre la presencia de compuestos tóxicos como son las aflatoxinas, sustancias químicas producto del metabolismo secundario de hongos patógenos terrmotolerantes y microtermofílicos como Aspergillus tamari, Aspergillus flavus y Aspergillus nomis, hongos patógenos que disminuyen la calidad física y contenido energético de la semilla y ocasionan problemas de salud en el consumidor, por sintetizar aflatoxinas del tipo B y G, sustancias químicas que afectan el sistema inmune, además de su poder hepatotóxico y carcinogénico.
La presencia de sustancias antinutricionales como son los compuestos polifenólicos ó taninos, han sido extensamente estudiados debido a su capacidad de interferir en la biodisponibilidad de la proteína (Iniestra et al., 2005), ya que los taninos se unen a las proteínas formando compuestos insolubles e indigestibles para el consumidor. Los taninos han sido reportados en niveles desde 0.8% hasta 12%. La calidad e inocuidad es un principio básico en la agricultura moderna, así como la selección de la semilla en los programas de fitomejoramiento. Por lo que el objetivo del presente estudio fue determinar la presencia de aflatoxinas relacionando su presencia con la humedad, proteína y genotipo de frijol.
Materiales y métodos
Se usaron trece variedades de frijol, cuatro de ellas, de frijol comercial (Garbancillo, Peruano, Flor de Mayo y Flor de Junio), cuatro de variedades mejoradas (Ayocote, Ayocote café, Ayocote morado y Tzama y cinco de variedades silvestres (Tlaxcala Típico, Tlaxcala Atípico, Oaxaca Chico, Durango Típico, Durango Atípico) procedentes de la cosecha 2005 y 2006; colectadas en el invernadero de botánica del Colegio de Posgraduados, en aproximadamente 2 kg de semilla en estado seco.
]]> El invernadero presenta una temperatura máxima promedio de 31 °C y cuenta con riego a disposición. Se determinó el contenido de humedad (OMA, 1990), la presencia de taninos mediante la técnica colorimétrica de la grenetina y cloruro de sodio, y el nivel de taninos mediante la técnica espectrofotométrica de luz ultravioleta a una longitud de onda a 765 nm, de acuerdo con el manual de Peña (2000), en cinco variedades de frijol silvestre, los resultados se reportan como miligramos equivalentes de ácido tánico por gramo de muestra seca. El análisis de proteína se realizó con el método del Kjedahl (AACC, 2000), por duplicado. Para el contenido de aflatoxinas se utilizó la técnica inmunoenzimática comercial que detecta la presencia de aflatoxinas y su concentración mediante una reacción sustrato-anticuerpo-enzima.Los resultados de humedad, proteína y aflatoxinas fueron procesados utilizando el análisis de varianza de una vía y comparación de medias por el método de Tukey, usando el paquete estadístico PASW Statistics versión 18.
Resultados y discusión
En las variedades de frijol silvestre el contenido de humedad se encontró en el promedio más bajo (6%), siendo el frijol Oaxaca Chico el menor, contrariamente a lo observado con el frijol Tlaxcala Atípico. Las variedades de frijol comercial presentaron niveles de humedad promedio 7.9%, el frijol Garbancillo con el contenido más alto (10%) y las variedades mejoradas los más altos contenidos de humedad (13.24%). El contenido de proteína en las variedades de frijol silvestre se encontraron en promedio en 21.18%, el frijol Tlaxcala con el menor contenido (18.8%), mientras que las variedades de frijol comerciales y mejorados con 19.75% y 25.74% respectivamente (Cuadro 1).
Las variedades de frijol silvestre presentaron el menor contenido de aflatoxinas (6 ng g-1), seguidas por las variedades comerciales (7.25 ng g-1 ) y las variedades mejoradas con 9.2 ng g-1 (Cuadro 2).
En las variedades de frijol silvestre se detectaron cualitativamente y cuantitativamente taninos del grupo pirogalol, con un contenido promedio de 4.4 (ig g-1 ±1.39 (Cuadro 3). En cuanto al genotipo de frijol y el contenido de proteína no se observaron diferencias significativas (p> 0.05). Sin embargo, hubo diferencia significativa entre el contenido de humedad y el contenido de aflatoxinas (p< 0.05) entre los genotipos de frijol silvestre y mejorado, (6 ±1.46, 12.8 ±3.27, 6 ±1 y 9 ±2.92 ng g-1) y comercial (7.25 ±0.95 ngg-1).
El menor contenido de humedad de las variedades de frijol silvestre, se debió al incremento en la temperatura y a la falta de riegos en el lugar de producción, además por un prolongado almacén de acuerdo con lo mencionado por Rojas (2009). La presencia de aflatoxinas en todas las variedades de frijol, en niveles por debajo de 20 ng g-1, se encuentran dentro de los niveles permitidos por la normatividad mexicana para el maíz; sin embargo, no existe recomendación para el frijol a pesar de la vulnerabilidad de la planta a la infestación por hongos bajo condiciones de alta temperatura, en el campo y en el almacén como lo menciona Wang et al. (2006).
]]> Además la presencia de hongos fitopatógenos en el frijol Flor de Mayo y Durango, han sido reportadas por Groenewold et al. (2003). Las variedades de frijol silvestre presentaron un contenido promedio de 4.8 mg g-1 de taninos, coincidiendo con los hallazgos de Ojeda et al. (2010) en las variedades comerciales; sin embargo, estos niveles no son similares a lo descrito por (Bressani et al., 1991; Helbig et al., 2003; Salinas et al., 2005) en leguminosas forrajeras, diferencias que pueden ser debidas a aspectos metodológicos en el análisis químico (George et al., 2005).Se deberá continuar investigando la presencia y contenido de sustancias químicas naturales como los taninos por su efecto protector sobre la planta en campo, comparando los diferentes genotipos de frijol, la región ecológica de procedencia y la contaminación por aflatoxinas (Bressani et al., 1991; Helbig et al., 2003; Salinas et al., 2005). Además se deberá considerar el alto consumo de frijol por la población mexicana, ya que se ha mencionado que el exceso de taninos está relacionado con un incremento de la actividad proteolítica hepática y con la alteración en la respuesta inmune de acuerdo con Hassan et al. (2003); Martínez et al. (2000), respuestas que pudieran potencializarse por la presencia de aflatoxinas.
Conclusiones
Las variedades de frijol silvestre presentaron el menor contenido de humedad y de aflatoxinas, mientras que las variedades de frijol comercial el menor contenido de proteína y un alto contenido de aflatoxinas. Las variedades de frijol mejoradas mostraron el mayor contenido de humedad, proteína y aflatoxinas. Las variedades de frijol silvestre poseen taninos de tipo hidrolizables. Todas las variedades de frijol mostraron la presencia de aflatoxinas en niveles permitidos para el maíz.
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