Manglar 17(4): 353-358, 2020 Contenido de antocianinas en coronta y brácteas de seis cultivares de maíz morado (Zea mays L.) del Perú Anthocyanin content in crown and bracts from six cultivars of purple maize (Zea mays L.) from Peru Víctor Vásquez Arce1; Peter Chris Piña Díaz1; Alicia Medina Hoyos2; Héctor A. Cabrera Hoyos2; Alejandro Seminario Cunya3; Luis A. Jiménez Díaz4,*; Juan F. Seminario Cunya1 1 Universidad Nacional de Cajamarca, Av. Atahualpa 1050, Cajamarca, Perú. 2 Estación Experimental Baños del Inca, Cajamarca, INIA. Perú. 3 Universidad Nacional Autónoma de Chota, Jr. José Osores 418, Chota, Perú. 4 Facultad de Economía y Planificación. Universidad Nacional Agraria. Av. La Molina S/N, La Molina, Lima. Perú. *Autor corresponsal: jdl@lamolina.edu.pe (L. Jimenez Diaz). ID ORCID de los autores: V. Vásquez Arce: https://orcid.org/0000-0003-0876-5692 A. Medina Hoyos: https://orcid.org/0000-0003-4411-4424 H. Cabrera Hoyos: https://orcid.org/0000-0002-6996-5180 A. Seminario Cunya: https://orcid.org/0000-0002-5051-729X L. Jiménez Díaz: https://orcid.org/0000-0002-6082-18931893 J. Seminario Cunya: https://orcid.org/0000-0001-9829-8308 RESUMEN Se evaluó el contenido de antocianinas de la coronta y las brácteas de seis cultivares de maíz morado (Zea mays L.): INIA 601, INIA 615, PM-581, UNC 47, Canteño y Morado mejorado en seis localidades. El diseño experimental fue de bloques al azar con cuatro repeticiones por cultivar. Las muestras constaron de 0,30 g de coronta y 0,40 de brácteas molidas. La cuantificación de antocianinas se efectuó de acuerdo al método de Fuleki y Francis (1968). Se realizó un ANOVA y las medias de los tratamientos se compararon con la prueba de Duncan. Se observó significación estadística (p < 0,05) para los seis cultivares en el contenido de antocianinas en coronta y brácteas. Los cultivares INIA 601, UNC 47 y Morado mejorado destacaron, con valores de 6,10% a 6,38% de antocianinas para coronta y 2,01% a 2,92% de antocianinas para brácteas. Palabras clave: Zea mays L.; antocianinas; corontas; brácteas; cultivares; maíz morado. ABSTRACT The anthocyanin content of crown and the bracts of six cultivars were evaluated (Zea mays L.): INIA 601, INIA 615, PM-581, UNC 47, Canteño and Improved purple in six locations. The experimental design was random blocks with four repetitions to be cultivated. Samples consisted of 0.30 g crown and 0.40 ground braced. The quant39ification of anthocyanins was carried out according to the method of Fuleki and Francis (1968). An ANOVA was performed, and the treatment stockings were compared to Duncan's test. Statistical significance was observed (p < 0.05) for the six cultivars in the content of anthocyanins in crown and bract. The INIA 601, UNC 47, and improved Purple 10, with values of 6.10% to 6.38% for crown and 2.01% to 2.92% for bracts. Keywords: Zea mays L.; anthocyanins; crown; bracts; cultivars; purple corn. Recibido: 22-07-2020. Aceptado: 07-11-2020. DOI: http://dx.doi.org/10.17268/manglar.2020.053 V. Vásquez Arce et al. 2020. Manglar 17(4): 353-358 354 INTRODUCCIÓN El maíz morado es un tipo de maíz que pertenece a (Arellano et al., 2003). Es explicable que la la especie Zea mays L., nativo de la región andina y expresión final de los colores en la planta de maíz ampliamente cultivado y consumido en toda la está influenciada por el medio ambiente y por la región, principalmente en Perú, Ecuador y Bolivia. interacción entre el genotipo y el ambiente En el Perú se cultiva desde la época prehispánica (Harrigan et al., 2007; Jing et al., 2007; Khampas et (Leiva, 2016; Acosta 2009; Grobman et al., 1961, al., 2015; Giordano et al., 2018). 2012; Lao et al., 2017). En este país se siembran Por la importancia económica y nutracéutica del alrededor de 5000 ha de maíz morado, con maíz morado existen muchos trabajos acerca del cultivares o variedades tradicionales como Negro contenido y extracción de antocianinas y todos de Junín, Morado de Caraz, Arequipeño, Cuzco ellos se han orientado a determinar el contenido de morado y Canteño, y algunas variedades antocianinas en el grano (pericarpio) y la coronta. mejoradas como PMV 581, INIA 601 e INIA 615 ( Los resultados indican que la mayor concentración MINAGRI, 2017). Estas variedades son de antocianinas está en la coronta, cuyos valores importantes por su alto contenido de antocianinas, son 10.86 mg 100g-1 a 1516 mg 100 g-1(Almeida, metabolitos secundarios del tipo flavonoides 2012; Quispe et al., 2011; Araujo, 1995; Gorriti et presentes en todas las partes de la planta, pero con al., 2009; Valle et al., 2019). El contenido en el mayor concentración en la mazorca (coronta y pericarpio es poco significativo y varía de 1.085 mg granos) y brácteas, al finalizar el periodo vegetativo 100-1 a 6.57 mg 100g-1 (Cuevas et al., 2011; (Mendoza-Díaz et al., 2012; Cui et al., 2012). Mendoza-Mendoza et al., 2017; Otiniano, 2012; Los pigmentos antociánicos del maíz son de Hernández-Martínez, 2016; Salinas et al., 2013; diferentes colores y son el resultado de un Salinas-Moreno et al., 2012). Por otro lado, no se complejo de genes ubicados en diferentes ha puesto atención al contenido de cromosomas (Valle et al., 2019; Sevilla y Valdez antocianinas en las brácteas de la mazorca, las 1985). En la plántula, el pericarpio, coronta y cuales, según observaciones previas, podrían brácteas del maíz existen una serie de alelos contener más antocianinas que el pericarpio. múltiples ubicados en el locus P y R que dan el color En este contexto, el objetivo del presente estudio rojo, rojo punteado, rojo veteado y verde (Vásquez, fue determinar el contenido (%) de antocianinas en 2012; Salhuana, 2004; Chávez-Servia et al., 2003; la coronta y las brácteas de seis cultivares peruanos Chiara et al., 2015). Del mismo modo, el color del de maíz morado, cultivados en una zona de grano del maíz azul, como el de los valles altos de producción de este maíz de Cajamarca, Perú México, estaría controlado por varios genes (distrito de Ichocan, provincia de San Marcos). MATERIAL Y MÉTODOS La temperatura osciló de 7,09 a 20,43 °C, siendo la 2.1. Lugar y condiciones ambientales del mínima y la máxima en junio (2017). La experimento precipitación pluvial varió de 7,8 a 226,4 mm La experimentación se realizó en las localidades (718,1 de precipitación acumulada), registrándose Montoya, Sunchupampa, Llollón, Poro porito, La la máxima en marzo y la mínima en junio. La Victoria y Llanupacha del distrito de Ichocan, humedad relativa fluctuó entre 50% y 79%, siendo Provincia de San Marcos, Departamento de la mínima en junio y la máxima en febrero. Cajamarca, Perú, ubicado aproximadamente en (SENAMHI, 2017). latitud sur 7° 22’ 06’’ y longitud oeste 78° 07’ 58’’. Tabla 1 Altitud y resultados del análisis físico - químico de los suelos de las parcelas experimentales de las localidades donde se ejecutaron los experimentos Elementos Recomendación Altitud de fertilización Lugar P K M.O. Textura (msnm) pH (N, P, K) (ppm) (ppm) (%) (kg ha-1) Montoya 2370 3,34 MB 345 A 7,3 Ne 2,32 N 110-65-40 Franco-Arcilloso Sunchupampa 2495 1,42 MB 345 A 7,3 Ne 2,35 A 110-65-40 Arcilloso Llollón 2770 29,33 N 350 A 7,4 Ne 2,46 A 110-40-40 Franco-arcilloso Franco-arcilloso Poro porito 2870 6,62 MB 340 A 7,2 Ne 2,10 A 110-60-40 arenoso La Victoria 2927 11,93 MB 345 A 7,3 Ne 3,16 A 100-55-40 Franco Llanupacha 3140 17,65 MB 340 A 7,3 Ne 1,88 N 120-50-40 Franco Fuente: INIA (2018). A: Alto; MB: Muy bajo; N: Normal; Ne: Neutro (Andrades y Martínez, 2014). V. Vásquez Arce et al. 2020. Manglar 17(4): 353-358 355 2.2. Material genético usado, tratamientos y la cual se coloca a 300 revoluciones por minuto, la evaluaciones cocina que contiene el termómetro digital se coloca Los cultivares de maíz morado evaluadas fueron: a una temperatura de 60 °C y se deja por 2 horas. INIA – 601 (INIA negro Cajamarca), INIA 615 Negro Las muestras homogéneas, por separado, se Canaán, Canteño, PMV -581, Morado mejorado y mezclaron con etanol al 20%, ajustado con ácido UNC – 47. Se usó el diseño de bloques clorhídrico 2,0 N (85:15). El extracto obtenido se completamente canonizados (DBCR), con seis filtró a través de papel whatman N° 1. La extracción cultivares y cuatro repeticiones. Cada unidad del pigmento se realizó mediante el método del pH experimental estuvo conformada por ocho surcos diferencial modificado por Fuleki y Francis (1968). de 11 plantas cada uno, de los cuales, se cosecharon La purificación de la antocianina se realizó con cuatro surcos centrales, La siembra se realizó el 20 metanol 0,01%, agua acidificada 0,01%, polivinil de diciembre del 2016 a distanciamientos de 0,80 poli pirrolidono (PVPP), embudo y bomba al vacío. m entre surcos y 0,50 m entre plantas. La Las antocianinas muestran una transformación fertilización se ejecutó de acuerdo a las reversible con los cambios de pH, que se evidencia recomendaciones del Laboratorio de suelos del por un notable cambio en la absorbancia. La INIA Baños del Inca (Tabla 1). Se abonó con 750 kg absorbancia fue leída en el espectrofotómetro ha-1 de guano de isla y 115 kg ha-1 de cloruro de (Shimadzu UV-VISIBLE, modelo UV-1603, Japón) potasio a la siembra. cuya longitud de onda fue 2000. El cambio de la Todas las labores agrícolas se realizaron conforme absorbancia fue de 535 nm. Constante = 982. (P(g)) acostumbran los productores. La cosecha se es el peso inicial de materia prima+hidroácido. El efectuó cuando el grano tenía 16% de humedad contenido de antocianina se expresó como aproximadamente. Luego, se secó el grano hasta cianidina-3- glucósido en porcentaje de acuerdo a 14% de humedad antes del almacenamiento. la siguiente ecuación (Fuleki y Francis, 1968). 2.3. Análisis del contenido de antocianinas en Abs(535) x2000 % antocianina = coronta y brácteas 982x P De cada repetición y tratamiento (cultivar) se (g ) tomaron al azar dos mazorcas y se separó la Los datos de laboratorio, registrados en porcentaje, coronta y las brácteas. Estas partes fueron cortadas fueron transformados a Arcoseno, con el propósito y molidas, por separado, en molino doméstico. De de que su distribución se aproxime a la curva este material se tomó una muestra de 0,30 g de normal. Con los dataos transformados se realizó coronta 0,40 g de brácteas. el análisis de varianza (ANOVA). Al haber Las muestras de corontas y brácteas fueron significación estadística para las variedades, se secadas en estufa a 35°C. Luego se usa un vaso de realizó la comparación de medias entre las precipitación con el contenido de la muestra y un variedades, mediante la prueba de rango múltiple pequeño imán, se lleva a una cocina magnética, el de Duncan (α = 0,05). Estos análisis se realizaron imán girará dentro del vaso precipitador con el software SAS (Statistical Analysis System) permitiendo de esa manera una mezcla homogénea V9.4, para Windows versión 9.0. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 3.1. Contenido de antocianinas en la coronta de diferencias de promedios de antocianinas seis cultivares de maíz morado peruano existentes entre los cultivares, son debido al efecto En la tabla 2, de contenido de antocianinas en la de las localidades (ambientes), efecto de los coronta, se observa diferencias promedio entre los cultivares y a la interacción entre las localidades seis cultivares, las que fluctúan entre 4,59 a 6,38%. por cultivares. Resultados que son concordantes Así mismo, hay discrepancias entre los promedios con los reportes de Jing et al. (2007); Salinas, de las localidades, que varía de 4,97 a 5.71%. El (2013); quienes manifiestan que la proporción rendimiento medio de antocianinas es de 5,47%. relativa de las antocianinas puede modificarse por Las diferencias en el contenido promedio de el efecto del genotipo y del ambiente. antocianinas entre localidades, así como las Tabla 2 Contenido de antocianina (%) en la coronta de seis cultivares de maíz morado peruano Localidades * Promedio N° Cultivar Total 1 2 3 4 5 6 (%) 1 INIA 601 7,15 6,48 6,13 6,85 5,33 6,34 38,28 6,38 2 Canteño 3,69 4,52 5,20 3,75 4,90 5,75 27,63 4,61 3 Morado Mejorado 6,26 6,25 5,89 6,81 5,11 6,27 36,59 6,10 4 UNC - 47 6,59 5,60 6,86 5,59 6,54 6,79 37,97 6,33 5 INIA 615 2,05 4,70 5,41 6,69 4,30 5,48 28,63 4,77 6 PMV - 581 4,07 4,13 5,16 4,54 3,94 5,70 27,54 4,59 Total 29,81 31,68 34,65 34,23 30,12 36,33 196,82 Promedio 4,97 5,28 5,78 5,71 5,02 6,01 5,47 *: 1: Montoya, 2: Sunchupampa, 3: Llollóm, 4: Poroporito, 5: La Victoria y 6: Llanupacha. V. Vásquez Arce et al. 2020. Manglar 17(4): 353-358 356 El análisis de varianza detectó diferencias al contenido de antocianinas en grano, reportados significativas (p < 0,05) en el contenido de por Cuevas et al. (2011) (0,19% a 0,72 %); Chiara antocianinas, en la coronta, entre los seis cultivares et al. (2015) (0,84% a 2,13 %); Valle et al. (2019); procedentes de las localidades (Tabla 2). El (1,67% a 1,82 %); Salinas et al. (2013) (0,73%); Lao estadístico R2 dice que el modelo lineal explica et al. (2017) (0,68%); Álvarez et al. (2013) (4,1%); 46,93% de la variabilidad en el contenido de las Vélez et al. (2008) (1,73% a 1,87%). antocianinas. El coeficiente de variación (CV = Los resultados de los seis cultivares evaluadas, son 9,10%) fue bajo, lo cual confiere confiabilidad a los inferiores a los obtenidos por Valle et al. (2019) que resultados. alcanzaron valores de 6,9% a 7,4% de antocianinas La prueba de comparación múltiple Duncan (p ≤ en corontas de la variedad local del distrito de 0,05) mostró que el mayor contenido de Santiago, provincia de Ica, a los de Aguilar et al. antocianinas corresponde a los cultivares INIA 601, (2019), quienes lograron valores, en coronta de UNC 47 y Morado mejorado con valores superiores 967,9 mg g-1 (9,679%) procedentes de progenies a 6 % de antocianinas. No existen diferencias de cruzas fraternales de la raza kculli en dos estadísticas entre éstas (Figura 1) pero supera a los ambientes de Jalisco, México. Cabe destacar que, si cultivares INIA 615, Canteño y PMV-581 cuyos bien la pigmentación está bajo control de un grupo valores son menores de 5%. de genes, que impulsa la acumulación de antocianinas en grano, corontas, tallos, vainas, hojas e inflorescencias como lo reportan Salhuana (2004), Arellano et al. (2003) y Vásquez (2012); la variación del contenido de antocianinas entre los cultivares estudiados (Tabla 2) probablemente se explica por la interacción genética con el medio ambiente (incluyendo el manejo). Chalker‐Scot (1999), Biesiada y Tomczak (2012), Torres- Escamilla et al. (2019), Jing (2007), Giordano et al. (2018) y Martínez-Martínez et al. (2019) manifiestan que el contenido de antocianinas en el maíz, es afectado por factores tales como variedad Figura 1. Contenido de antocianinas (%) en la (genotipos), partes de la planta, periodo vegetativo, coronta de seis cultivares de maíz morado manejo del cultivo, tipos de suelo, fluctuaciones de proveniente de seis localidades. temperatura, intensidad de luz, disponibilidad de agua, presión atmosférica, acidez, disponibilidad de Los contenidos de antocianinas encontrados son nutrientes en el suelo, y la interacción entre éstos superiores a los reportados por Ccaccya et al. con la variedad. (2019) quienes hallaron variación en el contenido de antocianinas de corontas provenientes de 3.2. Contenido de antocianinas (%) en las variedades de Cajamarca, Cañete y Abancay, de brácteas de seis cultivares de maíz 4,26%, 3,41% y 2,44 %, respetivamente. Así como morado procedente de seis localidades a los obtenidos por Gorriti et al., (2009), al evaluar Los resultados de la investigación mostraron que el contenido de antocianinas en coronta de la los cultivares de maíz morado contenían variedad local del distrito La Joya (1644 msnm), cantidades variables de antocianinas (%) en las Arequipa encontraron valores de 1,16% a 3,71% seis repeticiones (Tabla 3). El valor mínimo es de (11,567 mg g-1 de coronta a 37,127 mg g-1 de 0,17% y el máximo 2,94% para las variedades coronta). Quispe et al., (2011) al cuantificar el evaluadas. Respecto a los promedios entre contenido de antocianinas en coronta de las localidades, el contenido de antocianinas varío de variedades Canta, PM-581 y La Joya, hallaron 0,76 % a 1,79%. valores de 1,3%, 2,1% y 1,5% respectivamente. Los En el análisis de varianza se determinó que existe resultados obtenidos con los cultivares INIA 615, diferencia significativa (p ≤ 0,01) entre cultivares Canteño y PM-581 (Figura 1 y Tabla 2), que para la variable contenido de antocianinas en variaron de 4,59 a 4,77%, son superiores respecto brácteas. Tabla 3 Contenido de antocianinas en brácteas (en %) de seis cultivares de maíz morado peruano Localidades Promedio N° Cultivares Total 1 2 3 4 5 6 (%) 1 INIA 601 3,87 2,98 2,87 2,66 2,92 2,33 17,63 2,94 2 Canteño 0,19 0,17 0,12 0,15 0,11 0,17 0,91 0,15 3 Morado Mejorado 2,00 3,48 3,61 0,95 0,87 1,12 12,03 2,01 4 UNC - 47 2,87 2,98 3,29 0,49 2,48 2,28 14,39 2,40 5 INIA 615 0,15 0,98 0,11 0,19 0,19 0,36 1,98 0,33 6 PM - 581 0,20 0,13 0,20 0,13 0,11 0,27 1,04 0,17 Total 9,28 10,72 10,20 4,57 6,68 6,53 47,98 8,00 Promedio 1,55 1,79 1,70 0,76 1,11 1,09 1,33 V. Vásquez Arce et al. 2020. Manglar 17(4): 353-358 357 Esto sugiere que hay diferencias reales en el La prueba de rango múltiple de Duncan para p < contenido de antocianinas entre los seis cultivares 0,05 (Figura 2) determina los mejores cultivares de maíz morado evaluadas en seis ambientes. El para esta característica. coeficiente de determinación R2 = 0,8294, revela El cultivar INIA 601 logra el 2,94 % de antocianinas, que el 82,94% del contenido de antocianinas en las el segundo lugar lo ocupa el cultivar UNC 47 con brácteas se deben al efecto de los cultivares. 2,40%, no existe diferencias estadísticas entre estos dos cultivares; el cultivar Maíz morado mejorado con el 2,01% no difiere estadísticamente con el cultivar UNC 47; pero éstos superan estadísticamente a los cultivares INIA 615, PM-581 y Canteño con valores que fluctúan entre 0,15 a 0,33% respectivamente. No se ha encontrado reportes acerca del contenido de antocianinas en brácteas; sin embargo, los valores encontrados son superiores a los hallados en el pericarpio según reportes de Mendoza- Mendoza et al., (2017) (0,0853 g 100 g-1 en grano, 0,85%), De la Parra et al. (2007) (39,1 mg ECG/kg de MS, 0,39%), Espinosa-Trujillo et al. (2009) (promedio de 47,8 mg 1000 granos-1, 0,478%), Figura 2. Contenido de antocianinas (%) en la Martínez-Martínez et al. (2019) (21,98 a 25,93 mg coronta de seis cultivares de maíz morado en seis 100 g-1, 0,2198 a 0,2593%) y Sotomayor (2013) ambientes. (2,25%). CONCLUSIONES Se probaron seis variedades de maíz morado cultivares probados tuvieron concentraciones de peruano en su contenido de antocianinas en la antocianinas sobresalientes, en coronta y brácteas. coronta y las brácteas. Se reporta por primera vez, La concentración de antocianinas en la coronta el contenido de antocianinas en brácteas de maíz destacó el cultivar INIA 601 con 6,38% y UNAC 47 morado, el cual es superior a los contenidos en con 6,33%. En las brácteas varió de 2,40% para pericarpio, reportados en la literatura. Dos de los UNC 47 y 2,94 % para INIA 601. AGRADECIMIENTOS Al Director de la Estación Experimental Baños del Inca, Cajamarca, al Programa de Maíz de dicha Institución por el valioso apoyo para la conducción de los experimentos y a los agricultores de Ichocan, San Marcos. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Acosta, R. 2009. El cultivo del maíz, su origen y clasificación; el vegetables. Vegetable and Crops Research Bulletin 76(1): 55- maíz en Cuba. Cultivos Tropicales 30(2): 113-120. 78. Aguilar, H.A.; Salinas, D.Y.; Ramírez, J.L.; De la Torre, I.A.; Bautista, Ccaccya, A.M.; Soberón, M.; Arnao, I. 2019. Estudio comparativo E.; Flores, H.E. 2019. Antocianinas y color en grano y olote de del contenido de compuestos bioactivos y cianidina-3- maíz morado peruano cultivado en Jalisco, México. Rev. Mex. glucósido del maíz morado (Zea mays l.) de tres regiones del Cienc. Agríc. 10(5): 1071-1082. Perú. Rev Soc Quím Perú. 85(2): 206-215. Álvarez, M.; Bolívar-Fernández, N.J.; Garma-Quen, P.M. 2013. 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