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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN EFECTO DEL PERÓXIDO DE HIDRÓGENO Y QUITOSÁN EN SEMILLAS DE MAÍZ EXPUESTAS A HONGOS PATÓGENOS TESIS QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERA EN ALIMENTOS PRESENTAN: MARIA FERNANDA DE LA MORA VALENCIA NELLY ABIGAIL MORALES PÉREZ ASESORA: DRA. SUSANA PATRICIA MIRANDA CASTRO COASESORA: M. en C. EVA GUADALUPE LIZÁRRAGA PAULÍN CUAUTITLAN IZCALLI, EDO. DE MEX. 2013 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN UNIDAD DE ADMINISTRACIÓN ESCOLAR DEPARTAMENTO DE EXÁMENES PRO~lP~ALES ~'lNlUESn ::. ASUNTO: V\':j , RE> · -'ORIO DRA. SUEMI RODRÍGUEZ ROMO DIRECTORA DE LA FES CUAUTITLÁN PRESENTE ~ . .tI.; ; .... ~~'_'-7-. ~:~"" .... J:",,: .. ~"~~~.~. "::&11, •• l."";J ' J.r.-.~ _ r : _ ;.o ATN: L.A. ARACELI HE~ÁNDEZ Jefa del De~e~~'!!tmenes Profesionales de la FES Cuautitlán Con base en el Art. 28 del Reglamento de Exámenes Profesionales nos pennitimos comunicar a usted que revisamos la: TESIS Efecto del peróxido de hidrógeno y quitosán en semillas de maíz expuestas a hongos patógenos Que presenta la pasante: Maria Femanda De la Mora Valencia Con número de cuenta: 40809241-6 para obtener el Título de: Ingeniera en Alimentos Considerando que dicho trabajo reúne los requisitos necesarios para ser discutido en el EXAMEN PROFESIONAL correspondiente, otorgamos nuestro VOTO APROBATORIO. ATENTAMENTE "POR MI RAZA HABLARA EL ESPÍRITU" Cuautitlán Izcalli, Méx. a 19 de Septiembre de 2012. PROFESORES QUE INTEGRAN EL JURADO NOMBRE PRESIDENTE Ora. Susana Patricia Miranda Castro VOCAL Dra. Sara Esther Valdés Martínez SECRETARIO Dra. Ma de los Angeles Cornejo Villegas ler SUPLENTE M. en C. Ma. Guadalupe Amaya León 2do SUPLENTE lA. Dulce Maria Oliver Hernández Zl~' NOTA: los sinodales suplentes est!n Obligados a presenta"" el dla y hora del Examen Profesional (art. 120: HHA/pm http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN UNIDAD DE ADMINISTRACIÓN ESCOLAR DEPARTAMENTO DE EXÁMENES PROFESIONALES DRA. SUEMI RODRÍGUEZ ROMO DIRECTORA DE LA FES CUAUTITLÁN PRESENTE ASUNTO:VO[~4rg9BATORIO ffiClJt't'.D1)!ESt\.'i;l1OS S'J!%1\Or'S MUTffiI.N ATN: L.A. ARACELI HE.L~R~~::B~ Jefa del Depa ~ _ Exámenes Profesional~~uautitlán EXA~ENES ?RUtt:;,\);·!;:,J.o::: Con base en el Art. 28 del Reglamento de Exámenes Profesionales nos pennitimos comunicar a usted que revisamos la: TESIS ' Efecto del peróxido de hidrógeno y quitosán en semillas de maíz expuestas a hongos patógenos Que presenta la pasante: Nelly Abigail Morales Pérez Con número de cuenta: 40804475-2 para obtener el Título de: Ingeniera en Alimentos Considerando que dicho trabajo reúne los requisitos necesarios para ser discutido en el EXAMEN PROFESIONAL correspondiente, otorgamos nuestro VOTO APROBATORIO. ATENTAMENTE "POR MI RAZA HABLARA EL ESPÍRITU" Cuautitlán Izcalli , Méx. a 19 de Septiembre de 2012 . . PROFESORES QUE INTEGRAN EL JURADO NOMBRE PRESIDENTE Dra. Susana Patricia Miranda Castro VOCAL Dra. Sara Esther Valdés Martínez SECRETARIO Dra.Ma. De los Angeles Cornejo Villegas ter SUPLENTE M .en C. Ma. Guadalupe Amaya León 2do SUPLENTE Ik Dulce María Oliver Hernández http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ María Fernanda Agradecimientos A Dios: Le agradezco por haberme acompañado y guiado a lo largo de mi carrera, por ser mi fortaleza en los momentos de debilidad y por brindarme una vida llena de aprendizajes, experiencias y tanta felicidad. A mis padres y familia A mis padres, Héctor de la Mora Tirado y Ma. Esther Valencia Guerrero, tanto que agradecerles pero sobre todo por su apoyo incondicional, a ellos les debo este triunfo profesional, por todo su trabajo y dedicación para darme una formación académica y formar a la persona que ahora soy. De ellos es este triunfo y para ellos es todo mi agradecimiento y amor. Agradezco hoy y siempre a mis hermanos, sobrinos que me brindan el apoyo, la alegría, el cariño y la fortaleza necesaria para seguir adelante. Los Amo con toda mi alma. A Abi: A mi querida amiga, hermana, cómplice y compañera de tesis, por todo el tiempo compartido a lo largo de la carrera, por su comprensión y paciencia para superar tantos momentos difíciles y sobre todo por hacer de su familia, una familia para mí. Te quiero amiga. A mis profesores A todos mis profesores de la carrera, gracias por su tiempo, por su apoyo así como por la sabiduría que me transmitieron en el desarrollo de mi formación profesional, en especial a la Dra. Paty y a Eva, por su apoyo, confianza, experiencia y orientación que me brindaron para culminar este paso tan importante de mi carrera profesional. Fue un gran placer haber compartido este tiempo con personas tan exitosas como ustedes. También agradezco a la Profa. Julieta, Saturnino y Paco por apoyo recibido durante la experimentación de este proyecto así como a los laboratoristas de ciencia básica 3 q nos hacían tan agradable cada mañana compartida, como olvidar los cafés de cada mañana Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ A mis amigos Por pasar a mi lado los momentos de mi vida universitaria y estar siempre en las buenas y en la malas, a Beto por siempre estar cuando lo necesite y siempre tener unas palabras de aliento o un chiste para hacer esto tan divertido. A la UNAM Y por último pero no menos importante, a la UNAM, y a la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán por darme la oportunidad de pertenecer a la máxima casa de estudios en México y sentir el enorme orgullo de ser sangre azul y piel dorada. A todos mi mayor reconocimiento y gratitud. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Abigail A Dios Por permitirme estar aquí, por ser parte de la familia Morales Pérez porque él me da la fuerza cuando más la necesito y llena mi vida de amor y felicidad. A mis padres Por brindarme todo su apoyo porque hicieron todo por darme la mejor educación, por darme valores y por enseñarme que la familia es la base para una vida feliz y por ser el mejor ejemplo a seguir. Los amo. A mis hermanas Por enseñarme que la vida no es fácil pero que juntos podemos superarlo todo, por llenar mi vida de alegría y porque siempre están cuando las necesito y por compartir conmigo sus experiencias de vida. Las amo. También a mí cuñado “Deivid” por ayudarme desde que tome la decisión de estudiar Ingeniería en Alimentos y darme su opinión y ayuda siempre que se lo pedí. A mis sobrinos por llenar mi vida de alegría y ternura, los amo.A mi compañera y amiga Fernanda por ser una excelente compañera porque a pesar de todo siempre supiste apoyarme para sacar este proyecto tan importante de nuestras vidas, nuestra tesis, pero sobre todo por ser una gran amiga. A mi asesora Dra. Patricia Miranda por compartir con nosotras experiencias inolvidables y brindarnos todo el apoyo para desarrollar este trabajo profesional que marca una parte muy importante en nuestra vida y ser parte de ella. A mi coasesora M. en C. Eva Lizárraga por motivarnos en los momentos de debilidad y desesperación ayudándonos al máximo y en todo tiempo, por ser un gran ejemplo de superación y persistencia y enseñarnos que la ciencia no está peleada con la diversión, gracias por además de todo ser una buena amiga. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ A mis maestros A todos los maestros que me enseñaron durante esta etapa, por compartir experiencias formativas no solo profesionales sino también de vida, a la maestra Julieta y el profesor Saturnino por apoyarnos en el desarrollo experimental de nuestra tesis, al maestro Francisco Javier y a la Dra. Sara por ayudarme siempre que lo necesite. A mis amigos Por ver siempre el lado positivo en los peores momentos, por darle alegría a los momentos de estrés a lo largo de esta carrera, por llenar mi vida de diversión y felicidad. A Beto y a Manolo por desvelarse conmigo y ayudarme siempre que lo necesité, los quiero. A “Jan” por siempre sacarnos una sonrisa y a Carlos Eduardo por salvar mi computadora (para mi salvarme la vida) siempre que fue necesario. A mi familia A quienes me dieron palabras de aliento y ánimo para seguir, a mis tíos y primos que siempre me motivaron a ser una profesionista y a buscar superarme cada día de mi vida, a quien me apoyo durante esta etapa. Los quiero. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ TAMBIEN AGRADECEMOS EL APOYO A LOS PROGRAMAS PAPIIT IT 220411 "ESTUDIO FITOPATOLÒGICO, BIOQUÍMICO Y MOLECULAR DE LA RESPUESTA CONTRA ESTRESES BIÓTICOS Y ABIÓTICOS EN PLÁNTULAS DE MAÍZ. Y AL PROGRAMA PAPIME PE 203211 "INNOVACIÓN Y FORTALECIMIENTO DE LA ENSEÑANZA TEÓRICO -PRÁCTICA DE LA BIOTECNOLOGÍA PARA ASIGNATURAS TERMINALES DE LAS CIENCIAS BIOLÓGICAS". Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ I ÍNDICE GENERAL Índice general I Índice de figuras IV Índice de tablas VI Resumen 1 Introducción 2 CAPÍTULO 1. ANTECEDENTES 3 1.1 Importancia nutricional del maíz 4 1.1.1 Maíz de alta calidad proteica (QPM) 5 1.2 Producción 6 1.3 Factores que afectan al maíz 8 1.3.1 Factores de naturaleza biótica 8 1.3.1.1 Aspergillus flavus 9 1.3.1.2 Fusarium moniliforme 10 1.4 Consecuencias de los daños al maíz 11 1.5 Alternativas para disminuir el daño por A. flavus y F. moniliforme 11 1.6 Recubrimientos 12 1.6.1 El Quitosán 12 1.6.2 Peróxido de Hidrógeno 13 1.7 Valor nutritivo del maíz 13 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ II CAPITULO 2. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 18 Objetivos 19 Cuadro Metodológico 20 Descripción metodológica 21 2.1 Diseño del experimento 21 2.2 Caracterización del quitosán 23 2.2.1 Determinación del Peso Molecular 23 2.2.2 Grado de desacetilación 24 2.3 Preparación de soluciones para recubrimiento 24 2.3.1 Solución de Quitosán 2% 24 2.3.2 Solución de Peróxido de Hidrógeno 8Mm 24 2.3.3 Solución de QN 2%-H2O2 8mM 24 2.4 Preparación de soluciones para aspersión 25 2.4.1 Solución de Quitosán 0.2% 25 2.4.2 Solución de Peróxido de Hidrógeno 8mM 25 2.4.3 Solución de QN 0.2%-H2O2 8mM 25 2.5 Recubrimiento de las semillas con las soluciones correspondientes 25 2.6 Preparación de la solución de esporas para la inoculación de semillas 25 2.7 Siembra de las semillas de maíz 26 2.8 Aspersión de las plántulas con las soluciones correspondientes 26 2.9 Respuestas sobre el desarrollo de las plántulas 26 2.9.1 Evaluación del porcentaje de germinación 26 2.9.2 Evaluación del crecimiento de la plántula bajo la influencia de los microorganismos inoculados 26 2.9.3 Evaluación fenológica de la plántula 27 2.10 Evaluación fitopatológica 27 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ III 2.10.1 Evaluación cualitativa de la severidad del daño 27 2.11 Evaluación microbiológica de las plántulas 29 2.12 Evaluación de la composición química de las plántulas 29 CAPITULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 31 3.1 Caracterización del quitosán 32 3.1.1 Determinación del Peso Molecular 32 3.1.2 Grado de desacetilación 33 3.2 Respuestas sobre el desarrollo de las plántulas 33 3.2.1 Evaluación del porcentaje de germinación in vivo 33 3.2.2 Evaluación del crecimiento de la plántula bajo la influencia de los microorganismos inoculados 35 3.2.3 Evaluación Fenológica 37 3.3 Evaluación cualitativa de la severidad del daño 55 3.4 Evaluación Microbiológica cualitativa 60 3.5 Evaluación de la composición química de las plántulas 67 3.5.1 Contenido de Humedad 67 3.5.2 Contenido de Proteína 67 3.5.3 Contenido de Fibra Cruda 69 3.5.4 Contenido de Cenizas 70 Conclusiones 71 Anexos 72 Referencias 88 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ IV ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 Principales países productores de maíz en 2009 6 Figura 2 Producción anual de maíz en México 7 Figura 3 Principales estados productores de maíz en México 7 Figura 4 Formula química del quitosán 12 Figura 5 Fotografía tomada en el invernadero (CAT) que muestra macetas con 5 unidades experimentales 23 Figura 6 Fotografía que muestra las mediciones fenológicas ( altura total, altura de la hoja, altura y grosor del tallo) 27 Figura 7 Fotografía que muestra la evaluación microbiológica de la muestras 29 Figura 8 Viscosidad específica reducida vs concentración de Quitosán 32 Figura 9 Altura total de la plántula al día 14 después de la siembra 38 Figura 10 Altura del tallo al día 14 después de la siembra 39 Figura 11 Altura de la hoja al día 14 después de la siembra 40 Figura 12 Grosor de la plántula al día 14 después de la siembra 41 Figura 13 Altura total de la plántula al día 21 después de la siembra 42 Figura 14 Altura del tallo al día 21 después de la siembra 43 Figura 15 Altura de la hoja al día 21 después de la siembra 44 Figura 16 Grosor de la plántula al día 21 después de la siembra 45 Figura 17 Altura total de la plántula al día 28 después de la siembra 46 Figura 18 Altura del tallo al día 28 después de la siembra 47 Figura 19 Altura de la hoja al día 28 después de la siembra 48 Figura 20 Grosor de la plántula al día 28 después de la siembra 49 Figura 21 Altura total de la plántula al día 38 después de la siembra 51 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ V Figura 22 Altura del tallo al día 38 después de la siembra 52 Figura 23 Altura de la hoja al día 38 después de la siembra 53 Figura 24 Grosor de la plántula al día 38 después de la siembra 54 Figura 25 Crecimiento de A. flavus y F. moniliformeen maíz de variedad normal y QPM 65 Figura 26 Contenido de Proteína en plántulas de maíz base seca 68 Figura 27 Contenido de Fibra en plántulas de maíz base seca 69 Figura 28 Contenido de cenizas en plántulas de maíz base seca 70 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ VI ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1 Composición química proximal de las partes principales de los granos de maíz 14 Tabla 2 Contenido de nutrientes del ensilaje de maíz 17 Tabla 3 Diseño global del experimento 21 Tabla 4 Efectos principales del experimento 22 Tabla 5 Tratamiento para variedad de maíz Normal y QPM 22 Tabla 6 Criterios para la evaluación del crecimiento de las plántulas 26 Tabla 7 Análisis de la composición química de la plántulas 30 Tabla 8 Peso molecular del Quitosán 33 Tabla 9 Porcentaje de germinación 33 Tabla 10 Porcentaje de germinación en variedad Normal y QPM para cada tratamiento 34 Tabla 11 Evaluación del crecimiento de las plántulas bajo la influencia de los microorganismos inoculados 36 Tabla 12 Valor de probabilidad en mediciones fenológicas 37 Tabla 13 Porcentaje visible de daño en plántulas de variedad Normal al día 17 56 Tabla 14 Porcentaje visible de daño en plántulas de variedad Normal al día 26 57 Tabla 15 Porcentaje visible de daño en plántulas de variedad QPM al día 17 58 Tabla 16 Porcentaje visible de daño en plántulas de variedad QPM al día 26 59 Tabla 17 Evaluación microbiológica variedad normal 60 Tabla 18 Evaluación microbiológica variedad QPM 63 Tabla 19 Valores de probabilidad en el análisis bromatológico 67 Tabla 20 Registro de tiempo para cada solución para la determinación de peso molecular del quitosán 72 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ VII Tabla 21 Análisis de varianza de grosor de tallo al día 14 después de la siembra (Variedad Normal) 74 Tabla 22 Análisis de varianza de grosor de tallo al día 14 después de la siembra (QPM). 74 Tabla 23 Análisis de varianza de altura de tallo al día 14 después de la siembra (Variedad Normal) 75 Tabla 24 Análisis de varianza de altura de tallo al día 14 después de la siembra (Variedad QPM 75 Tabla 25 Análisis de varianza de altura de hoja al día 14 después de la siembra (Variedad Normal 75 Tabla 26 Análisis de varianza de altura de hoja al día 14 después de la siembra (Variedad QPM). 75 Tabla 27 Análisis de varianza de altura total de la plántula al día 14 después de la siembra (Variedad Normal) 75 Tabla 28 Análisis de varianza de altura total de la plántula al día 14 después de la siembra (Variedad QPM) 75 Tabla 29 Análisis de varianza de grosor de tallo al día 21 después de la siembra (Variedad Normal) 75 Tabla 30 Análisis de varianza de grosor de tallo al día 21 después de la siembra (Variedad QPM) 76 Tabla 31 Análisis de varianza de altura de tallo al día 21 después de la siembra (Variedad Normal) 76 Tabla 32 Análisis de varianza de altura de tallo al día 21 después de la siembra (Variedad QPM) 76 Tabla 33 Análisis de varianza de altura de hoja al día 21 después de la siembra (Variedad Normal) 76 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ VIII Tabla 34 Análisis de varianza de altura de hoja al día 21 después de la siembra (Variedad QPM) 76 Tabla 35 Análisis de varianza de altura total de la plántula al día 21 después de la siembra (Variedad Normal) 76 Tabla 36 Análisis de varianza de altura total de la plántula al día 21 después de la siembra (Variedad QPM) 76 Tabla 37 Análisis de varianza de grosor del tallo al día 28 después de la siembra (Variedad Normal) 77 Tabla 38 Análisis de varianza de grosor del tallo al día 28 después de la siembra (Variedad QPM) 77 Tabla 39 Análisis de varianza de altura del tallo al día 28 después de la siembra (Variedad Normal) 77 Tabla 40 Análisis de varianza de altura del tallo al día 28 después de la siembra (Variedad QPM) 77 Tabla 41 Análisis de varianza de altura de la hoja al día 28 después de la siembra (Variedad Normal) 77 Tabla 42 Análisis de varianza de altura de la hoja al día 28 después de la siembra (Variedad QPM) 77 Tabla 43 Análisis de varianza de altura total de la plántula al día 28 después de la siembra (Variedad Normal) 77 Tabla 44 Análisis de varianza de altura total de la plántula al día 28 después de la siembra (QPM) 78 Tabla 45 Análisis de varianza de grosor del tallo al día 38 después de la siembra (Variedad Normal) 78 Tabla 46 Análisis de varianza de grosor del tallo al día 38 después de la siembra (Variedad QPM) 78 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ IX Tabla 47 Análisis de varianza de altura del tallo al día 38 después de la siembra (Variedad Normal) 78 Tabla 48 Análisis de varianza de altura del tallo al día 38 después de la siembra (Variedad QPM) 78 Tabla 49 Análisis de varianza de altura de hoja al día 38 después de la siembra (Variedad Normal) 78 Tabla 50 Análisis de varianza de altura de hoja al día 38 después de la siembra (Variedad QPM) 78 Tabla 51 Análisis de varianza de altura total de la plántula al día 38 después de la siembra (Variedad Normal) 79 Tabla 52 Análisis de varianza de altura total de la plántula al día 38 después de la siembra (Variedad QPM) 79 Tabla 53 Resultados del contenido de humedad de plántulas de maíz variedad Normal 83 Tabla 54 Resultados del contenido de humedad de plántulas de maíz variedad QPM 84 Tabla 55 Resultados del contenido de Proteína de plántulas de maíz variedad Normal 84 Tabla 56 Resultados del contenido de Proteína de plántulas de maíz variedad QPM 85 Tabla 57 Resultados del contenido de fibra cruda de plántulas de maíz variedad Normal 85 Tabla 58 Resultados del contenido de fibra cruda de plántulas de maíz variedad QPM 86 Tabla 59 Resultados del contenido de cenizas de plántulas de maíz variedad Normal 86 Tabla 60 Resultados del contenido de cenizas de plántulas de maíz QPM 87 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 1 RESUMEN El maíz es de gran importancia económica a nivel mundial ya sea como alimento humano, para ganado o como fuente de un gran número de productos industriales, por ello el objetivo de este trabajo fue evaluar la composición química del maíz criollo y QPM tratado con recubrimiento de quitosán y peróxido de hidrógeno sometido a hongos patógenos. Las semillas fueron sumergidas en soluciones de quitosán (2%) y peróxido de hidrógeno (8mM) e inoculadas con los hongos Aspergillus flavus y Fusarium moniliforme. Durante 5-6 semanas, las plántulas fueron asperjadas con quitosán e infectadas con soluciones de esporas y modificando las condiciones de riego para simular condiciones de sequía; su crecimiento fue evaluado mediante la medición de su longitud total, la longitud de sus hojas y el grosor y la longitud de los tallos y se realizó una evaluación cualitativa del porcentaje visual de daño causado por hongos. Transcurrido el periodo de crecimiento, las plantas fueron extraídas para identificar la presencia de hongos en las mismas y mediante análisis bromatológicos (contenido de materia seca, proteína, cenizas y fibra bruta) se evaluó la influencia del quitosán y del peróxido de hidrógeno sobre la variación de la composición química de las plántulas de maíz. Para la variedad normal las plántulas en las que la semilla fue recubierta con H2O2 presentan uncrecimiento normal comparado con el control. Con lo que se refiere a la variedad QPM, en general el uso de los 2 aditivos favorece el crecimiento de la plántula siendo la aspersión de QN la que da mayor crecimiento a la misma. En la evaluación fitopatológica los tallos y estructuras foliares de las plántulas sometidas a los hongos A. flavus y F. moniliforme presentaron daños mínimos comparados con el resto de los tratamientos. Estos resultados sugieren que si se utilizan recubrimientos de quitosán y H2O2 en solución, se obtendrá una plántula de mejores características. Para evaluar cualitativamente el posible efecto fungicida del quitosán y el H2O2 sobre las plántulas y determinar si se desencadenan mecanismos de defensa contra A. flavus y F. moniliforme se llevó a cabo una prueba in vitro en donde se sembraron en agar PDA sus estructuras foliares, lográndose observar resultados prometedores, ya que en la mayoría de los casos, las plántulas provenientes de semillas recubiertas con quitosán presentaron un escaso crecimiento microbiano comparado con aquellas carentes de recubrimiento. Estos resultados sugieren un posible efecto fungicida del quitosán y H2O2 sobre los cultivos de maíz. Además la presencia de nitrógeno en la estructura química del quitosán permite un posible aumento de proteínas, obteniendo un mayor contenido de nitrógeno total en las plántulas tratadas con este aditivo. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 2 INTRODUCCIÓN El maíz pertenece a la familia de las gramíneas, su nombre científico es Zea mays, es el cereal más abundante en el mundo. Su importancia a nivel nacional y mundial radica en las grandes áreas de tierra cultivada y la gran cantidad de empleos directos e indirectos generados por la cadena de producción, procesamiento industrial y comercialización de dicho cereal, desde su cultivo hasta su consumo (Jeglay, 2006). Existen varios factores externos que ejercen una influencia negativa sobre el maíz (Lizárraga, 2010). En particular los granos y las semillas son infectados por diversos hongos en el campo, entre ellos Fusarium sp., Alternaria sp. y Helminthosporium sp. Por otra parte, los granos también pueden ser invadidos por hongos de almacén, siendo Aspergillus sp. y Penicillium sp. los principales géneros de hongos que se presentan (Moreno, 1988). En México, los cultivos de maíz son mayormente afectados por la presencia de Aspergillus flavus y Fusarium moniliforme, además existe una gran diversidad de factores medioambientales que afectan a los cultivos y el crecimiento de estos hongos tales como la contaminación atmosférica, el calentamiento global y la sequía. Existen varios métodos de control de plagas, pero desgraciadamente las sustancias químicas empleadas han provocado el desarrollo de resistencia, contaminación ambiental y riesgos de salud pública (Sauer, 1992; Arenas, 1995). Así mismo, actualmente no existe ningún método de control de hongos, sólo medidas preventivas como monitorear la temperatura y la humedad del grano. Por esta razón, el objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto fungicida del uso de recubrimientos a base de quitosán y peróxido de hidrógeno que permitan que los mecanismos de defensa en plantas de maíz se activen durante su crecimiento y se mantengan después de la cosecha durante su almacenamiento, y así obtener un mayor rendimiento, resistencia a hongos y estrés hídrico. También es importante analizar sus parámetros de calidad tales como el contenido de materia seca, el contenido de cenizas, proteína bruta y fibra bruta, buscando un mayor contenido y calidad de estos nutrientes, ya que este cereal forma parte importante en la dieta de los mexicanos y se tiene que producir en grandes cantidades (Mangado et al., 2010). El maíz es muy susceptible al ataque de microorganismos que degradan su calidad en diversas formas como la modificación en la calidad de las proteínas, cambios de la digestibilidad, la pérdida total del grano y los efectos tóxicos que los subproductos metabólicos de algunos microorganismos tienen sobre la salud de los seres humanos y de los animales (Ramírez, 1991; FAO, 2003). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 3 CAPITULO I ANTECEDENTES Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 4 1.1 Importancia nutricional del maíz El maíz es una planta que tiene múltiples usos y que puede ser utilizada en varias etapas de su desarrollo, desde las mazorcas muy jóvenes hasta los granos ya maduros. El maíz es de gran importancia económica a nivel mundial ya sea como alimento humano, para ganado o como fuente de un gran número de productos industriales (Ripusudan et al., 2001). El consumo de maíz puede proporcionar en promedio el 59% de la energía (1363 kilocalorías) y 39% de la proteína (29 gramos) de las necesidades diarias de un individuo adulto (Espinosa et al., 2006). Algunas de las propiedades hacen del maíz una fuente de salud son su alto contenido en hidratos de carbono de fácil digestión, que lo convierten en un alimento ideal para los niños, siendo idóneo cuando existe intolerancia al gluten. El mineral que más abunda es el fósforo en forma de fosfato de potasio y magnesio y se encuentra en su totalidad en el embrión. El magnesio es aconsejable cuando existe carencia de este elemento en la persona. Después de los hidratos de carbono (principalmente almidón) y las proteínas, la fibra dietética es el componente químico del maíz que se halla en cantidades mayores; esta favorece la digestión y reduce el colesterol. Además el maíz ofrece cantidades importantes de vitaminas del grupo B (específicamente B1, B3 y B9) que actúan sobre el sistema nervioso; también proporciona el antioxidante β-caroteno, muy recomendado en la prevención del cáncer. El aceite del grano de maíz está fundamentalmente en el germen, tiene bajo nivel de ácidos grasos saturados; en cambio, contiene niveles relativamente elevados de ácidos grasos poliinsaturados. Además el aceite de maíz es relativamente estable porque contiene únicamente pequeñas cantidades de ácido linolénico y niveles naturales de antioxidantes (Espinosa et al., 2006). El maíz aporta a la nutrición humana los aminoácidos siguientes: Lisina, Triptófano, Histidina, Arginina, Ácido aspártico, Treonina, Serina, Ácido glutámico, Prolina, Glicina, Alalina, Cistina, Valina, Metionina, Isoleucina, Leucina, Tirosina y Fenilalanina (Abad, 2006). El grano es un excelente alimento para el hombre en diversas regiones del mundo y sobre todo en América. Se consume como plato ocasional, ya sea tierno o seco, en forma de harina, almidón, tamales en hojas o cazuela, pinoles, panes, empanadas, pudines, pasteles, sopas, bebidas y otros, denominaciones que pueden variar de un país a otro, llegando a definirse que existen más de 160 preparaciones de platos diferentes elaborados con maíz (Abad, 2006). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 5 Actualmente el maíz es la base de la alimentación en los países en vías de desarrollo. La fibra soluble que se encuentra en el maíz tierno contribuye a disminuir el peso corporal y a controlar los niveles de colesterol en la sangre, evita el estreñimiento y participa en la prevención de ciertos tipos de cáncer. El consumo de maíz es recomendable para aquellos que realizan un gran esfuerzo mental; hoy en día se busca mejorar el valor nutritivo del maíz agregándole suplementos proteicos (Abad, 2006). 1.1.1 Maíz de alta calidad proteica (QPM) Comoalternativa a la desnutrición y baja producción del maíz, en los últimos años y en diversos países se ha trabajado con los llamados “maíces de alta calidad proteica” (QPM, del inglés Quality Protein Maize). Estos trabajos, encabezados por el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMyT), se han conducido desde 1996 en México, en colaboración con el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales y Agropecuarias (INIFAP). En este tiempo se han generado, evaluado e incrementado semillas de híbridos y variedades de maíz con alta calidad de proteína (Espinosa et al., 2006) La proteína de maíz contiene 1.6% de lisina y 0.47% de triptófano, mientras que los maíces QPM, contienen en promedio 3.1% de lisina y 1.0% de triptófano (SACSA, 2011). Además la textura y dureza del grano QPM es similar a la de maíces normales con rendimientos competitivos similares o superiores, mayor digestibilidad aparente de la proteína y buen balance de nitrógeno (Espinosa et al. 2006). Si se logra aumentar el consumo de los maíces QPM en la población, especialmente la rural, se podría mejorar el nivel nutricional en México, de manera especial en niños, mujeres embarazadas, lactantes y ancianos (Espinosa et al, 2006). El aprovechamiento de los maíces QPM en la alimentación humana es de 90%, mientras que con los maíces comunes sólo se aprovecha el 39%. Estos maíces también pueden utilizarse en la alimentación animal (principalmente en aves y cerdos), donde se ha encontrado que se necesita menor cantidad de alimento para incrementar el peso de los mismos. Además de ser un excelente producto para el consumo humano, en el ámbito forrajero aumentan considerablemente los nutrientes, dando como resultado inigualables rendimientos e importantes ahorros en la producción. (Espinosa et al., 2006). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 6 1.2 Producción La producción mundial de este cereal alcanzó los 880 millones de toneladas en el año 2001. Si lo comparamos con los 670 millones de toneladas de trigo o los 400 millones de arroz, se comprende la importancia básica a nivel mundial del maíz, no sólo económicamente sino también en el aspecto nutricional (SIAP, 2011). Principales países productores en 2009 La producción mundial en el 2009 fue de 818 823 434 toneladas, de las cuales los principales productores fueron Estados Unidos, China y Brasil seguidos de México que ocupa el cuarto lugar en la producción mundial (SIAP, 2011) (Figura 1). Figura 1. Principales países productores de maíz en 2009 (SIAP, 2011). Estadística básica de maíz El volumen de importación de México de maíz corresponde casi de forma exclusiva al maíz amarillo, variedad que se usa para alimentar ganado y producir sustancias derivadas como jarabes, aceites, etc. (SIAP, 2011). Producción anual en México En México el volumen de producción en 2010 alcanzó 23 301 879 toneladas con un valor de 65 629 millones de pesos (Figura 2). Cinco entidades federativas (Guerrero, Jalisco, México, Michoacán y Sinaloa) generan 6 de cada diez kilogramos de maíz que se consumen en México. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 7 Durante 2010, el estado de Sinaloa ocupó el primer lugar en la producción nacional de maíz al representar el 22.4% de la producción nacional, seguido por Jalisco con el 14.6% (Figura 3) (SIAP, 2011). Figura 2. Producción anual de maíz en México (SIAP, 2011) Figura 3. Principales estados productores de maíz en México (SIAP, 2011) Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 8 1.3 Factores que afectan al maíz El maíz es un cereal que puede cultivarse prácticamente en cualquier sitio, ya que es altamente resistente y no es exigente en cuanto a las condiciones climáticas se refiere (Hernández et al., 2007). A pesar de que el potencial productivo del maíz es mayor al consignado en las estadísticas de producción de México, una serie de factores adversos de naturaleza biótica (enfermedades, plagas, malezas) y abiótica (sequía, salinidad, altas temperaturas) afectan constantemente dicha producción (Hernández et al., 2007). Se registra comúnmente la incidencia de hongos fitopatógenos que principalmente invaden al grano. En el caso del maíz destacan los géneros Aspergillus, Fusarium y Penicillium, mismos que ocasionan efectos nocivos en el cultivo y en los consumidores. Los tres géneros presentan especies productoras de micotoxinas; los efectos en el corto y largo plazo después del consumo de micotoxinas se traducen en desórdenes fisiológicos, citotóxicos e inmunosupresivos; así como por sus efectos teratogénicos, mutágenos y cancerígenos (Hernandez et al., 2007). En México sólo se cuenta con la norma NOM-188- SSA1-2002 ( Diario Oficial de la Federación, 2002) para la regulación del contenido de aflatoxinas totales en cereales de origen nacional o importado para el consumo humano y animal. Sin embargo, en dicha norma no se considera que las aflatoxinas presentan diferente toxicidad, y además, que los cereales pueden estar contaminados por otras micotoxinas. De lo anterior se infiere que en México, los cereales están sujetos a un control parcial en cuanto al límite en el contenido de micotoxinas, y se desconoce el grado de exposición de los consumidores de maíz a las aflatoxinas (Hernandez et al., 2007). 1.3.1 Factores de naturaleza biótica Se entiende por factores de naturaleza biótica a todas aquellas condiciones biológicas o microbiológicas que involucran la presencia de seres vivos que afectan al cultivo. Existe una gran cantidad de agentes bióticos que pueden dañar al maíz, destacando no solo los hongos sino también algunas especies de insectos, siendo el Sitophilus zeamais (“gorgojo del maíz”) el que mayor daño le causa a la planta. Debido a su gran capacidad de vuelo, infesta los cereales desde el campo, por lo que es extraordinariamente destructivo (Salvadores et al., 2007). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 9 En México, los cultivos de maíz son mayormente afectados por la presencia de Aspergillus flavus y Fusarium moniliforme. Estos hongos crecen produciendo deterioro al vegetal y generando metabolitos secundarios tóxicos para las plantas y sus consumidores (tanto humanos como animales), pudiendo tener efectos graves sobre la salud, y provocando incluso hasta la muerte (Lizárraga et al., 2011). 1.3.1.1 Aspergillus flavus Es un hongo filamentoso, saprobio y común del suelo que contribuye a los procesos de descomposición de la materia orgánica, especialmente en sitios de alta humedad, pues superan los niveles tolerados por otros grupos de hongos. Los miembros de este género se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza. Frecuentemente son aislados del suelo, especialmente de áreas tropicales y subtropicales, de forrajes y vegetación en descomposición, de semillas y granos almacenados y de varios tipos de productos comestibles. Se ha encontrado también la presencia de este hongo en trigo, avena, cebada, maíz, arroz, algodón, caña de azúcar, café, tomate, cebolla, rábano, chícharo y cacahuate entre otras (Bean, 1989). Se encuentra a menudo en las semillas o en los productos de la planta después de la cosecha y durante el almacenamiento, por lo que también se encuentra en la harina, los granos del cereal y otros productos vegetales procesados. Es un patógeno de plantas y es un hongo oportunista que causa enfermedades a humanos y animales debido a la producción de algunas micotoxinas llamadas aflatoxinas (Lizarraga et al., 2011). Las aflatoxinasson metabolitos secundarios producidos por hongos filamentosos presentes en el suelo, el aire y en todas las partes de las plantas, y pueden ser tóxicos para las personas y los animales a través del consumo de alimentos o piensos contaminados que ingresan en la cadena alimenticia (CODEX, 2008). Las aflatoxinas son químicamente estables en los alimentos y resistentes a la degradación bajo procedimientos de cocción normales, es difícil eliminarlas una vez que se producen (Urrego, 2006). Actualmente, la toxicidad aguda por aflatoxinas en humanos presenta baja incidencia. Los síntomas pueden incluir fiebre, vómito e ictericia. El daño agudo del hígado puede ser fatal en casos severos. A. flavus es una de las principales especies de Aspergillus que producen aflatoxinas. Las aflatoxinas de la serie 1 son en general mucho más tóxicas que las de la serie 2. La aflatoxina B1 (AFB1) ha sido clasificada en el grupo 1 por la IARC (Agencia Internacional de Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 10 investigación de Cáncer) como carcinógeno cuyo órgano blanco es el hígado. La AFB1 es más frecuente en maíz, cacahuates, nueces, arroz, cereales y algodón (Díaz, 1995). La acumulación de aflatoxinas depende de las condiciones del medio ambiente. Antes de la cosecha, el riesgo para el desarrollo de aflatoxinas es más grande durante los periodos de sequía. Cuando la humedad está debajo del valor normal y la temperatura es alta, el número de esporas de Aspergillus en el aire se incrementa. Estas esporas infectan las cosechas a través los insectos. Una vez infectada una planta, la producción de aflatoxinas se favorece. Durante la fase de post- cosecha, la proliferación de hongos y producción de aflatoxinas puede exacerbarse en sitios calientes y húmedos de almacenamiento (Christensen, 1987). 1.3.1.2 Fusarium moniliforme Es un hongo facultativo de distribución cosmopolita en todos los tipos de climas y posee un amplio ámbito de hospedantes. Este hongo produce sustancias tóxicas como las zearalenonas, tricotecenos, fusarinas, moniliforminas y fumaginas que al ser ingeridas por humanos y animales en alimentos contaminados tienen efectos cancerígenos, teratógenos, mutágenos, eméticos y estrogénicos (Bravo et al., 2000). Las fumonisinas son un nuevo grupo de micotoxinas producidas en la naturaleza fundamentalmente por F. moniliforme y F. proliferatum y han despertado una inquietud igual o mayor a las aflatoxinas producidas por A. flavus. La presencia de estas especies y sus toxinas en los granos representa un problema de primer orden para la industria del maíz en el mundo por las enormes implicaciones que tienen tanto en la calidad del grano como en la salud pública y animal (Mazzani et al, 2000). Aunque las semillas que se vayan a cultivar tengan una apariencia totalmente sana, es importante almacenarlas a bajas temperaturas porque a pesar de pasar por rigurosos controles de calidad, pueden traer consigo esporas de F. moniliforme que pueden germinar fácilmente aún en condiciones de almacenamiento a temperatura ambiente (ya que su crecimiento se da a 28°C), causando la podredumbre de los granos infectados y contagiando a los sanos (Lizárraga, 2010). Este patógeno se destaca como el agente causal de las enfermedades de mayor importancia económica que producen pudrición de la mazorca y la germinación prematura del maíz; en los estados de Tlaxcala, Puebla y México provocan reducciones en la producción entre 25% y 35% (Bravo et al, 2000). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 11 1.4 Consecuencia de los daños al maíz Desde la domesticación de las plantas por el hombre, las enfermedades han causado enormes pérdidas en la producción. El uso intensivo de monocultivos con baja diversidad genética en la agricultura moderna ha redundado en una elevada susceptibilidad a algunas enfermedades y en un incremento de la agresividad de algunos patógenos. Con excepción de las enfermedades epidémicas, que llegan a destruir cultivos completos, se estima que las pérdidas ocasionadas por patógenos en el plano mundial representan un 12% del potencial de producción, teniendo mayor incidencia en hortalizas, frutas y arroz. Además de causar pérdidas en la producción, algunos patógenos también reducen la calidad de los alimentos, como es el caso de algunas especies de Fusarium y Aspergillus, que dejan en los tejidos infectados toxinas que afectan la salud humana y animal (Zappacosta, 2004). Las enfermedades de las plantas son uno de los principales problemas que se tienen que afrontar en la agricultura porque reducen las cosechas, desmejoran la calidad del producto, limitan al mismo tiempo la disponibilidad de alimentos y materias primas para una serie de industrias. Las enfermedades infecciosas en la planta causadas por hongos se clasifican en: pre-necróticos, necróticos, atróficos, hipertróficos, complejos y especiales. (Cadenas, 2001). Sumando todos los factores ya mencionados, se tiene una pérdida total aproximada del 20% en una cosecha anual, lo cual es una cifra realmente alarmante considerando la capacidad productiva de nuestro país. Este decremento se ve reflejado en la Industria Alimentaria y en los precios al consumidor, encareciendo el producto de manera considerable para poder recuperar las pérdidas. Debido a esta grave problemática, se buscan alternativas viables para mejorar la producción del maíz, incluyendo nuevas opciones de manejo del cereal para disminuir los decrementos en la producción y con ello obtener granos con alta calidad y al más bajo costo (Lizárraga, 2010). 1.5 Alternativas para disminuir el daño por A. flavus y F. moniliforme. No sólo el maíz, sino muchos otros productos alimenticios se desperdician diariamente por el inadecuado manejo que reciben en el campo y en el almacén. Los hongos que se producen y encuentran alojo en los granos y en las semillas causan graves daños como la interrupción de la germinación, la pérdida del vigor y la longevidad de la planta o la infertilidad del embrión; daños que con frecuencia, se ven reflejados en las pérdidas económicas registradas por los productores debido a que los granos dañados no pasan las pruebas Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 12 de control de calidad, motivo por el cual la productividad disminuye y el grano se encarece (Radman et. al. 2003). De ahí la importancia de llevar a cabo alternativas biotecnológicas viables como el empleo de aditivos en la agricultura, pues con ello se estará favoreciendo la producción de granos sanos, evitando ataques por patógenos, además de incrementar la productividad económica del país, al generar productos de mayor calidad al alcance del consumidor (Lizárraga, 2009). 1.6 Recubrimiento El uso de sustancias de origen biótico induce respuestas de protección en las plantas y éstas crean mecanismos de defensa contra agentes externos nocivos. En algunos casos el uso de estas sustancias no solamente permite que los mecanismos de defensa en plantas se activen durante su crecimiento, sino que también se mantienen después de la cosecha durante su almacenamiento (Lizárraga, 2009). 1.6.1 El Quitosán Dentro de los aditivos correspondientes al grupo de los oligosacáridos, destaca por su importancia el quitosán, también llamado quitosano. El quitosán, es un polisacárido lineal compuesto de cadenas distribuidas aleatoriamente de β-(1-4) D-glucosamina (unidades deacetiladas) y N-acetil-D-glucosamina (unidad acetilatada) (figura 4). El quitosán es un biopolímero que se encuentra en estado natural en las paredes celulares de algunos hongos; sin embargo, su principal fuente deproducción es la hidrólisis de la quitina en medio alcalino a altas temperaturas (Lárez, 2003). Figura 4. Formula química del quitosán. (http://es.wikipedia.org/wiki/Quitosano) Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ http://es.wikipedia.org/wiki/Polisac%C3%A1rido http://es.wikipedia.org/wiki/Glucosamina http://es.wikipedia.org/wiki/N-Acetilglucosamina 13 El quitosán se caracteriza por sus propiedades antifúngicas y antimicrobianas, además puede utilizarse en solución, en forma de película, esferas, hidrogeles, nanopartículas, fibras y recubrimientos, lo cual lo hace útil para gran diversidad de usos en distintas áreas (Miranda, 2000). En una propuesta del mecanismo de acción del quitosán se dice que interactúa con las macromoléculas de la superficie de la célula y altera su permeabilidad (Garnica, 2001). La actividad fungicida del quitosán se ha estudiado tanto in vitro como in vivo. El quitosán inhibe una gran variedad de especies de hongos siendo menos efectivo con aquellas que lo poseen en sus paredes celulares. Desde hace tiempo se ha comprobado que el quitosán induce reacciones de defensa en algunas plantas como el maíz, sensibilizándolas para responder más rápidamente al ataque de patógenos. Se considera que el quitosán puede inducir la acumulación masiva de sustancias fungitóxicas en los lugares de aplicación y/o constituirse en una barrera que impida el flujo de nutrimentos hacia el patógeno; esta última consideración se soporta en señales de deterioro que a menudo muestran las células fúngicas expuestas a quitosán, como por ejemplo la formación anormal de depósitos enriquecidos en quitina entre la membrana plasmática y la pared celular (Lárez, 2008). 1.6.2 Peróxido de hidrógeno El peróxido de hidrógeno (H2O2) inhibe el crecimiento de patógenos y activa ciertas vías de trasmisión de señales que inducen respuestas de defensa. La expresión de niveles elevados de H2O2 en plantas transgénicas a través de la expresión de la glucosa oxidasa reduce los efectos causados por patógenos como Rhizoctonia, Verticillium, Phytophthora y Alternaria en varias especies cultivadas. Sin embargo hay que tener en cuenta que niveles elevados de H2O2 son fitotóxicos (Zappacosta, 2004). 1.7 Valor nutritivo del maíz El maíz originario de México, donde hay 45 diferentes razas, ha tenido un proceso de selección y mejoramiento que ha generado muchas variedades. Los programas de mejoramiento genético del maíz buscan mayor rendimiento por hectárea, resistencia a plagas y estrés hídrico así como mayor contenido y calidad de las proteínas del grano. Debido a su gran diversidad genética los maíces no tienen la misma composición química, presentan diferencias en sus propiedades y en su uso final (FAO, 2003). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 14 Existe un número considerable de datos sobre la composición química del maíz (Tabla 1) y múltiples estudios han sido llevados a cabo para tratar de comprender y evaluar las repercusiones de la estructura genética del número relativamente elevado de variedades de maíz existentes en su composición química, así como la influencia de los factores ambientales y las prácticas agronómicas en los elementos constitutivos químicos y en el valor nutritivo del grano y sus partes anatómicas. La composición química tras la elaboración para el consumo es un aspecto importante del valor nutritivo, y en ella influyen la estructura física del grano, factores genéticos y ambientales, la elaboración y otros eslabones de la cadena alimenticia (FAO, 2003). Componente químico Pericarpio Endospermo Germen Proteínas (%) 3,7 8;0 18,4 Extracto etéreo (%) 1,0 0,8 33,2 Fibra cruda (%) 86,7 2,7 8,8 Cenizas (%) 0,8 0,3 10,5 Almidón (%) 7,3 87,6 8,3 Azúcar (%) 0,34 0,62 10,8 Tabla 1 .Composición química proximal de las partes principales de los granos de maíz (%) (FAO, 2003) Almidón El componente químico principal del grano de maíz es el almidón, al que corresponde hasta el 72-73% del peso del grano. Otros hidratos de carbono son azúcares sencillos en forma de glucosa, sacarosa y fructosa, en cantidades que varían del 1-3% del grano. El almidón está formado por dos polímeros de glucosa: amilosa y amilopectina. La amilosa es una molécula esencialmente lineal de unidades de glucosa, que constituye hasta el 25-30% del almidón. El polímero amilopectina también consiste de unidades de glucosa, pero en forma ramificada y constituye hasta el 70-75% del almidón (FAO, 2003). Proteínas Después del almidón, las proteínas constituyen el componente químico del grano en orden de importancia. En las variedades comunes, el contenido de proteínas puede oscilar entre el 8-11% del peso del grano, y se encuentra principalmente en el endospermo. Conforme a su descripción, las albúminas, las globulinas y el nitrógeno no proteico totalizan aproximadamente el 1-8% del total de nitrógeno, con proporciones del 7%, 5% y 6%, respectivamente (FAO, 2003). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 15 Aceite y ácidos grasos El aceite del grano de maíz está fundamentalmente en el germen y viene determinado genéticamente, con valores que van del 3-18%. Dichos valores difieren en alguna medida, y cabe suponer que los aceites de distintas variedades tengan composiciones diferentes. El aceite de maíz tiene un bajo nivel de ácidos grasos saturados: ácido palmítico y esteárico, con valores medios del 11% y el 2% respectivamente. En cambio, contiene niveles relativamente elevados de ácidos grasos poliinsaturados, fundamentalmente ácido linoléico, con un valor medio de cerca del 24%. Sólo se han encontrado cantidades menores de ácidos linolénico y araquidónico. Además, el aceite de maíz es relativamente estable, por contener únicamente pequeñas cantidades de ácido linolénico (0,7%) y niveles elevados de antioxidantes naturales. El aceite de maíz goza de gran reputación a causa de la distribución de sus ácidos grasos, fundamentalmente ácido oleico y linoléico (FAO, 2003). Fibra dietética Después de los hidratos de carbono, las proteínas y las grasas, la fibra dietética es el componente químico del maíz que se halla en cantidades mayores. Los hidratos de carbono complejos del grano de maíz se encuentran en el pericarpio y la pilorriza, aunque también en las paredes celulares del endospermo y, en menor medida, en las del germen. Sandstead et. al., 1978 encontraron que el salvado de maíz está formado por un 75% de hemicelulosa, un 25% de celulosa y 0,1% de lignina, en peso en seco. El contenido de fibra dietética de los granos descascarados es evidentemente menor que el de los granos enteros (FAO, 2003). Minerales La concentración de cenizas en el grano de maíz es aproximadamente del 1,3%, sólo ligeramente menor que el contenido de fibra cruda. Los factores ambientales influyen probablemente en dicho contenido. El germen es relativamente rico en minerales, con un valor medio del 11%, frente a menos del 1% en el endospermo. El germen proporciona cerca del 78% de todos los minerales del grano. El mineral que más abunda en el maíz es el fósforo, se encuentra en forma de fitato de potasio y magnesio, encontrándose en su totalidad en el embrión con valores de aproximadamente 0,90% en el maíz común y cerca del 0,92% en el maíz opaco-2. Como sucede con la mayoría de los granos de cereal, el maíz tiene un bajo contenido de calcio y de oligoelementos (FAO, 2003). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 16 Vitaminas El grano de maíz contiene dos vitaminas solubles en grasa, la provitaminaA, o carotenoide, y la vitamina E. Se han encontrado cantidades variables de tiamina y riboflavina en el grano del maíz; su contenido está determinado en mayor medida por el medio ambiente y las prácticas de cultivo que por la estructura genética, aunque se han encontrado diferencias en el contenido de estas vitaminas entre las distintas variedades. La vitamina soluble en agua a la cual se han dedicado más investigaciones es el ácido nicotínico, a causa de su asociación con la deficiencia de niacina, o pelagra, fenómeno muy difundido en las poblaciones que consumen grandes cantidades de maíz. Al igual que sucede con otras vitaminas, el contenido de niacina es distinto según las variedades, con valores medios de aproximadamente 20 µg/g. Una característica propia de la niacina es que está ligada y por lo tanto, el organismo animal no la puede asimilar; sin embargo existen algunas técnicas de elaboración que hidrolizan la niacina, permitiendo su asimilación. La asociación de la ingesta de maíz con la pelagra se debe a los bajos niveles de niacina del grano, aunque se ha demostrado experimentalmente que también son importantes los desequilibrios de aminoácidos, por ejemplo la proporción entre la leucina y la isoleucina, y la cantidad de triptófano asimilable (FAO, 2003). La importancia de los cereales en la nutrición de millones de personas de todo el mundo es ampliamente reconocida. Debido a su ingesta relativamente elevada en los países en desarrollo, no se les puede considerar sólo una fuente de energía, sino que además suministran cantidades notables de proteínas. Los granos de cereal tienen una baja concentración de proteínas y la calidad de éstas se halla limitada por la deficiencia de algunos aminoácidos esenciales, sobre todo lisina. Un hecho mucho menos conocido es que algunos cereales contienen un exceso de ciertos aminoácidos esenciales que influye en la eficiencia de la asimilación de las proteínas (FAO, 2003). La planta del maíz se puede definir como un sistema metabólico cuyo producto final es almidón depositado en los granos; que además forman parte esencial en la dieta del ser humano por su aporte en proteína y que se comercializan en gran diversidad de productos derivados del mismo. Por ello, uno de los objetivos de este trabajo que fue evaluar la calidad nutricional del maíz desde la planta (Tabla 2) con el uso de recubrimientos a base de quitosán y peróxido de hidrógeno y poder ser una alternativa para garantizar rendimiento y calidad de los nutrientes en el grano, así como disminuir la pérdida de grandes producciones de maíz ocasionadas, a causa de los efectos Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 17 tóxicos que los subproductos metabólicos de algunos microorganismos tienen sobre la salud de los seres humanos y de los animales. Nutriente Valor Promedio (%) Proteína cruda 8 Fibra detergente ácido 28 Fibra detergente neutro 48 Total de nutrientes digestibles 67 Calcio 0.26 Fósforo 0.30 Tabla 2. Contenido de nutrientes del ensilaje de maíz (Flores Ortiz & Figueroa Viramontes, 2010) Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 18 CAPITULO II METODOLOGÍA Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 19 OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Evaluar la influencia y la capacidad antimicrobiana de un recubrimiento a base de quitosán y peróxido de hidrógeno sobre la composición química del maíz y los hongos patógenos característicos del mismo. OBJETIVOS PARTICULARES Determinar el efecto del recubrimiento a base de quitosán y peróxido de hidrógeno sobre la germinación y el crecimiento (grosor de los tallos, longitud total, longitud de las hojas y de los tallos) de las plántulas de maíz in vivo. Determinar el efecto antimicrobiano del recubrimiento a base de quitosán y peróxido de hidrógeno sobre plántulas de maíz sometidas a estrés durante su crecimiento, para observar si el cultivo permite el crecimiento y desarrollo de Aspergillus flavus y Fusarium moniliforme bajo condiciones de sequía. Determinar mediante análisis bromatológicos la influencia del quitosán y del peróxido de hidrógeno sobre la composición química de las plántulas. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ CUADRO METODOLÓGICO Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) l _ <l<wIo .. _ .. J.IidiR!i ",. tin:lDio __ <a~J " loo ....... ~1L. '" ,,~. =----N • • H ' P""' . .. rió ..... la ......... P' " 01 .... hrioUo... , .... .,;,; . Sol.",;:do Q~ l%- mm I m.\! 1 Q~ O.l %- mm I m.\! .. _ .... 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" -. .. ...-Jo __ ~1oo " ... __ --,~ , - • -• - Dotwm_i; a llt""oa"'., ,, tl lIIi!, ¡¡, <It I""""*'''' (hloi:a1<lio ,''o ., 2(01). -- Mk"kj,],@ fAQAC 1220) - tI.",.¡., ~. y ..... ,. titula J ._-.. - ;- I.otriao -mti<ao Dottcmiu:i; a lit !iba ""'do"" tl lIIi!, ¡¡' b . lo. rió ..... I.....-;. ... .... la]>lO ohob I.otriao "",""", IItW_ '¡'¡A Q A e 1220) .. - ~ - ~ -• ~ --""'""'" Pwt.JoioKi;a do!" ",,"'taj.1It ' Mi'" "" -loqito<! -. loqito<! .. ¡., Ooj .. y .. ---.00", loo _ ) .. ¡., ~ .. ....:. .. _ , " ... ~ tl lIIi!, do "I'41I(A Q A e 1220) 1<, " " y " ..."... .. laoi_ b . lo. rió • .xr. Jo;. 1óV<' Si ,tal;.; """ "",.ha .. , ._ ,...la "..J"..,¡;: miceobi.l';"", do la ",,,,,,,,la do hon .. , _la, m","", • ., ,laotula, ,.m do" .o, • , ,.m"",,, do '" <orto. L,,,,,,obo ,.,tal;.; ... ,ajo> Potri <on PDA !L".\L15I5 DE RBl¡LT.\D05 I COSCLUSIO:-'B I http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 21 DESCRIPCIÓN METODOLÓGICA En este trabajo se evaluó la composición química del maíz criollo (normal) y QPM tratado con quitosán y peróxido de hidrogeno para modificar su atmósfera externa y así determinar su efecto sobre los hongos patógenos a los cuales fue sometido este cereal así como la calidad nutricional de la semilla. Las semillas fueron sumergidas en soluciones de quitosán (2%) y peróxido de hidrógeno (8mM) y las plantas fueron asperjadas con soluciones de quitosán (0.2%) y peróxido de hidrógeno (8mM), sometidas al ataque de los hongos Aspergillus flavus y Fusarium moniliforme y modificando las condiciones de riego para simular condiciones de sequía en la planta. Durante 5-6 semanas, se evaluó el crecimiento de la plántula mediante la medición de su longitud total, la longitud de sus hojas y el grosor y la longitud de los tallos. Transcurrido el periodo de crecimiento, las plantas fueron extraídas para evaluar la severidad del daño causadopor el ataque de los hongos patógenos antes mencionados y mediante análisis bromatológicos (contenido de materia seca, proteína, cenizas y fibra bruta) se evaluó la influencia del quitosán y del peróxido de hidrógeno sobre la calidad nutricional del producto. El experimento se realizó por duplicado. Las diferencias entre tratamientos se analizaron mediante ANOVA para experimentos con un factor y diseño completamente aleatorio empleando el programa estadístico JMP. 2.1 Diseño del experimento La Tabla 3 muestra el diseño global del experimento para determinar el comportamiento de los recubrimientos aplicados a las semillas y en las plántulas de maíz. Por otra parte, la Tabla 4 muestra los principales efectos del experimento. Normal QPM Unidades Experimentales 160 160 Repeticiones por Experimento 2 2 Semillas por Experimento 5 5 Número de Experimentos 16 16 Tabla 3. Diseño global del Experimento. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 22 FACTOR NIVEL Recubrimientos H2O2 QN QN-H2O2 Aplicación inicial No Si Aplicación continua No Si Hongo A. flavus F.moniliforme Condición Normal Sequía Tabla 4. Efectos principales del experimento. QN: Quitosán; H2O2: Peroxido de hidrógeno. A raíz de este diseño se generaron 32 tratamientos, 16 para variedad normal y 16 para QPM (Tabla 5) Tratamiento Hongo Condición Recubrimiento Semilla Recubrimiento Foliar 1 ninguno sequía H2O2-QN Ninguno 2 ninguno sequía H2O2-QN QN 3 ninguno sequía H2O2-QN H2O2 4 ninguno sequía H2O2-QN H2O2-QN 5 A.flavus normal H2O2-QN Ninguno 6 A.flavus normal H2O2-QN QN 7 A.flavus normal H2O2-QN H2O2 8 A.flavus normal H2O2-QN H2O2-QN 9 Ninguno normal H2O2-QN Ninguno 10 Ninguno sequía H2O2 Ninguno 11 Ninguno sequía QN Ninguno 12 F.moniliforme normal H2O2-QN H2O2-QN 13 A.flavus normal H2O2 H2O2-QN 14 A.flavus normal QN H2O2-QN 15 A.flavus sequía H2O2-QN H2O2-QN 16 ninguno normal ninguno Ninguno Tabla 5. Tratamientos para variedad Normal y QPM. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 23 SEMILLAS Se usaron semillas de variedad normal de maíz y de alta calidad proteica con un 100% de germinación. Se seleccionaron 320 semillas en total de las cuales 160 fueron de variedad normal y 160 QPM, en cada maceta se sembraron 5 unidades experimentales (figura 5). Figura 5. Fotografía tomada en el invernadero CAT que muestra macetas con 5 unidades experimentales. 2.2 Caracterización del Quitosán El Quitosán utilizado en este proyecto fue proporcionado en el Laboratorio de Biotecnología de la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán el cual fue obtenido bajo la patente de dicho laboratorio (Miranda, 2000). 2.2.1 Determinación del peso molecular Para determinar el peso molecular del quitosán se realizó por viscosimetría intrínseca utilizando un viscosímetro de Ostwald, equipado con un baño termostático controlado con capacidad de regular la temperatura en 25°C ± 1ºC. Las muestras de quitosán se prepararon por disolución en una mezcla compuesta de ácido acético 0,3M y acetato de sodio 0,2M. La concentración inicial del polímero fue 0.20g/dL en todos los casos. Una vez establecidas las condiciones de trabajo se procedió a determinar el tiempo de caída de la disolución polimérica, primeramente se determinó la viscosidad relativa, posteriormente se determinó la viscosidad específica y la viscosidad específica reducida. A partir de los cálculos realizados anteriormente, se graficó la viscosidad específica reducida en función de la concentración de quitosán. El peso molecular se determinó a partir de la ecuación matemática de Mark-Houwink. Dicho procedimiento se repitió para otras 4 soluciones con concentraciones de 0.12, 0.08, 0.04 y 0.02g/dL (Rinaudo, 1993). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 24 Se determinó el peso molecular del quitosán a partir de la ecuación de Mark-Houwink: [ ] = Donde K y a son constantes que dependen del solvente, es la viscosidad intrínseca y M es el peso molecular (KDa). 2.2.2 Grado de desacetilación Se evaluó mediante una titulación potenciométrica (ácido-base) de los grupos NH3+ de la muestra del polímero (quitosán) disuelta en un exceso de ácido, utilizando un potenciómetro para determinar el cambio de pH de la muestra (Rinaudo, 1993). % = 203 + 42 Donde Meq es masa en equivalentes, 203 representa el peso molecular de la quitina y 42 es el peso molecular del grupo acetilo. 2.3 Preparación de las soluciones para el recubrimiento 2.3.1 Solución de Quitosán al 2%. Se preparó una solución de quitosán (QN) al 2%, disolviendo 10g del biopolímero en 500mL de agua destilada acidificada con 5mL de ácido acético, manteniéndose en agitación constante a temperatura ambiente durante 24 horas (Lizárraga, 2009). 2.3.2 Solución de Peróxido de Hidrógeno 8 milimolar Se preparó una solución 8mM de peróxido de hidrógeno (H2O2), diluyendo 453µL de reactivo concentrado a 8820.9mM en 500mL de agua destilada. Esta solución se preparó aislada de la luz. 2.3.3 Solución de Quitosán 2%- Peróxido de Hidrógeno 8 milimolar Se disolvieron 10g de quitosán en solución de peróxido de hidrógeno 8mM acidificada con ácido acético, obteniendo una solución con pH de 5. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 25 2.4 Preparación de las soluciones para la aspersión 2.4.1Solución de Quitosán al 0.2% Se preparó una solución de quitosán (QN) al 0.2% a partir de una solución concentrada al 2% diluyendo 100mL de solución al 2% en 900mL de agua destilada manteniéndose en agitación constante a temperatura ambiente hasta obtener una solución homogénea. 2.4.2 Solución de Peróxido de Hidrógeno 8 milimolar Se preparó una solución 8mM de peróxido de hidrógeno (H2O2), diluyendo 453µL de reactivo concentrado a 8820.9mM en 500mL de agua destilada. Esta solución se preparó aislada de la luz. 2.4.3 Solución de Quitosán 0.2%- Peróxido de Hidrógeno 8 milimolar Se diluyeron 100mL de solución de quitosán concentrado al 2% en 900mL de solución de peróxido de hidrógeno 8mM manteniéndose en agitación hasta obtener una solución homogénea. 2.5 Recubrimiento de las semillas con las soluciones correspondientes Las semillas seleccionadas (Normal y QPM) se sumergieron por separado en las soluciones de los diferentes aditivos: QN, peróxido de hidrógeno y QN-peróxido de hidrógeno durante 12 horas, y luego fueron retiradas de la solución justo antes de la siembra para ser introducidas en la tierra de cultivo. 2.6 Preparación de la solución de esporas para la inoculación de las semillas De acuerdo al Anexo 2 se preparararon la suspensión de esporas utilizando: Fusarium moniliforme: Especie fúngica: UNIGRAS FUS 44. Especie productora de fumonisinas, obtenida de mazorca de maíz del estado de Michoacán. Se prepararon 426mL de solución a una concentración de 30 000esporas/mL a partir de 5mL de solución a 2 558 000esporas/mL y agua estéril. Aspergillus flavus: Especie fúngica: UNIGRAS ASP 28. Cepa productora de aflatoxinas, obtenida de mazorcas de maíz de la zona del bajío. Se prepararon 644mL de solución a una concentración de 30 000esporas/mL a partir de 10mL de solución concentrada a1 932 000esporas/mL y agua estéril. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 26 2.7 Siembra de las semillas de maíz Se realizó una limpieza exhaustiva del área de trabajo (invernadero) para asegurar ausencia de contaminación por patógenosambientales. Las semillas (control y tratamientos) fueron sembradas en la tierra, 5 semillas por maceta a una profundidad de 3cm y en el caso de los tratamientos se adicionó 1mL de solución de esporas a una concentración de 30 000 esporas/mL de A. flavus o F. moniliforme según fuera el caso. 2.8 Aspersión de las plántulas con las soluciones correspondientes Las plántulas de maíz fueron asperjadas con las soluciones de Quitosán 0.2%, Peróxido de hidrógenos 8mM y la mezcla de las 2 soluciones anteriores según el tratamiento. La aspersión se llevó a cabo con atomizaciones finas, mojando todo el dosel de la plántula hasta escurrir, evitando estresar a la plántula con un manejo poco cuidadoso de la misma. 2.9 Respuestas sobre el desarrollo de las plántulas 2.9.1 Evaluación del porcentaje de germinación La evaluación de la germinación se hizo hasta que las semillas alcanzaron su fase final de germinación. En esta fase la plántula emerge de cuatro a cinco días después de la siembra, se observa la aparición de una punta blanca llamada comúnmente clavo y técnicamente coléptilo en la superficie del suelo (Monasterio et al, 2007). 2.9.2 Evaluación del crecimiento de la plántula bajo la influencia de los microorganismos inoculados Se realizó después de 10 días de haber sido plantadas las semillas asignándose diferentes valores numéricos a los estadíos correspondientes (Tabla 6). Fase de emergencia Estadío de la plántula 0 Semilla no germinada 1 Coléptilo (Clavo) 2 Plúmula 3 Plántula de 1 hoja 4 Plántula de 2 hojas 5 Plántula de 3 hojas Tabla 6.Criterio para la evaluación del crecimiento de la plántula. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 27 2.9.3 Evaluación fenológica de la plántula Se realizaron 2 mediciones: Día 14 y 21 después de la siembra, en donde las semillas habían sido recubiertas pero las plántulas aún no eran asperjadas con las soluciones correspondientes y 2 mediciones los días 28 y 38 ya con el tratamiento de aspersión en las plántulas. Las mediciones realizadas fueron la altura de los tallos, la altura de las hojas, la altura total de las plántulas (empleando un flexómetro) y el diámetro de los tallos (empleando un vernier), como se muestra en la figura 6. Figura 6. Fotografia como se realizaron las mediciones fenologicas ( altura total, altura del tallo, altura de la hoja y grosor del tallo). 2.10 Evaluación fitopatológica Se realizó una evaluación cualitativa de la severidad del daño en plántulas de maíz causadas por hongos bajo condiciones de sequía de acuerdo a lo reportado por Stubbs (1986), determinando el porcentaje visualmente observable para cada tratamiento según el daño causado por el hongo, ya sean daños pre-necróticos, necróticos o atróficos. 2.10.1 Evaluación cualitativa de la severidad del daño Se realizaron 2 evaluaciones visuales de las plántulas durante su desarrollo tomando en cuenta según con lo reportado por Cadenas (2001) los siguientes daños: - Amarillamiento Es la destrucción de la clorofila de los tejidos verdes. Normalmente aparece previa, simultánea o después de la marchitez y muchas veces rodean tejidos necróticos. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 28 - Quemadura Necrosis de las puntas y bordes de las de las hojas. También necrosis de las zonas internervales. Se produce por causas ambientales como falta de agua en el suelo, exceso de temperaturas, problemas de sales; toxicidad por plaguicidas, por contaminantes ambientales, etc. - Perforaciones Cuando el tejido necrosado en las hojas se desprende y cae. Roya - Arrosetamiento Cuando los entrenudos tienen una longitud menor de lo normal. El brote o planta adquiere forma arrosetada - Estrías necróticas Común en gramíneas y especies con hojas de venación paralela. En este caso la necrosis forma líneas o bandas paralelas a las nervaduras - Estrías cloróticas Se presentan en gramíneas y otras plantas con hojas de venación paralela. Son líneas o bandas cloróticas paralelas a las nervaduras - Manchas cloróticas Son zonas cloróticas definidas de diversas formas que se ubican en el tejido verde. - Manchas necróticas Son áreas necróticas redondeadas a irregulares dentro e un tejido vivo y que se presentan generalmente en las hojas (manchas foliares). Muchas veces estas manchas presentan concentricidades (anillos necróticos) - Pudrición Es la destrucción completa del tejido atacado. Puede ser dura o blanda, seca o húmeda, fragante o fétida. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 29 Se hizo un registro del porcentaje de la planta afectado según el tipo de daño y para cada variedad de maíz, la evaluación se realizó el día 17 y 26 después de la siembra, con el objetivo de evaluar la eficiencia de los recubrimientos 2.11 Evaluaciòn microbiológica de las plántulas Además se realizó una prueba in vitro para la evaluación microbiológica de la presencia de hongos en las muestras de las plántulas secas después de 5 semanas de su corte. La prueba se realizó en cajas Petri con agar dextrosa papa (PDA) por triplicado y permanecieron en incubadora durante 9 días a 27°C para observar el crecimiento de los hongos (figura 7). Figura 7. Fotografía que muestra la evaluación microbiológica de las muestras. 2.12 Evaluación de la compocisión química del producto Se realizó el análisis bromatológico de las plántulas de maíz con diferentes tratamientos para evaluar su composición química, se determinaron el peso seco, el porcentaje de cenizas, el contenido de nitrógeno total y la fibra cruda. Para llevar a cabo dicho análisis se usaron muestras secas. Las plántulas despues de su corte se sometieron a un secado en una estufa Quincy Lab Inc. Modelo 30GC a una temperatura de 30- 35ºC durante 15 días, posteriormente las muestras se trituraron en su totalidad (hojas y tallo) con un molino Braun Aromatic KSM2 y se mantuvieron almacenadas a temperatura ambiente hasta el momento del análisis. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 30 Análisis Método Características Referencia Humedad Termobalanza (Anexo 4) 0.5g de muestra 70°C 20 minutos NMX-F-429, 1983 Proteína (Nitrógeno total) Microkjeldahl (Anexo 4) % = [ ] 14.007 100 A.O.A.C, 1990 Fibra Weende (Anexo 4) % = ( − ) (100) A.O.A.C, 1990 Cenizas Método general (Anexo 4) % = ( − ) ∗ 100 A.O.A.C, 1990 Tabla 7. Análisis de la composición química de las plántulas Análisis estadístico Los resultados obtenidos fueron analizados mediante un análisis de varianzas (ANOVA) para experimentos con un factor y diseño completamente aleatorio utilizando el programa estadístico JMP. Los valores de P<0.05 fueron considerados como significativos. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 31 CAPITULO III RESULTADOS Y DISCUSIÓN Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 32 3.1 Caracterización del Quitosán 3.1.1 Determinación del peso molecular En este apartado se presentan los resultados obtenidos en la aplicación de la técnica de viscosimetría capilar para la determinación del peso molecular en muestras del quitosán. Para ello se procedió a determinar la viscosidad intrínseca (μ ), a partir de los cálculos realizados, se
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