Introducción
El cultivo de la papa (Solanum tuberosum L.) se ha extendido desde los Andes en América del Sur, su lugar de origen, a más de 160 países de todo el mundo y el consumo de papa fresca ha disminuido, mientras que los productos procesados han aumentado en popularidad (FAO, 2008). Debido a que la papa se ha convertido en un alimento básico en la dieta de un número cada vez mayor de personas, las diferencias en la composición nutricional de la papa adquieren un gran impacto en la salud de la población. Es un alimento rico en hidratos de carbono, energético y con poca grasa; contiene algunas vitaminas (C y B), además de potasio (Camire et al. 2009). La concentración y la estabilidad de estos constituyentes se ven afectados por factores como el genotipo, técnicas agrícolas, almacenamiento y pos-cosecha, tipo de cocción y procesamiento (Ezekiel et al. 2013). Asimismo, es necesario considerar que el sector agroindustrial ha establecido normas estrictas para mantener la calidad del producto cosechado, por lo que se requieren evaluaciones de la calidad de la papa para el proceso industrial como peso específico, contenido de almidón y azúcares reductores, materia seca del tubérculo y el color de las papas, características importantes a tener en cuenta para el procesamiento (Islam et al., 2022). El contenido de azúcar en los tubérculos de papa está determinado por la variedad de papa y varios factores antes y después de la cosecha; antes de la cosecha afectan el contenido de azúcar, la madurez del cultivo, la temperatura durante el crecimiento, la nutrición mineral y el riego, mientras que los factores importantes posteriores a la cosecha son el estrés mecánico y las condiciones de almacenamiento (Kumar y Kumar, 2004).
Las carbonatitas son minerales carbonatados que pueden contener nutrientes como calcio, magnesio, fósforo entre otros componentes que cambian positivamente la geoquímica del suelo (Jones et al. 2020). La nutrición de la papa con calcio (Ca) en particular, es importante para aumentar la concentración su concentración en el tubérculo y mejorar el rendimiento y calidad; un alto contenido de calcio entre otros beneficios, reduce la incidencia del corazón vacío a través del mantenimiento de la membrana celular y la regulación de reacciones bioquímicas que conducen a la decoloración del tubérculo de papa (Gondwe et al. 2019). Se ha establecido que el calcio puede ser absorbido por las raíces y el tubérculo de papa y que el aumento de la concentración de calcio está relacionado con el aumento de la capacidad de absorción del tubérculo y con la calidad del mismo (Flis, 2019). Se ha demostrado asimismo que la aplicación de fertilizantes calcáreos durante la temporada de cultivo de papa no solo aumenta su contenido en el tubérculo, sino que también mejora la calidad del tubérculo, con una incidencia reducida de pardeamiento (Karlsson et al. 2006). Aliaga et al. (2016) hallaron influencia del pH del suelo sobre el contenido de azúcares reductores, sólidos totales y calidad de fritura de la papa cv. Capiro bajo condiciones de la Sierra Central del Perú. Uno de los problemas que se observa en este cultivo en el Perú es que las diversas variedades cultivadas no presentan características adecuadas para atender la demanda creciente de papa para procesamiento, razón por lo cual las empresas involucradas en ese rubro tienen que importar productos procesados de la papa (Amaya, 2020). Por ejemplo, en el año 2020 se importaron casi 20 mil toneladas de papas procesadas por un valor de 17 millones de dólares, siendo Países Bajos el principal proveedor con 74,4 % (Superintendencia Nacional de Administración Tributaria [SUNAT], 2021). Es necesario por lo tanto, incrementar la oferta y calidad de los productos de papa para procesamiento en el Perú. En ese sentido con esta investigación, se evalúa la aplicación de enmiendas calcáreas en suelos de la región Altoandina, para mejorar la calidad de la papa que se destina para el procesamiento como fritura.
Metodología
Localización
La presente investigación se realizó en su fase de campo en la Comunidad Campesina de Canín, distrito de Checras, provincia de Huaura, región Lima. Se encuentra ubicada a una altitud de 3 880 m. snm. Ubicación geográfica :150804, Latitud Sur: 10° 57' 25.7" S (-10.95713172000), Longitud Oeste: 76° 48' 55.8" W (-76.81551186000). La fase de análisis de Laboratorio se desarrolló en la Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión y en el Centro Internacional de la Papa (Lima) (Ver Figura 1 en archivo anexo).
Características del lugar experimental
Climatología: Según los registros existentes, la localidad posee un clima polar (Clasificación climática de Köppen: ET), de tipo húmedo y frígido con precipitaciones promedio anual estimadas de 800 mm. La temperatura media anual máxima es de 10,9 C y la media anual mínima de 6,5 C, llegando en las noches a temperaturas de congelación. El promedio máximo de precipitación total por año es de 1 722 mm y el promedio mínimo de 838,4 mm. El relieve topográfico es por lo general accidentado con laderas fuertes. El escenario edáfico presenta generalmente suelos un tanto ácidos relativamente profundos, de textura media y pesada.
Características del suelo: Los suelos de Checras son propios de páramos y tundras andinas, originados a partir de materiales residuales de naturaleza volcánica; son generalmente suelos superficiales, limitados por abundante gravosidad en horizontes inferiores, sin desarrollo genético (INGEMMET, 2018). Se realizó un análisis de caracterización del suelo para determinar sus características físicas y químicas (Tabla 1). El análisis de caracterización del suelo de la localidad experimental mostró una reacción ácida (pH 5,05), ausencia de carbonatos de calcio (CaCO3 0,0 %), contenido intermedio de materia orgánica (MO 2,33%), sin sales (C.E. 0,05 dS/M) y textura franco arcilloso (Fr.A).
Tabla 1 Análisis de caracterización del suelo (Canín, Checras)
Muestra | C.E. | Análisis Mecánico | CIC | Cationes Cambiables | Sum | Sum | % | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
pH | (1:1) | CaCO3 | MO | P | K | Arena | Limo | Arcilla | Textura | Ca+2 | Mg+2 | K+ | Na+ | Al+3+H | de | de | Sat. de | ||
(1:1) | dS/m | % | % | ppm | % | % | % | meq/100g | cationes | bases | Bases | ||||||||
1 | 4,96 | 0,08 | 0,00 | 1,94 | 5,2 | 868 | 55 | 27 | 18 | Fr.A | 9,60 | 3,24 | 0,87 | 1,61 | 0,12 | 0,35 | 6,19 | 5,84 | 61 |
2 | 5,20 | 0,06 | 0,00 | 3,11 | 5,2 | 856 | 55 | 27 | 18 | Fr.A | 11,8 | 3,92 | 0,73 | 1,94 | 0,10 | 0,25 | 6,95 | 6,70 | 57 |
3 | 4,52 | 0,03 | 0,00 | 1,49 | 5,7 | 113 | 49 | 31 | 20 | Fr. | 9,92 | 3,36 | 0,57 | 0,35 | 0,16 | 1,60 | 6,03 | 4,43 | 45 |
4 | 5,53 | 0,04 | 0,00 | 2,78 | 5,2 | 650 | 51 | 29 | 20 | Fr. | 9,60 | 3,88 | 1,03 | 2,11 | 0,16 | 0,20 | 7,38 | 7,18 | 75 |
Prom. | 5,05 | 0,05 | 0,00 | 2,33 | 5,33 | 622 | 52,5 | 28,5 | 19,0 | 10,2 | 3,60 | 0,80 | 1,50 | 0,13 | 0,60 | 6,64 | 6,04 | 59,20 |
Diseño experimental
Ensayo agronómico: El ensayo se realizó bajo el diseño experimental de bloques completos al azar y se utilizaron 6 tratamientos y 4 repeticiones por cada tratamiento; los tratamientos de encalado se pueden observar en la Tabla 2.
Variables evaluadas
Peso y número de tubérculos: esta evaluación se realizó al final del período vegetativo del cultivo. Se tomaron los datos de número y pesos frescos de los tubérculos, por cada tratamiento y repetición.
Diámetro del tubérculo: Se tomó el diámetro polar y ecuatorial de una muestra de 10 tubérculos de cada tratamiento cosechado en el campo.
Parámetros bioquímicos: Se midió el contenido de glucosa (mg/100 gr muestra) y de materia seca (%) de una muestra de 10 tubérculos de cada tratamiento. Estas evaluaciones se realizaron en el Laboratorio de Análisis de Alimentos del Centro Internacional de la Papa (Lima).
Evaluación sensorial de frituras de papa: se tomó una muestra de 10 tubérculos de cada tratamiento para realizar una prueba de papas fritas en bastones (“French fries”) y hojuelas (chips) mediante la técnica de panel sensorial. La calificación fue realizada por escalas de color, aspecto visual, textura y sabor; se realizó en la Facultad de Ingeniería Agraria, Industrias Alimentarias y Ambiental. En este estudio participaron seis jurados no calificados para realizar las pruebas en el panel sensorial.
Técnicas para el procesamiento de la información
Se realizaron las pruebas de normalidad de Shapiro-Wilks para las variables respecto a las suposiciones para aplicar el modelo matemático. Se utilizaron pruebas de Scott-Knott al nivel de significación del 5% para comparar los promedios de los tratamientos en las variables evaluadas, excepto para algunas en las que se realizaron Pruebas de Contrastes Ortogonales para comprobar la significación estadística al nivel 5%.
Se realizaron Pruebas de Contrastes Ortogonales para los caracteres de peso medio del tubérculo, contenido de glucosa en el tubérculo, así como para el color de hojuelas (panel sensorial). Los coeficientes para las comparaciones ortogonales utilizados para estas pruebas se presentan en la Tabla 3.
Tabla 3 Coeficientes y contrastes ortogonales para las comparaciones entre tratamientos (5 grados de Libertad)
Tratamiento | T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 | Comparación |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Contraste 1 | 5 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | Control vs. T2, T3, T4, T5, T6 |
Contraste 2 | 0 | -1 | -1 | -1 | -1 | 4 | T2, T3, T4, T5 vs. T6 |
Contraste 3 | 0 | -1 | -1 | -1 | 3 | 0 | T2, T3, T4 vs. T5 |
Contraste 4 | 0 | 2 | -1 | -1 | 0 | 0 | T2 vs. T3, T4 |
Contraste 5 | 0 | 0 | 1 | -1 | 0 | 0 | T3 vs. T4 |
Se desarrollaron pruebas sensoriales respecto a la calidad de los tubérculos para cada uno de los tratamientos. Las variables evaluadas fueron el color, sabor, textura y aspecto en una escala hedónica del 1 (muy buena) al 4 (deficiente), realizándose por separado para hojuelas y bastones de papa. Las pruebas fueron repetidas 4 veces por cada tratamiento. Se utilizó la escala de grado (1 a 2, bueno y aceptable; 4 a 5 no aceptable o muy mala) para frituras de papa considerada por De Haan et al. (2014).
Resultados
Caracteres agronómicos de la papa variedad Bicentenaria
Los resultados del efecto de los tratamientos de encalado sobre los caracteres agronómicos resultaron significativos para el peso de tubérculos por planta y el peso medio del tubérculo. En la Tabla 4 se muestra que se presentaron diferencias significativas (p< 0,05) entre los tratamientos para peso total de tubérculos por planta y peso promedio del tubérculo, que son componentes del rendimiento de papa. Los tratamientos con 1500 kg de carbonatita (T5) y el control, superaron estadísticamente en peso de tubérculos por planta al resto de tratamientos. En la prueba de comparación de medias, los tratamientos con carbonatita 1000 kg (T4) y el control, resultaron superiores estadísticamente para peso promedio del tubérculo. No se presentaron diferencias estadísticamente significativas para el diámetro polar (D.Polar) y ecuatorial (D.Ecuatorial) del tubérculo.
Tabla 4 Efecto del encalado del suelo sobre características agronómicas de la papa variedad Bicentenaria
Tratamiento | Peso total g/plant | D.Polar cm | D.Ecuatorial cm | Peso promedio g/ tubérculo |
---|---|---|---|---|
T1 control | 1,63 a | 9,47 a | 7,60 a | 0,27 a |
T2 | 1,17 b | 9,11 a | 7,39 a | 0,24 b |
T3 | 0,93 b | 8,74 a | 7,25 a | 0,23 b |
T4 | 1,20 b | 9,64 a | 7,98 a | 0,30 a |
T5 | 1,50 a | 8,82 a | 7,25 a | 0,21 b |
T6 | 1,20 b | 9,12 a | 7,38 a | 0,24 b |
Error estándar | 0,12 | 0,26 | 0,27 | 0,02 |
Parámetros bioquímicos del tubérculo de papa variedad Bicentenaria
Los resultados del efecto de los tratamientos de encalado sobre los parámetros bioquímicos del tubérculo de papa en la variedad Bicentenaria, fueron significativos para el contenido de glucosa en el tubérculo, pero no para materia seca.
En cuanto a los parámetros bioquímicos del tubérculo, se observa en la Tablas 5, que no se presentaron diferencias significativas entre los tratamientos para el contenido de materia seca del tubérculo (%). En cuanto al contenido de glucosa en el tubérculo, se muestran diferencias estadísticas entre el control (sin encalado) y el resto de tratamientos de encalado con cal agrícola (T2) o carbonatita (T3, T4, T5, T6).
Evaluación sensorial del tubérculo
Las pruebas de panel (análisis sensorial) arrojaron resultados significativos para los tratamientos de encalado en algunos parámetros de calidad del tubérculo, principalmente en el color y sabor de las hojuelas (chips).
En la Tabla 6 se muestra que el efecto del tratamiento de encalado con 500 kg de carbonatita (T3) y el tratamiento control (T1), fueron superiores (p< 0,05) en cuanto al color de las hojuelas respecto al resto de tratamientos. Asimismo se puede advertir que en lo que respecta al sabor de las hojuelas, los tratamientos T1, T2, T4 y T6 superaron estadísticamente a los tratamientos T3 y T5, aunque el efecto no fue consistente con los niveles de encalado al suelo aplicados. No se presentaron diferencias estadísticas para la textura y aspecto externo de las hojuelas por efecto de los tratamientos.
Tabla 6 Efecto de los tratamientos de encalado sobre la calidad de hojuelas, panel sensorial
Tratamiento | Color | Sabor | Textura | Aspecto |
---|---|---|---|---|
T1 control | 1,00 a | 1,17 a | 1,67 a | 1,17 a |
T2 | 1,50 b | 1,00 a | 1,58 a | 1,50 a |
T3 | 1,00 a | 1,58 b | 1,50 a | 1,08 a |
T4 | 1,75 b | 1,25 a | 1,83 a | 1,33 a |
T5 | 1,75 b | 1,50 b | 1,42 a | 1,50 a |
T6 | 1,50 b | 1,08 a | 1,25 a | 1,25 a |
Error Estándar | 0,14 | 0,14 | 0,21 | 0,16 |
1El grado del producto en los parámetros sensoriales corresponde a bueno en la escala 1-2, de acuerdo a Bonierbale et al. (2010) Promedios de tratamiento con la misma letra no difieren estadísticamente ( p > 0,05)
En la Tabla 7, se puede advertir que no se presentaron diferencias estadísticas por efecto de los tratamientos de encalado para el grado de color, sabor, textura o aspecto de los bastones de papa (French fries), siendo que en estos parámetros de calidad para los bastones de papa var. Bicentenaria, los valores hallados fueron similares y dentro del rango de aceptabilidad para este tipo de productos (grados 1 y 2); en cuanto al color de los bastones, los tratamientos control y T5 tuvieron una valoración ligeramente menor en cuanto al grado de oscurecimiento del producto en fritura (2,50 y 2,75 respectivamente).
Tabla 7 Efecto de grado1 de los tratamientos sobre la calidad de Bastones, panel sensorial
Tratamiento | Color | Sabor | Textura | Aspecto |
---|---|---|---|---|
T1 control | 2,50 | 1,25 | 1,08 | 2,00 |
T2 | 2,00 | 1,50 | 1,08 | 1,58 |
T3 | 2,00 | 1,83 | 1,00 | 1,58 |
T4 | 1,75 | 1,42 | 1,17 | 1,58 |
T5 | 2,75 | 1,42 | 1,00 | 1,92 |
T6 | 2,00 | 1,33 | 1,00 | 1,50 |
Error Estándar | 0,41 | 0,18 | 0,08 | 0,24 |
1El grado del producto en los parámetros sensoriales corresponde a bueno en la escala 1-2, de acuerdo a De Haan et al. (2014).
Discusión
Los resultados del efecto de los tratamientos de encalado sobre los caracteres agronómicos resultaron significativos para el peso de tubérculos por planta y el peso medio del tubérculo de la papa var. Bicentenaria. El tratamiento con 1500 kg/ha de carbonatita (T5) superó estadísticamente en peso de tubérculos por planta al resto de tratamientos y fue similar al control (T1). Por su parte, el tratamiento con carbonatita 1000 kg/ha (T4) tuvo mayor efecto sobre el peso medio del tubérculo. Los resultados mencionados son concordantes en parte con lo hallado por Ozgen y Palta (2005), quienes afirman que la aplicación de calcio al suelo puede disminuir el número de tubérculos (mejorando por lo tanto su calibre o peso) sugiriendo que el Ca en el suelo puede influir en la tuberización de la papa. Similares efectos fueron encontrados tambien por Longwe et al. (2023) quienes sostienen que el encalado aumenta el rendimiento de la papa en forma sostenible.
En cuanto al calibre del tubérculo (diámetro polar y ecuatorial del tubérculo) por efecto de la aplicación de encalantes al suelo, los resultados no fueron consistentes y tuvieron un valor no significativo (p> 0,05). La correlación entre el tamaño promedio del tubérculo y el índice glicémico (IG) ha sido observada por Soh y Brand-Miller (1999), aunque no está confirmada esta correlación (Monro & Mishra, 2009). Los resultados de la investigación también difieren de los hallados por Ozgen y Palta (2005), quienes afirman que la aplicación de calcio al suelo puede disminuir el número de tubérculos y con ello, incrementar su tamaño. De acuerdo a estos autores, el corazón vacio en la variedad de papa 'Russet Burbank' disminuyó a medida que se aumentó la tasa de Ca en el suelo. Dado el papel del calcio en la mejora de la estructura de las membranas y de las paredes celulares y como modulador de respuestas fisiológicas (Karlsson et al. 2006), es probable que la mancha marrón interna o corazón vacío se pueda reducir en el tubérculo por efecto del encalado. De acuerdo al análisis del suelo en la comunidad campesina de Canín (Tabla 1), la reacción química fue ácida (pH 5,0) y con ausencia de carbonatos de calcio, y por esta razón las enmiendas calcáreas pudieron tener respuesta en la tuberización lo que coincide con el trabajo de Aliaga et al. (2016), quienes afirman que bajo condiciones altoandinas, el pH del suelo afecta el contenido de azúcares en el tubérculo y otros parámetros de calidad para fritura. Asimismo, el clima frío y seco en la localidad, con temperaturas promedio en cuatro meses de 10°C (INGEMMET, 2018), afectó probablemente la tuberización debido al estrés por frío intenso, lo cual pudo ser mitigado por el efecto del encalado.
Los resultados de la presente investigación también muestran que los tratamientos de encalado influyen en los parámetros bioquímicos de la papa var. Bicentenaria, particularmente en el contenido de glucosa del tubérculo. Los tratamientos de encalado (ya sea con cal agrícola o carbonatita) tuvieron impacto en la reducción de glucosa en el tubérculo de papa. Este aspecto es muy importante ya que los azúcares reductores como la glucosa, tienen un rol decisivo en el proceso de pardeamiento enzimático de los productos derivados de la papa (Clough, 1994). Asimismo, Dilas (2022) sostiene que la formación de acrilamida (subproducto del procesamiento de la papa) se incrementa con el contenido de azúcar del tubérculo; por esta razón son importantes los hallazgos de la investigación respecto al efecto del encalado sobre el contenido de azúcares en el tubérculo. Karlsson et al. (2006) han demostrado que las aplicaciones de calcio durante la campaña de siembra de papa pueden aumentar el nivel de calcio de los tubérculos y mejorar su calidad, reduciendo los defectos internos como el corazón vacío; estos autores consideran que la enmienda del suelo mediante encalado es un enfoque eficaz y sostenible para controlar las enfermedades del suelo y aumentar el rendimiento de la papa. Sin embargo, los resultados de Palacios et al. (2008) difieren de lo hallado en la investigación, ya que estos autores mencionan que en el caso de la variedad Diacol Capiro no se halló respuesta en el contenido de glucosa de los tubérculos por efecto de la aplicación de 1000 a 1500 kg ha-1 de enmienda cálcica al suelo. Información reciente sobre el valor nutricional de la papa y el potencial de sus compuestos derivados para modular el estrés oxidativo e inflamatorio, así como el potencial para alterar la respuesta glucémica, han dado lugar al desarrollo de estrategias para mejorar y aprovechar la calidad nutricional de la papa procesada (Furrer et al., 2018). Es de esperar que los rendimientos de algunos cultivos mejoren sustancialmente con la incorporación de carbonatita al suelo, tal como lo proponen Jones et al. (2021) quienes sostienen que en el caso del trigo tratado con carbonatita se produjo un 40% más de biomasa de brotes y un 50% más de biomasa de raíces, resultados que coinciden parcialmente con los obtenidos en la presente investigación. De acuerdo a los hallazgos de la investigación, la práctica del encalado en general, influenció algunos parámetros de la calidad del tubérculo en la evaluación sensorial realizada, principalmente respecto al color y sabor de las hojuelas. Es necesario considerar asimismo que los métodos de fritura y cocción producen demasiada variación en la respuesta y no se recomiendan para la diferenciación entre las muestras de papa durante la evaluación (Ciccone et al. 2020) lo que explica en parte los valores relativamente altos para los coeficientes de variabilidad obtenidos en la investigación en las pruebas sensoriales desarrolladas en panel, sobretodo en cuanto al color y aspecto de las muestras de papa.
Conclusiones
Los tratamientos de encalado influyeron en algunos caracteres agronómicos como el peso de tubérculos por planta y el peso medio del tubérculo de papa variedad Bicentenaria en la localidad altoandina de Canín (Huaura) a 3 800 m. snm. Los tratamientos con 1 500 kg/ha de carbonatita, superaron estadísticamente en peso de tubérculos por planta al resto de tratamientos de encalado. El tratamiento con carbonatita 1 000 kg/ha tuvo mayor efecto sobre el peso medio del tubérculo respecto a los demás tratamientos. No se hallaron efectos signficativos de los tratamientos sobre el diámetro del tubérculo. Los tratamientos de encalado al suelo (ya sea con cal agrícola o carbonatita) tuvieron impacto en la reducción de glucosa en el tubérculo de papa e influenciaron algunos parámetros sensoriales del tubérculo, principalmente el color y sabor de las hojuelas de papa, aunque el efecto no fue consistente.