Introducción

Los “pallares” y “frejoles”, también conocidos como “frijoles” o “porotos”, presentan múltiples orígenes, teniendo como puntos referentes a Mesoamérica y los Andes centrales, y cuentan con una diversidad de formas, colores y tamaño (^{Voysest, 2000}). Desde la taxonomía, estas legumbres forman parte del género Phaseolus, la cual incluye alrededor de 35 especies, de las cuales cuatro son cultivadas, como son P. vulgaris, P. lunatus, P. coccineus y P. acutifolius var. latifolius (^{Valladolid, 2001}). El fruto de esta planta es una vaina con dos valvas proveniente del ovario comprimido a la cual se encuentra las semillas unidas mediante la sutura placental o dorsal (^{Rojas, 2019}). La semilla presenta múltiples colores y formas, ovoide, esférico, arriñonada, y etc. Estas semillas representan una fuente importante de carbohidratos, proteínas, minerales (Fe, Zn, K, P, Ca, Mg), vitamina B (riboflavina, ácido fólico, tiamina), fibra y ácidos grasos poliinsaturados para la población actual (^{Cántaro, 2015}) y fue consumida en el pasado por los pobladores prehispánicos en los Andes centrales (^{León, 2013}).

Pese a que múltiples investigaciones se han realizado a nivel microscópico del granulo de almidón del género Phaseolus (^{Hoover y Ratnayake, 2002}; ^{Tavares et al., 2019}; ^{Okekunle et al., 2020}), en estos la descripción de sus atributos forma parte de otros análisis que se realiza a la muestra y no se enfocan en identificar sus caracteres. Son escasos los análisis que presentan este enfoque con las especies cultivadas del género Phaseolus, siendo un importante antecedente lo realizado por ^{Babot y colaboradores (2007}), donde se establecieron caracteres cualitativos y cuantitativos de los granos de almidón tanto para las variedades cultivadas como las silvestres (P. vulgaris var. vulgaris y P. vulgaris var. aborigineus) del Noroeste argentino, y el aporte de ^{Pagán (2015}) con su estudio comparativo moderno del Ecuador para los estudios paleoetnobotánicos en el neotrópico. Por tal motivo se consideró necesario realizar la presente investigación con el objetivo de identificar los caracteres microscópicos del granulo de almidón en dos especies de legumbres ampliamente consumidas en los Andes centrales, como son el Phaseolus vulgaris y Phaseolus lunatus.

Materiales y métodos

Para la presente investigación se utilizaron ocho muestras de semillas de P. vulgaris y dos de P. lunatus. Las muestras son actuales (octubre 2022) y proceden de un mercado local (mercado Modelo), ubicado en el distrito de La Esperanza, provincia Trujillo. Al ser adquiridas, las semillas se encontraron deshidratadas y sin germinar (Figura 01). Para el procesamiento de las muestras, se pesaron y midieron cada semilla (Tabla 01), siendo luego remojadas en recipientes de vidrios, previamente esterilizados, con 20 ml de agua destilada por un lapso de 24 horas. Posterior al tiempo indicado, con una hoja de bisturí se cortó el tegumento y se realizó el raspado de los cotiledones, con la finalidad de obtener gránulos de almidón en buen estado para que puedan ser identificado de manera clara. Finalmente se realizó montajes en fresco utilizando láminas cubreobjetos y portaobjetos. Las muestras fueron observadas a 600x de aumento en un microscopio compuesto Nikon eclipse Ei, usando el campo claro y de luz polarizada.

Para el análisis se registró cien granos de almidón por muestras considerando los siguientes puntos:

Forma: Vinculado con la morfología del grano de almidón, formado por la silueta que forma su largo y ancho máximo cuando es observada en vista de planta (^{Babot et al., 2007}).

Hilum: presencia/ ausencia, visibilidad y forma.

Laminado: son los anillos de crecimiento y se indica su ausencia o presencia.

Fisura: forma y posición.

Cruz de extinción: forma y apariencia de los brazos.

Asimismo, se tomaron medidas como los rangos de diámetro, largo y ancho, y sus respectivos promedios. Para la medición del ancho se diferenciaron según formas, en los circulares se consideró el diámetro, en los reniformes se tomó como referencia el punto de inflexión y para las otras formas se usó la parte más ancha de la silueta.

Resultados

Los datos obtenidos del análisis de las muestras de P. vulgaris y P. lunatus se presentan en la tabla 2. En P. vulgaris es posible reconocer que, en las ocho variedades, las formas con mayor predominancia son la ovalada y la reniforme, estando próxima la forma circular (Figuras 02 y 03). El primero presento un rango entre el 58% y 87%, oscilando el segundo entre 2 % y 19%. Caso contrario fueron el elíptico y triangular, ambos con índices máximos del 2%. Entre las diversas variedades analizadas, el garbancillo presente los mayores índices en promedio de diámetro (23.52 µm), largo (32.09 µm) y ancho (23.99 µm). Al contrario, las variedades que presentan menor dimensiones en los granos de almidón son el caballero, diámetro promedio de 14.59 µm, y frejol negro, largo de 22.60 µm y ancho de 17.33 µm. Referente a la fisura se tiene que las formas con mayor presencia son la línea, en “Y” y asimétrico, teniendo a la variedad ñuña tipo 2 como la que conto con mayor cantidad de formas registradas. No obstante, en múltiples granos de almidón no se registraron fisuras, teniendo una ausencia entre 19% y 71%, esta última es la ñuña tipo vaquita. No todos los granos presentaron laminado, como fueron los casos de garbancillo, ñuña tipo 1 y ñuña vaquita, pero se tuvo la mayor presencia en la variedad panamito con 38%. Con respecto a la cruz de extinción fue posible determinar su ubicación central en todos los granos registrados, con una variedad en forma de “+” y “x”, estos poseen brazos curvos y rectos, siendo mayor la asociación entre la primera forma con la silueta circular y la segunda con el tipo ovalado (Figura 04).

Para P. lunatus se analizaron las variedades pallar bebe y pallar grande, las cuales presentaron en mayor recurrencia las formas ovalada y reniforme, similar al P. vulgaris (Figura 05). El primero tuvo un rango entre 70% y 73% y el segundo entre 14% y 20%, respectivamente. Las otras formas representan indicadores por debajo del 7%. La variedad pallar grande presenta los mayores promedios de ancho (26.99 µm) y largo (35.62 µm), mientras que el pallar bebé tiene el mayor promedio de diámetro (19.05 µm). Con relación a las formas, se tiene que para el pallar bebé se identificaron solo el tipo lineal, con una ausencia del 92%, mientras que para el pallar grande se tiene mayor presencia de fisura tipo línea, en “Y” y asimétrico. En ambos casos se tiene una elevada ausencia de laminado, superior al 90%.

La cruz de extinción identificada registrada presenta una ubicación central, con forma “+” y “x”, estos poseen brazos curvos, rectos y ondulados, presentando similar asociación con las formas descritas en las variantes del P. vulgaris (Figura 06). En general en ambas especies no fue posible identificar el hilum y se estableció que la totalidad de los granos registrados presentan el borde marcado, delimitando claramente la silueta de cada grano de almidón.

Discusión

Los datos obtenidos nos permiten reconocer que las formas con mayor abundancia en los granos de almidón de las especies P. vulgaris y P. lunatus son la ovalada y reniforme, si bien la forma elíptica fue poco frecuente en el análisis, se considera que también que es un contorno característico de este género (^{Pagan, 2015}). Lo registrado en el análisis concuerda con diversas investigaciones que indican el uso de mencionadas siluetas como diagnostica para identificar al género Phaseolus (^{Bonomo et al., 2011}), sin embargo, se considera complicado lograr diferenciar a nivel de especie usando como referencia las formas del granulo (^{Piperno & Dillehay, 2008}). Las otras formas identificas, como circular y triangular, se pueden considerar como poco precisas para ser empleadas como referencias diagnosticas, ya que se registran en múltiples taxones (^{Babot et al., 2007}).

Con relación a las dimensiones de los gránulos de almidón, es posible reconocer que el tipo “garbancillo” sobresale de las demás variantes del P. vulgaris y en el caso de P. lunatus, la variante “pallar grande” es la que cuenta con mayor tamaño. Si bien, se considera la dimensión de los gránulos de almidón como un indicador para diferenciar las especies de P. vulgaris y P. lunatus (^{Pagan, 2015}), en el presente análisis no queda totalmente corroborado. Se ha logrado establecer que el tamaño de los gránulos de almidón se encuentra influenciadas por variables intrínsecas y extrínsecas, la primera asociada con el medio donde desarrolla el granulo, siendo de mayor tamaño cuando se encuentra más próximo a la cara superficial y de menor dimensión al estar cerca del centro (^{Tang et al., 2000}). La segunda está vinculada con el déficit de agua en el suelo, lo cual genera un aumento de los gránulos pequeños y la disminución de los grandes (^{Ovando-Martinez et al., 2011}). Los rangos entre las variantes analizadas son próximos, lo cual no permite reconocer con claridad la relación tamaño-especie anteriormente propuesta, esto podrá ser evaluada a futuro teniendo un mayor muestreo analizado y un control en el crecimiento de las plantas.

Si bien, es elevado el número de gránulos que no cuentan con fisuras, la forma más recurrente es la lineal, esta es céntrica con ramas laterales y se distribuye longitudinalmente, siendo la forma característica del género Phaseolus (Madeiros & Marques, 2018). Las otras formas son poco frecuentes, pero se debe tener en cuenta que la observación de las fisuras tiene que ver diversas variables, como son la técnica de extracción, el grado de hidratación, la edad de la semilla o la etapa de germinación (^{Babot et al., 2007}). Se considera que la presencia de laminado es variable en el género Phaseolus (^{Aceituno & Lalinde, 2011}), no obstante, en la presente investigación se ha observado que existe una mayor presencia de laminado en las variantes de P. lunatus, siendo los índices entre 91% y 98% en comparación con los P. vulgaris que varía entre el 3% y 38%. Se podría indicar como una característica a considerar durante la asociación de especie en los granos de almidón, pero se debe realizar mayor análisis para lograr establecer mayor relación.

La forma de la cruz de extinción es la indicada como similar a la de otros géneros de Fabaceae (^{Pagan, 2015}), donde se tiene mayor frecuencia los brazos rectos y curvos. Si bien, en la investigación se pudo observar que la forma ondulada solo estaba presente en las variantes del P. lunatus, esto podría estar relacionado con la cantidad de gránulos de almidón utilizados como muestra.

Conclusiones

La investigación logró establecer que los granos de almidón de las especies Phaseolus vulgaris y Phaseolus lunatus comparten caracteres microscópicos, tales como las formas ovalada, reniforme y elíptica, siendo estas diagnosticas del género Phaseolus y no fue posible asociar a una forma específica con cada una de las especies. Fue posible registrar diferencias respecto al tamaño, entre las diferentes muestras, no obstante, esto tendría relación con múltiples variables durante el crecimiento de la planta por lo cual no se podría establecer una relación entre el tamaño y la especie. Similar escenario se encuentra el uso del hilum, las fisuras, el laminado y la cruz de extinción, como indicadores para diferenciar las especies del género analizado. Se considera que existen múltiples variables que influyen en los caracteres de las especies Phaseolus vulgaris y Phaseolus lunatus, por lo cual es necesario realizar mayores investigaciones sobre el tema, no solo ampliando el tamaño de la muestra sino también con la finalidad de poder registrar el crecimiento y el entorno de la planta durante la maduración del almidón.