Revista gia no 1 by Programa Gestión de Proyectos, Universidad Nacional de Colombia.

ISSN XXXXX issn 2539-2492

R E V I S TA GIA I N V E ST IG AC ION E S AG R ÍCOL AS

Cultivo de Yacón y algunos aportes investigativos

Apoyan Facultad de Ingeniería Dirección de Bienestar Programa Gestión de Proyectos Sede Bogotá

revista gia investigaciones agrícolas cultivo de yacón y algunos aportes investigativos volumen

1 - II sem 2016 - issn 2539-2492

Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ingeniería Sede Bogotá

El grupo GIA, es un semillero de investigación que

Rector

surgió como iniciativa de estudiantes de Ingenie-

Ignacio Mantilla Prada

ría Agrícola, con el objetivo de complementar los

Vicerrector

conocimientos adquiridos en las aulas, aplicándolos en campo a través de la investigación. .

Jaime Franky Rodríguez Director Bienestar Sede Bogotá Oscar Oliveros Coordinadora Programa Gestión de Proyectos Elizabeth Moreno

Contacto GIA grupogia_fibog@unal.edu.co GIA Grupo de Investigación Agrícola

Decano de la Facultad de Ingeniería José Ismael Peña Reyes Director Bienestar Facultad de Ingeniería Oscar Yesid Suarez Palacios

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COMITÉ EDITORIAL Dirección Bernardo Castillo Herrán Edición Camila Cruz Bello / Héctor Camilo Camacho Fandiño Leonardo González Vélez / Mauricio Bautista Torres Autores

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José S. Parra Campos / Leonardo González Vélez Juan P. Álvarez Medrano / Laura N. Morales Achury Corrección de Estilo Diana C. Luque V. Diseño y Diagramación Nikole Angie Calderon Castaneda (PGP)

Los textos presentados en la siguiente

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publicación expresan la opinión de sus

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respectivos autores y la Universidad Nacional no se compromete directamente con la opinión que estos pueden suscitar.

Derechos de Autor y Licencia de distribución. Atribución – No comercial - Sin Derivar.

d i c e

Motivación

11 Capítulo i Caracterización del cultivo de yacón

Introducción

30 Capítulo ii Asociaciones en el cultivo de yacón

Capítulo iii Aplicaciones del yacón en la industria alimentaria

43 Capítulo iv Aporte investigativo

56 Bibliografía

C A R T I L L A I N F O R M AT I VA D E L C U LT I V O D E YA C Ó N Y A L G U N O S A P O R T E S I N V E S T I G AT I V O S 6

M O T I V A C I Ó N

Hoy presentamos el resultado del trabajo en equipo, con el que reunimos experiencias nuevas, aprendimos los saberes de la agricultura, empleamos lo visto en las aulas y experimentamos de primera mano las dificultades y retos a los que se enfrenta diariamente el sector, todo esto nos permitió acercarnos y crecer como profesionales, siendo más conscientes de la importancia del trabajo que requiere el campo. Esta cartilla es la primera semilla que reúne el esfuerzo y el trabajo de un grupo de estudiantes guiados por profesionales, motivados y con ganas de hacer algo más por la ingeniería. Esta ha sido toda una experiencia, el salir de las aulas y recorrer el camino de la investigación para tomar las herramientas y apropiarnos de la cultura agrícola; por esto, esta primera publicación nos llena de orgullo y entusiasmo para continuar generando nuevos aportes. Teniendo en cuenta lo anterior, el grupo GIA invita a toda la comunidad académica y profesional a trabajar en equipo en la construcción de una nueva Colombia, aportando y generando nuevos conocimientos a través de la investigación.

I N T R O D U C C I Ó N El yacón (smallanthus sonchifolius) es una planta cultivada desde hace varios siglos por los pobladores de las culturas prehispánicas; se encuentra presente desde el sur de Colombia hasta el noroeste Argentino (Cuervo-Muñoz & Agredo-Berrio, 2014); presenta gran adaptación a distintos climas y temperaturas; puede ser cultivada desde el nivel del mar hasta los 3500 msnm, en la siguiente imagen se muestra la distribución geográfica del cultivo en América del Sur. El yacón tiene mucho arraigo cultural en las poblaciones de la región andina; por ejemplo, en el Perú, se consume yacón en trozos, acompañado de aguardiente de caña y se denomina “fresco de velorio”, también se usaba durante festividades del Corpus Christi y el Inti Raymi, fiestas en las que se imploraba para que los días fueran más largos. El alcance de su madurez depende de diferentes factores como la altura, temperatura y el tipo de suelo; por encima de los 3000 m.s.n.m la maduración puede tardar más de 10 meses, mientras que en zonas de menor altitud el ciclo puede durar entre 6 y 10 meses. La planta se adapta a diferentes tipos de suelos, tiene un mejor comportamiento en suelos moderadamente profundos y sueltos, con buena estructura y bien drenados (Montalvo, 1996; citado Imagen 1. Distribución de por Alvares, 2012) con rendimiento por hectárea yacón en América. entre 20 - 40 toneladas. Tomado de: Adaptado por el grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo de El yacón, tradicionalmente, ha sido cultivadesarrollo vegetativo de un cultivo de do en huertas familiares; sin embargo, esto ha Yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y cambiado durante los últimos años puesto que sin aplicación de micorrizas.

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Imagen 2. Tubérculo de yacón. Tomado de: Flickr (banco de imágenes)

se ha convertido en una alternativa económica para los agricultores; además, se espera que la demanda de yacón en el mercado aumente, debido a la divulgación de los beneficios nutricionales presentes en las diferentes partes fisiológicas de la planta; entre estos se destaca: el azúcar contenida en sus raíces, que ha demostrado ser efectiva en los tratamientos en pacientes con diabetes; su fibra, que mejora el balance intestinal, y, popularmente, se usa en dietas para adelgazar. En Colombia, el cultivo de yacón es poco conocido y solo se encuentra en pequeñas parcelas en asociación con hortalizas, maíz, plantas medicinales y árboles frutales; por lo que, es cultivado en la zona andina y en algunas zonas del pacífico (García, 2003).

Imagen 3. Te de yacón. Tomada de: Fotografía tomada por el Grupo GIA.

Imagen 4. Píldoras de yacón. Tomada de: Fotografía tomada por el Grupo GIA.

Imagen 5. Jarabe de yacón. Tomada de: Fotografía tomada por el Grupo GIA.

Existen diferentes alternativas para diversificar el consumo de yacón. Entre ellas podemos encontrar: pasas, hojuelas, jarabe, té, licores, conservas, jugos, harina, endulzante, entre otros (Seminario, Valderrama & Manrique, 2003). En cuanto a los procesos de mecanización, no hay registros documentados debido a que este cultivo se presenta en zonas de laderas, asociado con otros productos, dificultando labores culturales como adecuaciones de terreno, limpieza de arvenses y procesos de recolección de cosecha, la cual se realiza de forma manual; para la poscosecha del yacón, existen equipos que permiten labores de extracción de azúcares y secado

C A P I T U L O

C A R A C T E R I Z A C I Ó N D E L C U L T I V O D E Y A C Ó N B ot á n ica El yacón es una especie de la familia Asteraceae (también llamada Compositae) y su nombre científico es Smallanthus sonchifolius [(Poepp. & Endl.) H. Robinson]. En la literatura científica se ha usado también Polymnia sonchifolia (Poepp. & Endl.) y Polymnia edulis (Wedd.) para referirse al yacón.

C la s i f icaci ó n ta x o n ó m ica Reino:

Plantae

División:

Magnoliophyta

Clase:

Magnoliopsida

Orden:

Asterales

Familia:

Asteraceae

Subfamilia:

Asteriodeae

Género:

Smallanthus

Especie:

S. Sonchhifolius

Tribu:

Millerieae

N.C.:

S. Sonchhifolius (Poepp & Endl) H.Robinson

Sinonimia:

Polymnia Sonchifolius Poepp & Endl

Tabla 1. Clasificación taxónímica del yacón. Fuente: Elaborada por el grupo GIA.

El género Smallanthus comprende 21 especies, de las cuales siete han sido encontradas en el Perú; de acuerdo con Brako y Zarucchi (1993) estas son: S. fruticosus (Benth.) H. Robinson, S. glabratus (DC.) H. Robinson, S. jelksii (Hieron.) H. Robinson, S. parviceps (Blake) H. Robinson, S. riparius (H.B.K.) H. Robinson, S. siegesbeckius (DC.) H. Robinson, S. sonchifolius (Poepp. & Endl.) H. Robinson.

L a pla n ta

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La planta de yacón es herbácea perenne, mide de 1 a 2.5 m de alto, dependiendo de la variedad. Si proviene de semilla, consta de un solo tallo principal, a veces ramificado desde la base, otras veces, solo con ramas pequeñas en la parte superior. Si la planta proviene de propágulo o semilla vegetativa, consta de varios tallos. Los tallos son cilíndricos, pilosos y huecos, de color verde a púrpura.

Imagen 6. Cultivo de yacón. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA.

Las raíces El yacón tiene dos tipos de raíces: fibrosas y reservantes. Las raíces fibrosas son muy delgadas y su función es la fijación de la planta al suelo, además de la absorción de agua y nutrientes. Las raíces reservantes son engrosadas, fusiformes u ovadas, de color blanco, crema o púrpura, principalmente (Ver imagen 7).

Imagen 7. Raíz reservante. Tomada de: Fotografía tomada por el grupo GIA.

Diferentes factores, como la variedad, el tipo de suelo, la localidad, entre otros, pueden influenciar en la forma y el tamaño de las raíces. Su peso puede fluctuar fácilmente entre los 50 y 1000 gramos, pero, mayormente, lo hacen entre los 300 y 600 gramos. Bajo un sistema de producción poco tecnificado, una planta produce entre 2 y 4 Kg de raíces reservantes. Sin embargo, con abonamiento y un adecuado manejo agronómico, el peso por planta puede llegar cerca de los 6 Kg (Amaya, 2002). Estas raíces pueden alcanzar, en promedio, 60 cm de profundidad; las dimensiones de cada tubérculo pueden sobrepasar los 25 cm de largo y los 10 cm de espesor. A diferencia de otras raíces de este tipo, su composición tiene un alto porcentaje de agua (70 - 90%) y azúcares del tipo frutanos, en lugar de almidón. La coloración de la epidermis varia de rojizo a blanco y la pulpa puede ser blanca, cremosa a morada (Seminario, Valderrama & Manrique, 2003).

Imagen 8. Cepa del yacón. Tomado de: Fotografía tomada de: Flickr (Banco de imagenes).

L a c e pa o co r o n a Según Seminario et al. (2003, p. 13): La cepa es un órgano subterráneo sobre el cual se desarrollan abundantes yemas vegetativas (Fig. 4C)1. Se forma por el engrosamiento de la parte del tallo que está dentro de la tierra y que está unida a las raíces. Sus tejidos, almacenan sustancias de reserva en forma de carbohidratos simples y fructooligosacáridos, los cuales posiblemente sirven de alimento a las yemas cuando éstas van a brotar.

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La hoja La planta presenta hojas grandes, con superficie pubescente (vellosa) en el haz y el envés, de forma oval-hastadas y auriculadas en la base y media de la hoja; las superiores son ovallanceoladas, y se distribuyen opuestas y alternas a lo largo del tallo (Ver imagen 9). Se producen entre 13 y 16 pares de hojas grandes hasta la floración (Ver imagen 10); después de esta, solo produce hojas pequeñas. La parte superior de la hoja es triangular, dentada; la parte inferior con raquis alado en la base (Zardini, 1991).

Imagen 9. Forma de las hojas de yacón. Tomado de: Fotografías tomada por el grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo del desarrollo vegetativo de un cultivo de Yacón (smallanthus sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

1 Ver Imagen 8.

Imagen 10. Flor femenina de yacón. . Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Cultivo en Centro Agropecuario Marengo (CAM)

Imagen 11. Disposición de las hojas. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo de desarrollo vegetativo de un cultivo de Yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

El tallo Seminario et al. (2003) indican que si la planta proviene de una semilla, esta posee un solo tallo principal, a veces ramificado desde la base, otras veces, solo con ramas pequeñas en la parte superior. Si la planta proviene del propágulo o semilla vegetativa, consta de varios tallos. Los tallos son huecos, cilíndricos, de color verde a purpura, su altura varia de 1 a .5 metros.

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Imagen 12. Tallo del yacón. Tomado de: Fotografía tomada por el Grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo de desarrollo vegetativo de un cultivo de Yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

L a I n f lo r e s c e n cia La rama donde se encuentra el sistema floral es terminal de ramificación dual, compuesta de inflorescencias llamadas capítulos o cabezuelas (Imagen 13). Cada rama floral puede presentar entre 20 y 40 capítulos. Una planta puede producir de 20 a 80 capítulos. Las flores presentadas pueden ser femeninas y masculinas. Las flores femeninas se ubican en la zona externa, y la parte más vistosa y coloreada de amarillo es la lígula. Las flores masculinas son tubulares y más pequeñas; se ubican en los verticilos internos del receptáculo.

Imagen 13. Inflorescencia y flores de yacón Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Cultivo en Centro Agropecuario Marengo (CAM)

Cada cabezuela presenta entre 14 y 16 flores femeninas, y entre 80 y 90 flores masculinas. Las flores femeninas, al abrirse el botón floral, aparecen como puntos amarillos; abren antes que las flores masculinas y, por lo general, se marchitan antes que las últimas flores masculinas (Seminario et al., 2003).

Imagen 14. Florescencia del yacón. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Cultivo en Centro Agropecuario Marengo (CAM)

B iolo g í a r e p r o d ucti v a Una característica del yacón es que, primero, ocurre la apertura y receptividad de las flores femeninas; luego, las masculinas liberan el polen. Esto quiere decir que el yacón es de polinización cruzada y necesita agentes polinizadores. Grau y Rea (1997) argumentan que este comportamiento es característico del yacón porque, también, se presenta en el girasol (Helianthus annuus) y el topinambur (Helianthus tuberosas), dos especies que pertenecen a la misma tribu que el yacón. Uno de los problemas de la propagación sexual del yacón es la baja fertilidad del polen; esto se debe a que, en esta etapa, el flujo de metabolitos se dirige, principalmente, hacia las raíces; por lo que se produce un desbalance nutricional en las partes reproductivas.

Ecolo g í a Su distribución geográfica se encuentra entre los valles interandinos; esta región presenta temperaturas medias, generalmente, con abundantes lluvias y con distintos periodos secos. La planta de yacón es tolerante a las condiciones edafológicas en donde se cultiva; se ha cultivado en la zona andina, con temperatura media, abundantes lluvias y períodos secos (Polanco-Puerta, 2011). A partir de diversos estudios, se puede afir-

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mar que el Yacón se produce desde el nivel del mar (en Nueva Zelanda) hasta los 3000 msnm en Colombia; no obstante, se ha establecido un rango donde se encuentra la mayor producción que va desde 1260 a 2423 msnm (Polanco-Puerta, 2011). Algunas investigaciones han concluido que la planta de Yacón es tolerante al estrés hídrico, aunque muestran mejores rendimientos en zonas de alta precipitación, generando un rango bastante amplio, desde los 600 a 1000 mm anuales en los valles interandinos (Valderrama-Cabrera, Díaz & Acero, 2005) y, según Polanco-Puerta (2011), en términos generales, para su producción en Colombia este rango es de 1000 y 2700 mm. La temperatura óptima para su crecimiento está en el rango de 18 a 25°C, siendo necesarias las bajas temperaturas en la noche para una apropiada formación y llenado de la raíz. Es susceptible a las heladas; mas, si presenta daños, son compensados por una gran capacidad de rebrote (Grau & Rea, 1997). Se comporta mejor en suelos sueltos, franco a franco arenosos, con pH ligeramente ácido, hasta neutro. Los suelos de bosque son recomendados para el Yacón, mostrando una mejor provisión de materia orgánica. (Hawkes, 1989). En Colombia se cultiva en los departamentos de (García, 2003):

Caldas Cauca Nariño Huila Risaralda Quindío Cundinamarca Boyacá Tolima Valle del Cauca

Imagen 15. Distribución geográfica de la producción de Yacón en Colombia. Tomado de: Adaptado por el grupo GIA .Proyecto: Análisis comparativo de desarrollo vegetativo de un cultivo de Yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

P r opa g aci ó n P o r po r cio n e s d e c e pa Este método es el más común para realizar la propagación, la cepa se obtiene después de la cosecha, esta se divide en porciones, las cuales pueden tener desde 1 hasta 4 yemas.

Imagen 16. Porciones de cepa. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo de desarrollo vegetativo de un cultivo de Yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

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Imagen 17. Características y posición de tallos o estacas. Tomado de: Flickr.

P o r b r ot e s e n r ai z a d o s e n la c e pa Las cepas son enterradas enteras en el suelo durante 25 a 40 días, después de los cuales se generan brotes de entre 8 a 15 cm, con sus respectivas raíces. Estos brotes son cortados, desinfectados y plantados en el campo definitivamente, el principal beneficio de esta técnica es el ahorro en tiempo mientras se realiza la preparación del terreno a sembrar (Seminario et al., 2003).

P o r po r cio n e s d e tallo o e s taca s Es una técnica fácil y eficiente, la cual consiste en utilizar tallos de plantas que todavía no han entrado en floración. Se limpian los tallos, dejándolos sin hojas para cortarlos en trozos o estacas. Los distanciamientos son de 10 cm entre líneas y 5 cm entre estacas (200 estacas/m2). Este tipo de método de propagación alcanza una eficiencia del 100%, su principal ventaja es que permite obtener propágulos o estacas en la mitad del tiempo necesario para obtener las cepas (Seminario et al. 2001).

P o r n u d o s i n d i v i d ual e s La propagación por nudos individuales requiere mayor cuidado que la propagación por estacas. Para obtener los nudos individuales se toman los tallos antes de la floración y se sepa-

ran los nudos con una pequeña porción de entrenudo a cada lado. La eficiencia depende de la limpieza al obtener los nudos y de los cuidados durante el enraizamiento. Esta técnica funciona mejor si se realiza en invernadero (Seminario et al. 2001).

P o r tallo s e n t e r o s Se obtienen tallos enteros obtenidos antes de la floración con una longitud de 1 m y se disponen en sustrato de enraizamiento. Entre los 45 a 60 días, cada nudo ha generado raíces y de 1 a 2 brotes, y está listo para ser trasplantado al campo definitivo. Para ello, se separan las plántulas, cortando en el entrenudo del tallo madre (Seminario et al. 2001).

Si e m b r a Por su resistencia a las condiciones de suelo y clima, el yacón puede sembrarse todo el año; no obstante, la estacionalidad de las lluvias restringe el cultivo a los meses de lluvias. Adicionalmente, la siembra se realizan entre mayo y agosto (después de la cosecha), debido, principalmente, a la disponibilidad de semilla. Es preferible sembrar en suelos francos, profundos y sueltos, con buen contenido de materia orgánica y buen drenaje. Estas condiciones facilitan el desarrollo de las raíces sin deformaciones y sin riesgo de pudriciones, para las cuales, el yacón se muestra susceptible. Los distanciamientos de siembra pueden fluctuar entre 0.50 y 0.70 m entre plantas, y 0.8 a 1.0 m entre surcos (Seminario et al. 2003).

C r e ci m i e n to y d e s a r r ollo d e la pla n ta Cuando se emplean porciones de cepa como semilla, la brotación se produce entre los 30 y 50 días. El crecimiento de los brotes es lento durante los primeros cuatro meses; posteriormente, el alargamiento del tallo y la producción de hojas se incrementan, alcanzando su máximo a los 170 días. A esta edad, también, se acelera la formación y engrosamiento de las raíces. La parte aérea de la planta muere al terminar su ciclo; empero, las raíces de reserva pueden permanecer en el suelo por algún tiempo más, antes de realizar la cosecha. Las raíces pueden permanecer en el suelo después de que la planta ha cumplido 14 meses de edad y no existen follaje ni tallos. Este tiempo adicional en el campo depende, primordialmente, de la humedad del suelo. En zonas de alta precipitación las raíces no deben permanecer mucho tiempo en el suelo.

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Imagen 18. Preparación del suelo para la siembra. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo de desarrollo vegetativo de un cultivo de Yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

Imagen 19. Siembra de yacón. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo de desarrollo vegetativo de un cultivo de Yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

Imagen 20. Crecimiento y desarrollo de la planta. Tomado de: Fotografías tomadas por el grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo de desarrollo vegetativo de un cultivo de Yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

L abo r e s cultu r al e s D e s h i e r b e y apo r q u e Con frecuencia, se realizan dos deshierbes como máximo: el primero, 2 meses después de la siembra y el segundo, conforme reaparecen las arvenses o malezas. Se recomienda hacer ligeros aporques en el primer y segundo deshierbe para dar mayor fortaleza a los tallos y estimular su desarrollo.

Ri e g o Con respecto al suministro de agua, en la zona alto andina donde se ubica el yacón (2000 a 2800 m.s.n.m.) conviene usar un sistema mixto, es decir, sembrar en los meses de septiembre a noviembre, para aprovechar las lluvias de la temporada, pero tener una fuente de agua que permita aplicar riegos ligeros; en los meses o períodos en los que las lluvias escasean, lo que ocurre, por lo general, al inicio y al final del ciclo. De igual modo, las siembras bajo riego se realizan de mayo a agosto, pudiendo complementar sus necesidades de agua con las lluvias de la temporada. El yacón requiere riegos ligeros y frecuentes. Cuando se siembra, asociado con el maíz, la cantidad de riegos se rige por las necesidades de dicho cultivo, todo lo cual, a su vez, está en función del tipo de suelo y condiciones climáticas.

A bo n a m i e n to Existen pocos trabajos publicados sobre el tipo y el nivel de abonamiento requerido para producir comercialmente yacón, Amaya (2000) evaluó el efecto de diferentes dosis combinadas de nitrógeno (0, 80, 160 y 240 Kg/ha) y potasio (0, 100 y 200 Kg/ha), y encontró que el mayor rendimiento de raíces reservantes (51.4 t/ha) se consiguió con el tratamiento de 160 Kg/ ha de nitrógeno y 100 Kg/ha de potasio. En contraste, el tratamiento que no recibió ningún tipo de abonamiento produjo tan solo 14.4 t/ha, lo cual demuestra la importancia que tiene el abonamiento sobre el rendimiento. Los valores reportados por Amaya deben ser tomados solo como referenciales ya que los resultados del experimento se obtuvieron para un solo cultivo de yacón y para una única localidad en Brasil: Botucatu (22°52’ latitud sur y 48°22’ longitud oeste, 800 msnm, clima húmedo subtropical) en el estado de Sao Paulo.

Imagen 21. Abonamiento e insecticida. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo de desarrollo vegetativo de un cultivo de Yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

P la g a s y e n f e r m e d a d e s I n s e cto s En la parte foliar, incluyendo hojas, brotes tiernos y flores, se presentan insectos como: la mosca minadora; dos tipos de insectos como: los saltamontes y grillos. Igualmente, hay ataque del molusco llamado babosa. Atacando las partes subterrĂĄneas se presentan los insectos como los escarabajos rinoceronte y escarabajos comunes (Valderrama, 2003).

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Imagen 22. AraĂąa roja. Tomado de: Flickr (Banco de imagenes).

Ho n g o s e n pa r t e a é r e a Dentro de las enfermedades, se han registrado: manchas foliares, causadas por los hongos Alternaria sp. y Nigrospora sp., aparecen por la alta humedad ambiental y lluvias frecuentes. Estos hongos producen enfermedades como necrosis progresiva de las nervaduras y de la lámina, con la consiguiente defoliación de la planta. En el caso de Alternaria sp., la necrosis empieza por el borde de la lámina, afectando, sobre todo, las hojas del tercio medio e inferior. El tejido necrótico se seca, se vuelve frágil y se desprende fácilmente (Ortiz, Seminario & Roncal, 2001). Igualmente, se ha detectado ataque del hongo Bipolaris sp., el cual se presenta en lugares cálidos de valles interandinos. El síntoma es una necrosis marrón en cualquier parte de la lámina, por lo general en las hojas del tercio inferior (Barrantes, 1998).

Ho n g o s e n r a í c e s Es común la pudrición ocasionada por hongos de los géneros Fusarium y Rhizoctonia; se presentan cuando existe exceso de humedad en el suelo. Estas enfermedades pueden ser prevenidas con un manejo adecuado del riego y un buen drenaje del suelo. La poca incidencia de plagas y enfermedades en el yacón se debe a que sus hojas poseen dos tipos de barrera que las previenen del ataque de plagas y enfermedades (Grau et al., 2001). La primera barrera es de tipo mecánico y está formada por una capa de vellos que dificulta la adhesión de los insectos en la superficie. La segunda barrera es de tipo químico y está conformada por la presencia de unas glándulas especiales, las cuales contienen algún tipo de sustancia tóxica (Inoue et al. 1995).

Cosecha El yacón puede ser altamente perecedero si no se toman en cuenta algunas precauciones y cuidados durante la cosecha. Tradicionalmente, el yacón se cultiva para cosechar las raíces; sin embargo, ahora, también, existe interés por cosechar las hojas.

Cosecha de raíces La cosecha de los tubérculos depende de la zona geográfica y del cultivar empleado; es posible realizar la cosecha entre los 7.5 y 12 meses después de la siembra. En términos generales, se puede afirmar que la cosecha en las zonas bajas y templadas es temprana, mientras que en las zonas altas es tardía (Seminario et al., 2003). Los indicadores para saber si ha llegado el momento de la cosecha son el amarillamiento de las hojas y el cese de la floración. La cosecha es manual usando barreta o pico (Imagen 23).

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Imagen 23. Cosecha de yacón. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo de desarrollo vegetativo de un cultivo de Yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

Para cosechar las raíces se deben cortar, primero, todos los tallos de la planta. Luego, se debe remover suficiente cantidad de tierra alrededor de la planta. En seguida, las raíces se deben desgajar de la corona con mucho cuidado, teniendo cuidado de no tirarlas al piso o golpearlas entre sí (Seminario et al. 2003).

Cosecha de hojas Si el objetivo es producir hojas, la cosecha se realiza según su distribución, empezando entre los 2 y 2.5 meses después de la siembra o cuando las plantas tienen entre 4 y 5 pares de hojas. Es importante cosechar las hojas cuando se han expandido totalmente y han llegado al estado de madurez, porque es el momento en que alcanzan el máximo peso seco. Un indicador de que las hojas están maduras es que los peciolos con el tallo forman un ángulo aproximadamente recto. Las hojas sobremaduras se muestran cloróticas y el peciolo inclinado formando un ángulo mayor a 90 grados. Al cosechar las hojas se reduce el área foliar, lo que repercute en la capacidad fotosintética de la planta, afectando la formación de nuevas hojas y la acumulación de materia seca en las raíces. Para la cosecha, inicialmente, se corta la hoja en el peciolo, cerca de la unión con el tallo, usando tijeras; simultáneamente, se forma un manojo de hojas para luego ser transportado al sitio de secado.

R e n d i m i e n to De raíces El yacón es una planta que se caracteriza por su rusticidad y altos rendimientos. El rendimiento de raíces promedio, se encuentra entre 20 - 40 Ton/ha; aunque se han registrado rendimientos de hasta 100 Ton/ha. La densidad de siembra tiene una gran influencia en el rendimiento de las raíces y su tamaño, donde a mayor densidad de siembra se puede conseguir un mayor rendimiento de raíces, pero ello significa, también, que las raíces serán de menor tamaño. (Amaya, 2002).

C o m po s ici ó n q u í m ica Las raíces del yacón presentan un alto contenido de agua y reservas de carbohidratos, estimados en un 90% del peso seco de la raíz; empero, a diferencia de la mayoría de raíces comestibles, no son almacenados en forma de almidón sino en forma de fructooligosacarido (FOS), en una proporción del 40% al 70% en base seca. El resto de carbohidratos lo conforman azucares

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libres como Sacarosa (5 a 15%), Fructosa (5 a 15%) y Glucosa (menos del 5%). La composición relativa de dichos azucares varía significativamente debido a factores como la época de siembra, la época de cosecha, el clima, la temperatura en pos-cosecha, entre otros (Ohyama et al. 1990). El contenido de proteínas, lípidos, vitaminas y minerales es bastante bajo (menor al 5% sobre materia seca); aun así, se encuentran cantidades importantes de potasio, compuestos poli-fenólicos, derivados del Ácido Cafeico, sustancias antioxidantes (Ácido Cloro génico y Triptófano), varias Fitoalexinas con actividad fungicida y en menores cantidades minerales como el Calcio, Fosforo, Magnesio, Sodio y Hierro (Chacón-Villalobos, 2006). De la composición química del yacón, la Inulina y los FOS son los componentes que determinan la calidad (Gallardo, 2002); la Inulina se encuentra en muchas plantas como la cebolla, el ajo y el plátano, donde las cantidades de FOS son mínimas; mientras que en el yacón, el azúcar predominante son los FOS, siendo nula la cantidad de Inulina como compuesto químico independiente (Hermann, Freire & Pazos, 1999). Es esencial diferenciar desde sus características fisicoquímicas los conceptos de Inulina y FOS, esta radica en el número de moléculas de Fructosa que tienen estas cadenas, en la inulina este número varía entre 2 y 60, mientras que en los FOS el número varía entre 2 y 10, razón por la cual se considera a los FOS como un subgrupo de la inulina. Esto es importante ya que las aplicaciones en los procesos de la industria alimentaria son bastante diferentes (Coussement, 1999). La Inulina casi no aporta un sabor dulce, a diferencia de los FOS, los cuales son muy solubles en agua y aportan un ligero sabor dulce (30% a 50% del poder edulcorante de la sacarosa), convirtiéndolo en un sustituto hipocalórico del azúcar común (Genta et al. 2009). Tanto la inulina como los FOS están debajo del grado de polarización, colocándolos en la categoría de alimentos no digeribles, al no ser digeribles estos compuestos no son asimilados y no aportan calorías, razón por la cual se consumen alimentos a base de yacón sin tener efectos en el peso, ni elevaciones en los niveles de glucosa sanguínea (Seminario et al., 2003).

C A P I T U L O

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A S O C I A C I O N E S E N E L C U L T I V O D E Y A C Ó N

Una asociación puede definirse como una relación o unión entre dos o más organismos de la misma o diferente especie (vegetales, hongos, animales), con el fin de beneficiarse una con la otra. Cuando un individuo obtiene beneficios de otro se conoce como simbiosis, dentro de las relaciones simbióticas se tienen (Gordopa, s.f.): Parasitismo: Uno de los individuos (virus, bacterias, parásitos, gusanos, piojos, hongos, entre otras) se alimenta del otro perjudicándolo. Mutualismo: Uno de los individuos se beneficia mientras el otro ni se beneficia ni perjudica. Comensalismo: Ambos individuos se obtienen algún beneficio del otro.

Si s t e m a s d e a s ociacio n e s d e y a c ó n co n ot r o s culti v o s El Yacón puede mejorar su producción, cuando se asocia con especies herbáceas, arbustivas y arbóreas, demostrando que es un buen producto agroforestal (Seminario et al., 2003). Algunos de los cultivos que se asocian más comúnmente son maíz, papa, frijol, repollo, zanahoria, camote; algunos frutales como durazno, manzana, uva, y, en algunos casos, con flores (Maldonado et.al., 2008). La producción de Yacón, además de destinarse al consumo, está asociada a otros cultivos, puesto que no es el cultivo principal del productor, en los sistemas agrícolas tradicionales. El yacón es una planta de huerto familiar, que se encuentra en el borde de las parcelas (Seminario et al., 2003).

Fuera de los Andes, se cultivan dos plantas emparentadas con el yacón: la achicoria (Cichorium intybus) y el topinambur (Helianthus tuberosus), pertenecientes a la familia Asteraceae, de las que se extraen industrialmente los FOS para su comercialización como insumo en la industria alimentaria de varios países de Europa y Estados Unidos. (Seminario et al., 2003).

Ma í z El Yacón, al ser sembrado en parcelas pequeñas con más cultivares, se asocia comúnmente con maíz. La disposición de las plantas Maíz - Yacón - Maíz se puede realizar de dos maneras, en un mismo surco o en surcos intercalados (Valderrama-Cabrera et al., 2005), con un distanciamiento de 0.80 a 0.90 metros entre surcos y 0.50 a 0.60 metros entre plantas (Maldonado et al., 2008). Esta asociación realiza un control de plagas y fitópagos, sin que el rendimiento del tubérculo se afecte considerablemente, y exista un mejor desarrollo del follaje (Valderrama-Cabrera et al., 2005).

Imagen 24. Asociación de Yacón con maíz. Tomado de: Valderrama-Cabrera et al. (2005), p. 26.

T ub é r culo s Es posible encontrar asociaciones entre tubérculos. Por ejemplo, el yacón se asocia fácilmente con arracacha o papa, donde, gracias al crecimiento y brotamiento lento, se puede realizar la cosecha de la papa cuando este está en su etapa de crecimiento acelerado (Fairlie, Morales & Holle, 1999).

F r i j ol Puede encontrarse con frijol arbustivo o semiarbustivo, bajo este sistema, la siembra se realiza de manera simultánea, cuando se presenta la etapa de brotación del yacón, el frijol se encuentra listo para la cosecha, este sistema genera beneficios al productor, evitando la competencia entre especies (Fairlie, Morales & Holle, 1999)

A s ociacio n e s pa r a co n t r ol biol ó g ico Existen diversos insectos que afectan al yacón de manera positiva, actuando como controladores biológicos, los cuales permiten el control de plagas que pueden afectar el follaje de la planta; algunos de estos insectos son: Mariquita (Hippodamia convergen) que ataca la proliferación de pulgones; Mosca Syrphidae, que preda huevos de varios insectos (Seminario et al., 2003).

A s ociaci ó n pa r a m a y o r p r o d ucci ó n

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Las micorrizas son una asociación de hongos que colonizan las raíces de las plantas, generando un aumento en la cantidad y el tamaño de sus raíces, mejorando la absorción de agua y nutrientes, mientras la planta provee al hongo de azucares y un hábitat para su crecimiento.

Imagen 25. Asociación micorriza. Tomado de: http://www.agrolanzarote. com/actualidad/publicacion/micorrizasbiofertilizadores-naturales-del-suelo

En la industria Agrícola, son de gran interés los insumos a base de hongos que permiten mejorar la calidad del producto en la cosecha, ya que acelera la asociación micorrícica que, de manera natural, tarda bastante tiempo, y, en ciertos casos, la simbiosis puede producirse al final de ciclo productivo o no producirse. La aplicación del insumo debe hacerse en la siembra del producto, con el fin de que cuando la raíz emerja, entre en contacto con el hongo y se produzca rápidamente la simbiosis; en tubérculos, se presenta aumento en el número de raíces de reserva y en la cantidad de hojas.

Imagen 26. Micorrizas. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo de desarrollo vegetativo de un cultivo de Yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

Se han encontrado estudios en Yacón con asociaciones simbióticas micorrícicas, con una colonización del 85% en su sistema radicular, desarrollando mayor actividad fotosintética debido al aumento del área foliar, permitiendo la duplicación de producción por planta.

Imagen 27. Aplicación de Micorriza. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GÍA. Proyecto: Análisis comparativo de desarrollo vegetativo de un cultivo de Yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

C A P I T U L O

A P Y A I N A L

L I C A C Ó N D U S T I M E N

C E R T

I O N E S N L A I A A R I A

D E L

En los países andinos, el yacón es consumido en su forma cruda dado su sabor dulce y su textura crujiente, comparable con la manzana; no obstante, los mercados locales e internacionales han querido comercializar este producto de una manera más variada, realizando diversos estudios y tratamientos para obtener productos en diferentes presentaciones, tales como zumos, jarabes o snacks, generando la necesidad de identificar los procesos generales del yacón para la industria alimentaria y sus características.

Imagen 28. Procesos generales en la industria del yacón. Tomado de: Imagen elaborada por el grupo GIA.

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P r oc e s a m i e n to p r e li m i n a r

El procesado del yacón comienza con la recepción del producto procedente del campo, a este se le debe realizar un muestreo representativo del lote para determinar la calidad de la materia prima, permitiendo determinar si se acepta o se rechaza del proveedor. Después, se realiza la selección del producto, para esto se separan las muestras que han sufrido daño mecánico, están resecas, con manchas o peladas, debido a que la raíz ya presentaría pardeamiento (Coronado-Panta, 2013). Se debe seleccionar entre varios cultivares los que tiene un mayor contenido de FOS; para esto, se opta por el uso de refractómetros, dado que estos equipos permiten conocer la concentración de azucares totales de los zumos de las frutas (grados Brix); los FOS presentan una alta correlación con los grados Brix, razón por la cual se deben seleccionar las raíces con un jugo mayor a 10 grados Brix. Posteriormente, se procede a realizar el lavado y la desinfección de la materia prima, el lavado en las raíces se realiza utilizando abundante agua y empleando un abrasivo suave (cepillo u escobilla) que facilite la remoción de la tierra adherida a la superficie de las raíces, a continuación, se realiza la desinfección, sumergiendo las raíces durante cinco (5) minutos en una solución desinfectante de 200 ppm de Hipoclorito de Sodio, disminuyendo así la carga microbiana que permanece adherida en las superficies de las mismas. (Pinto-Maguiña & Rosales-Cornejo, 2007). Luego, se realiza el pelado, este se realiza por abrasión, mediante rozamiento de rodillos (métodos mecánicos) o manualmente, usando un pelador de papas, a medida que se pelan las raíces es recomendable sumergirlas en un recipiente con agua potable a fin de retardar el pardeamiento. La cáscara es la parte de la raíz donde se concentran la mayoría de compuestos responsables del pardeamiento, razón por la cual es esencial el retiro de toda esta durante el pelado, también se debe tener en cuenta que la mayor concentración de azucares se localiza en las zonas periféricas de la raíz; por ello, se debe retirar la cáscara con el menor contenido de pulpa (Pinto-Maguiña & Rosales-Cornejo, 2007). Finalmente, se realiza el troceado, donde las raíces se reducen a un espesor aproximado de 2 mm, mediante el uso de una maquina rebanadora, la cual realiza los cortes de manera transversal al tubérculo. Al reducir el tamaño el yacón, se facilita el procedimiento de la extracción del jugo (licuado) y, en el caso de la producción de snacks, se obtienen las rebanadas para la obtención de la fritura. (Doig-Castillo, 2012).

P r o d ucto a pa r ti r d e la h o j u e la o r e ba n a d a Una vez obtenidas las rebanadas de yacón, estas son sumergidas dentro de una freidora en aceite de palma, obteniendo las frituras, que, posteriormente, serán trasladas a una faja transportadora con pequeños orificios, los cuales permiten que escurra el aceite y que el enfriamiento del producto sea más rápido. Por último, se procede a realizar el embolsado y sellado. Para esto, se recomienda una máquina compuesta por cabezales dosificadores para el embolsado y barras selladoras calientes, las cuales permiten obtener un sellado hermético para la óptima conservación de los snacks. (Doig-Castillo, 2012)

Imagen 29. Tajadas de Yacón deshidratado. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA.

P r o d ucto s a pa r ti r d e la e x t r acci ó n d e l j u g o Para realizar la extracción del jugo, se trituran las rebanadas mediante un molino de cuchillas, obteniendo partículas aproximadamente de 0.03 mm; posteriormente, se procede a licuar dichas partículas, obteniendo el jugo de yacón (Coronado-Panta, 2013). Algunos autores recomiendan, para hacer más efectivo este proceso, un extractor con un disco abrasivo rotante, basado en el diseño de modelos domésticos para extracción de jugos, ya que este tritura y permite una separación inmediata del jugo y del bagazo (Castiblanco-Torres & Gomez-Castellanos, 2014).

Después de obtener el jugo de yacón y realizar el control de pardeamiento, se deben eliminar los residuos de bagazo, sólidos insolubles y restos del jugo; para separar estos residuos, se fuerza el paso del jugo a través de una membrana porosa (malla fina de acero inoxidable), reteniendo las partículas indeseadas (Manrique, Parraga & Hermann, 2005). Una vez filtrado el jugo de yacón, se facilitan los procedimientos de evaporación para la obtención de jarabes o bebidas, y el de secado en el caso de la producción de harina.

C o n t r ol d e pa r d e a m i e n to e n j u g o s T r ata m i e n to t é r m ico Se realiza inmediatamente se extrae el jugo. Para esto, el recipiente que recibe el jugo debe permanecer a una temperatura superior a 60°C, a fin de desactivar las enzimas.

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Solucio n e s A n tio x i d a n t e s

Esta solución se mezcla al jugo de yacón, impidiendo las reacciones de oxidación. Para esto, se emplea ácido ascórbico a razón de 0.15 g por Kg de raíz de yacón, ya que, según los autores, es el antioxidante más eficiente.

P r o d ucto s a pa r ti r d e l s e ca d o del jugo El jugo previamente obtenido se trasvasa a bandejas de acero inoxidable, las cuales son puestas en un equipo de secado a temperaturas entre 60 y 40°C, por un lapso no mayor a 48 horas, garantizando la eliminación del excedente de agua en el jugo. Después, el producto se retirará del equipo de secado cuando se torne duro y/o quebradizo, conservando el color cremoso característico del jugo, para luego ser llevado a un molino de cuchillas, obteniendo así la harina de yacón. El envasado de la harina deberá ser rápido debido a la actividad higroscópica del producto y debe realizarse en polietileno de alta densidad, con aislamiento total del medio ambiente para poder garantizar su conservación (Coronado-Panta, 2013).

P r o d ucto s a pa r ti r d e la co n c e n t r aci ó n d e l j u g o La concentración del jugo se debe realizar en un evaporador, el cual consta de un tanque de recepción, una bandeja de evaporación y un horno. En el tanque de recepción, se almacena el yacón filtrado y se alimenta de dicho jugo a la bandeja de

evaporación; para esto, se dispone de una llave para regular la cantidad de jugo y mantener el gradiente de concentración (Manrique, Parraga & Hermann, 2005). En la bandeja de evaporación se tiene una serie de compartimientos, los cuales permiten que el jugo haga un recorrido lento desde un extremo al otro, la altura del jugo en la bandeja de evaporación debe ser siempre de la misma, pues, de lo contrario, el jugo se puede quemar debido a la acción del horno, una vez termina el recorrido, el jugo tendrá de 50 a 60 grados Brix, convirtiéndose en el pre jarabe. Al encontrarse el jugo de yacón en la bandeja de evaporación, se produce abundante espuma y los azucares empiezan a cristalizarse; por esta razón, al obtenerse el pre jarabe, se deberá separar los azucares mediante el uso de una malla de 100 de diámetro por poro. (Castiblanco-Torres & Gómez-Castellanos, 2014). El pre jarabe se convierte en jarabe al pasar de 60 a 70 grados Brix, esto se logra trasvasando el pre jarabe en bandejas a altas temperaturas con un tamaño mucho más pequeño al del evaporador, el menor tamaño de las bandejas nos permite tener un mayor control sobre el pre jarabe, evitando que los azucares se caramelicen demasiado (Manrique, Parraga & Hermann, 2005). Posteriormente, se debe realizar un último filtrado, con el fin de eliminar los azucares cristalizados en la etapa final, al igual que en el filtrado del pre jarabe se utiliza una malla de 100 μm, para obtener el jarabe que se envasara. (Castiblanco-Torres & Gómez-Castellanos, 2014) En el envasado debe asegurarse de que la temperatura del jarabe sea superior a 85°C y que la concentración de azucares sea de 72°Brix a fin de prevenir el desarrollo de microorganismos en el producto envasado, para este proceso se usa un tanque dispensador con un pequeño grifo incorporado, el cual permite dispensar el jarabe en los frascos. (Manrique, Parraga & Hermann, 2005). Al tener el jarabe se puede obtener una bebida de yacón; para esto, se requiere de un procedimiento más, denominado carbonatación. Este proceso consiste en maximizar la absorción de gas, incrementando la presión (6 bares) y disminuyendo la temperatura (2 a 4°C). El gas se disuelve en el líquido hasta que la presión se hace igual a la presión que empuja hacia abajo el líquido para detener el proceso, creando las condiciones para solubilizar el CO2. El envasado de la bebida será igual al del jarabe ya que se tendrán altas temperaturas y se usará un tanque dispensador con grifo incorporado; sin embargo, una vez envasado, este debe ser rápidamente enfriado para estabilizar las propiedades y poder salir al mercado. (Castiblanco-Torres & Gomez-Castellanos, 2014).

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D e s a r r ollo t e c n ol ó g ico e n y ac ó n

La tecnología en el desarrollo del cultivo de yacón no es compleja. Se produce sin agroquímicos y asociado con otros cultivos (Cuervo-Muñoz & Agredo-Berrio, 2014). Es cultivado en pequeñas huertas caseras, y, por lo tanto, su producción depende netamente de pequeños agricultores, razón principal por la que no se ha generado un proceso mecanizado para las diferentes etapas de producción. Otros factores que afectan el desarrollo de tecnologías en la producción del cultivo de yacón se deben a que este tubérculo se siembra en regiones de ladera, con una alta pendiente; también, está el hecho de que sea cultivada en asociación con otras plantas (caso general en Colombia) lo cual dificulta una posible mecanización, otro de vital importancia es la baja demanda y el desconocimiento del producto. Países como Perú y Japón han desarrollado una mayor investigación alrededor del yacón, influenciando la introducción de este en países como Estados Unidos, Nueva Zelanda, Corea y Brasil (Polanco-Puerta, 2011), generando una mayor demanda y establecido áreas de producción exclusiva de este tubérculo; a pesar de esto, la literatura no presenta ningún proceso mecanizado de siembra o cosecha. Desarrollar un proceso mecanizado de este cultivo, que genere altas producciones, será de alta importancia en el futuro, ya que como establece Polanco-Puerta (2011): “El yacón tiene la oportunidad potencial de satisfacer una creciente demanda de alimentos de bajo tenor calórico y efectos positivos sobre la salud de porciones de la población cada vez más sedentarias” (p. 20). El mayor desarrollo tecnológico del yacón que se ha presentado ha sido en los procesos de poscosecha del producto y en la creación de derivados de este cultivo, tales equipos son, extractores de jugo, compuestos por un motor, disco abrasivo, plancha perforadora y conductos de alimentación y evacuación, filtros prensa, tanques dispensadores, evaporadores y máquinas para el envasado (Manrique, Párraga & Hermann, 2005).

El yacón presenta un deterioro en sus propiedades organolépticas, visto en pérdida de peso y apariencia rugosa en la superficie de la raíz tuberosa. Para impedir esto, se han evaluado diferentes alternativas para minimizar dicho deterioro, los autores estudiaron el comportamiento del yacón con recubrimientos (parafinado y encerado), refrigeración y con el envasado de polietilenos “stretch” (véase Proyecto: Evaluación de la aplicación de tratamientos combinados para evitar pardeamiento enzimático en Yacón (Smallanthus Sonchifolius) Los autores llegaron a la conclusión de que el parafinado es el tratamiento más eficiente para la conservación de parámetros de calidad en el yacón, puesto que contribuye a minimizar la hidrolisis multi-enzimática en los azucares no reductores y presenta el menor contenido de sacarosa en comparación con los demás tratamientos evaluados. (Gutiérrez-Vargas & Vaca-Jerez, 2011).

C A P I T U L O

A P O R T E I N V E S T I G A T I V O P R O Y E C T O : A n á l i s i s co m parat i v o d e l d e s arro l l o v e g etat i v o e n u n c u l t i v o d e yac ó n ( S m a l l a n t h u s So n c h i f o l i u s ) co n y s i n ap l i cac i ó n d e m i corr i z a s

La siguiente investigación muestra un análisis realizado a un cultivo experimental de Yacón (smallanthus sonchifolius), el cual se desenvolvió en dos condiciones de crecimiento, asociado y no asociado con micorrizas, con el fin de estudiar su comportamiento y su desarrollo fisiológico, centrado, principalmente, en el desarrollo de los tubérculos, adicionalmente, se determinaron parámetros de calidad de los tubérculos posterior a la cosecha.

Imagen 30. Cultivo de Yacón. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo del desarrollo vegetativo en un cultivo de yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

Mat e r ial e s y m é to d o s El ensayo se realizó en el municipio de Tabio, Cundinamarca, ubicado al noroccidente de Bogotá; donde se adecuó un lote

en la zona rural, de aproximadamente 36 m2, con una pendiente media del 19%; se diseñó un experimento en el que se sembraron 60 plantas de Yacón, con una separación entre surcos de 60 cm y espaciamiento entre plantas de 50 cm, se definieron estas dimensiones con el objetivo de evitar la competencia intra-específica de las plantas; la siembra se realizó a partir de propagación de cepas.

TABIO

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CUNDINAMARCA

Imagen 31. Ubicación del cultivo. Tomado de: Adaptación del grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo de desarrollo vegetativo de un cultivo de Yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

Se realizó una aplicación de micorrizas arbusculares (ingredientes activos: 820 esporas/libra Entrophospora, 820 esporas/Lb Glomus Manihotis, 820 esporas/Lb Glomus Intrarradices, 820 esporas/Lb Glomus Etunicatum) a la mitad de las plantas del experimento (30 plantas), con el objetivo de realizar una adecuada asociación con las cepas; la otra mitad (30 plantas) del diseño experimental fueron sembradas directamente. Durante el desarrollo del cultivo, se realizaron los siguientes procesos:

Imagen 32.Análisis micorrizas.Tomado de: Imagen elaborada por grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo del desarrollo vegetativo en un cultivo de yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

La recolección de datos se desarrolló con el objetivo de realizar un control periódico del crecimiento del cultivo, con el fin de relacionar la influencia de las micorrizas en el cultivo. Para realizar el análisis de producción se determinaron parámetros físicos (peso, volumen, densidad, factores de forma y textura), y un análisis químico con pruebas de laboratorio con el propósito de determinar sus parámetros fisiológicos (tasa respiratoria, contenido de humedad, grados brix, pH, acidez y actividad de agua).

R e s ulta d o s y d i s cu s i ó n

Imagen 33. Planta de Yacón. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo del desarrollo vegetativo en un cultivo de yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

Al estudiar la respuesta de la aplicación de micorrizas en la planta de Yacón, se parte del hecho de que las raíces de reserva o almacenamiento en asociación con micorrizas, pueden mejorar el crecimiento de las plantas y su producción, por medio de la mejora en la absorción de nutrientes minerales y de agua (Finlay, 2004).

Imagen 34. Planta de yacón. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo del desarrollo vegetativo en un cultivo de yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas

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De acuerdo con lo previsto, se realizó un conteo de los tubérculos desarrollados por cada planta, de acuerdo con su tratamiento (asociado o no con micorrizas); de ahí se obtuvieron resultados con diferencias considerables, como el aumento de la producción de tubérculos en las plantas asociadas. Se comparó la producción de tubérculos por surco, donde la producción en las plantas asociadas duplicó la de las plantas no asociadas. En la gráfica 1, se pueden observar dos comparaciones de producción de tubérculos, demostrando un claro aumento en las plantas micorrízicas.

Gráfica 1. Producción de tubérculos a lo largo de hileras de plantación. Tomado de: Gráfica elaborada Grupo GIA (Cruz Bello, et al., 2016).

Las micorrizas, además de la incidencia directa sobre la disposición y consumo de nutrientes de la planta, inducen cambios fisiológicos traducidos en un incremento de la actividad fotosintética (Blancol & Salas, 1997), generando un aumento en el desarrollo de la planta. La producción de hojas (Gráfica 2) es una representación de la influencia de las micorrizas en las plantas. Para las plantas asociadas, al final de su etapa productiva, la cantidad de hojas se mantuvo superior a 30; mientras que la producción de las plantas sin ninguna asociación no superó las 20 hojas. El aumento de tallos en las plantas también se vio promovido por la asociación micorrízica.

Gráfica 2. Número de hojas por surco, a lo largo de la etapa del cultivo (Surcos 1, 2, 3 siembra directa - Surcos 4, 5,6 con micorrizas). Tomado de: Gráfica elaborada Grupo GIA, con base en Cruz-Bello et al., 2016.

Al realizar un análisis comparativo de parámetros de calidad (pH, acidez, contenido de humedad) (Imagen 35), se encontró que, del tratamiento con asociación de micorrizas y sin micorrizas, no se obtienen diferencias significativas (tabla 1). Esto quiere decir que la asociación con micorrizas no altera la composición química de los tubérculos.

Imagen 35. Análisis de parámetros de calidad. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo del desarrollo vegetativo en un cultivo de yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas.

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Imagen 36. [Izquierda] Prueba respiracion. [Derecha] Peso yacón. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Proyecto: Análisis comparativo del desarrollo vegetativo en un cultivo de yacón (Smallanthus Sonchifolius) con y sin aplicación de micorrizas

La concentración de azúcares en las raíces de Yacón es, por lo general, de entre 8 y 12° Brix (Manrique et al., 2005). Aunque hay una diferencia estadísticamente significativa como se muestra en la tabla, los dos tratamientos se encuentran dentro de este rango Tratamiento

Contenido de

Acidez

humedad (%)

(% Ácido)

Grados Brix (°)

No asociadas con micorrizas

79,73

1,15

6,11

12,21

Asociadas con micorrizas

85,99

0,96

6,04

10,72

Tabla 2. Propiedades de los tubérculos por tratamiento. Tomado de: Tabla elaborada el grupo GIA, con base en Cruz-Bello et al., 2016).

C o n clu s io n e s La asociación con micorrizas otorga, a la planta, grandes beneficios nutricionales, los cuales se ven reflejados en su desarrollo fisiológico. En el caso del cultivo de Yacón, la asociación micorrízica provocó un aumento en la producción de los tubérculos, duplicando la producción por planta; adicionalmente, se manifestó un aumento en el desarrollo foliar, gracias al incremento de la actividad fotosintética de la planta. La calidad de los tubérculos no se vio afectada por la aplicación de micorrizas.

Es importante fomentar la producción, promover prácticas y desarrollar tecnología para el cultivo de Yacón; todo esto, con base en los conocimientos técnicos, debido a que este cultivo tiene un gran potencial en cuanto a la conservación de la salud humana por su calidad alimentaria. Su correcta explotación no solo garantiza beneficios en el ámbito económico, sino que permite la preservación de esta planta andina ancestral.

P R O Y E C T O : E v a l u ac i ó n d e l a ap l i cac i ó n d e trata m i e n to s co m b i n a d o s para e v i tar par d ea m i e n to e n z i m á t i co e n yac ó n ( S m a l l a n t u s s o n c h i f o l i u s ) Los frutos frescos cortados son uno de los productos hortícolas que han venido presentado un rápido crecimiento en el mercado mundial; sin embargo, son propensos a un acelerado deterioro, especialmente, por decoloración enzimática (Hernández, 2014), siendo poco atractivos para el consumidor. El pardeamiento enzimático es uno de los principales problemas que afectan la calidad y limitan la vida útil de frutas y hortalizas mínimamente procesadas (Denoya, 2012); por ello, se han realizado diferentes estudios, donde se evalúa la utilización de tratamientos combinados como potenciales inhibidores del pardeamiento enzimático. Este corresponde a una relación de oxidación catalizada por un cierto tipo de enzimas llamadas polifenoloxidasas, las cuales oxidan los frutos, produciendo un color marrón, café o negro (ver Imagen 37). Para esta investigación en particular, se realizó un estudio con el fin de evaluar tratamientos combinados para evitar el pardeamiento enzimático en el yacón; por lo que se estudió la evolución del pH, la tasa de respiración y las características cromáticas de la pulpa de rodajas de yacón (smallantus sanchifolius).

Imagen 37. Pardeamiento en manzana. Tomado de: http://www.eresloquecomes.es/otras/como-evitar-la-oxidacionde-los-alimentos

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I n t r o d ucci ó n

El Pardeamiento enzimático es uno de los mayores problemas que se presentan en los productos frescos recién cortados o mínimamente procesados (Hernández, 2014); esto, debido a que genera cambios en la apariencia y propiedades organolépticas, acortamiento de la vida útil del producto, y disminuye el valor comercial de los productos (Theerakulkait, 2009). En las frutas y verduras, las reacciones por pardeamiento enzimático dependen de la catalización del oxígeno (Martínez & Whitaker, 1995). Para el caso del yacón, su raíz se oscurece al ser expuesto al ambiente sin protección natural (cáscara) y cuando, en almacenamiento, está a baja temperatura. Esta reacción de pardeamiento parece estar relacionada con los contenidos fenólicos de este, especialmente, con los niveles de ácidos jaféticos y chlorogénicos, y la actividad de oxidación de los polifenoles (Sousa et al., 2015; Neves & da Silva, 2007). Varias técnicas han sido aplicadas para prevenir el pardeamiento en las verduras frescas cortadas, tales como: la adición de sulfitos, ácido ascórbico y derivados, azufre, ácidos carboxílicos, ácidos fenólicos, 4-hexylresorcinol, miel; ya sea individualmente o en combinación entre ellos o con otros compuestos inorgánicos, ácidos, etc. (Sapers & Miller, 1998; Gil et al., 2005; Rocculli et al., 2007; Taylor, Higley & Bush, 1986), cisteína (Bico, Raposo, Morais & Morais, 2009; Kahn, 1985), cloruro de sodio (Lu, Luo, Tunner & Feng, 2007), ácido oxálico (Zheng & Tian, 2006), óxido nítrico (Duan et al., 2007), ácido ascórbico (Bico, Raposon, Morais & Morais, 2009; Luo & Barbosa-Canovase, 1996), ácido cítrico (Almeida & Nogueira, 1995), y 4-hexilresorcinol (Monsalve-González, Barbosa-Cánovas, McEvily & Iyengar,1993).

Mat e r ial e s y m é to d o s Las raíces de yacón (Smallantus Sanchifilius) fueron adquiridas en una plaza de mercado local en la ciudad de Bogotá; estas fueron seleccionadas por forma y tamaño. Ya que no es un producto homogéneo, el estado de madurez no se tomó en cuenta al momento de la selección debido a la dificultad para determinarla por sus características organolépticas. El material recolectado (36 raíces) fue llevado al laboratorio de poscosecha de la Universidad Nacional de Colombia, donde fueron lavados, limpiados, secados, pelados y cortados en rodajas de aproximadamente 5 mm de espesor; luego, estas fueron sumergidas en cada uno de los tratamientos durante un minuto y se depositaron en recipientes termo formados de Polietileno, sin condiciones atmosféricas especiales;

finalmente, fueron almacenadas a temperatura ambiente y en un ambiente refrigerado a 6°C ± 0.5 °C aproximadamente. Las muestras fueron retiradas periódicamente, realizando 6 mediciones de variables a lo largo del estudio de una duración total de 3 semanas. A pesar de la variedad de técnicas implementadas para evitar el pardeamiento enzimático, en este estudio se evaluaron cuatro (04) tratamientos, a saber: - Tratamiento 1: 1% Ascórbico, 0.5% cítrico, 0.25 % EDTA – Refrigerada. - Tratamiento 2: 0.5% Ascórbico, 0.15 % cítrico, 0.125 % EDTA – Refrigerada. - Tratamiento 3: Agua destilada – Refrigerada. - Tratamiento 4: Control Imagen 38. Tratamientos aplicados para pardeamiento. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Proyecto: Evaluación de la aplicación de tratamientos combinados para evitar pardeamiento enzimático en yacón (Smallantus sonchifolius)

En cada ensayo se realizaron pruebas destructivas y no destructivas. Dentro de las destructivas se midió: pH, sólidos solubles, acidez titulable; y en las no destructivas, color, intensidad respiratoria y pérdida de peso.

Imagen 39. Resultados estudio pardeamiento. Tomado de: Fotografía tomada por el grupo GIA. Proyecto: Evaluación de la aplicación de tratamientos combinados para evitar pardeamiento enzimático en yacón (Smallantus sonchifolius)

C olo r

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Las mediciones de color se realizaron con un colorímetro Konica Minolta® CR-400. Con una superficie de medición circular de 8 mm de diámetro. Las lecturas se tomaron colocando la cabeza del colorímetro en la superficie de la rodaja; registrando las coordenadas L*, a*, b* de la escala CIE-l*a*b

I n t e n s i d a d r e s pi r aci ó n Las muestras de yacón se colocaron en un sistema cerrado en una cámara BioChamber 2000 de plástico, con capacidad 2000 ml, con un sensor de gas CO2 para monitorear los niveles de dióxido de carbono mediante el control de la cantidad de radiación infrarroja absorbida por las moléculas de dióxido de carbono. Este monitoreo se realizó siempre en las mismas raíces para generar la curva de respiración durante 10 minutos.

Pérdida de peso Las rodajas de yacón se pesaron utilizando una balanza de precisión. La pérdida de peso (pp) se expresa como porcentaje del peso final (pf) con respecto al peso inicial (pi).

R e s ulta d o s y d i s cu s i ó n Peso El tratamiento con mayor pérdida de peso se vio más en el tratamiento control que en los tratamientos con aditivos, la pérdida de peso promedio en la última medición para el Tratamiento control fue del 79%; mientras que para el Tratamiento 1 fue de 24 %, el cual fue el mejor tratamiento que mostró una mejor conservación del peso, en comparación con los otros 2 tratamientos restantes.

Gráfica 3 . % pérdida de peso en los cuatro tratamientos a lo largo del periodo de prueba. Tomado de: Gráfica elaborada por el grupo GIA. Proyecto: Evaluación de la aplicación de tratamientos combinados para evitar pardeamiento enzimático en yacón (Smallantus sonchifolius) con base en Alejo et al., 2016.

I n t e n s i d a d r e s pi r ato r ia La intensidad respiratoria fue superior en los tratamientos de control y tratamiento 3, lo cual puede atribuirse a un mayor consumo de reservas de producto, llevándolo más rápido a la senescencia.

Gráfica 4. Evolución de la producción de CO2 durante el periodo de prueba. Tomado de: Gráfica elaborada por el grupo GIA. Proyecto: Evaluación de la aplicación de tratamientos combinados para evitar pardeamiento enzimático en yacón (Smallantus sonchifolius) con base en Alejo et al., 2016.

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De los tres tratamientos, el Tratamiento 1 demostró la mejor reducción del pardeamiento, debido a las actividades reducidas de la polifenoloxidasa (PPO) (Soliva-Fortuny et al., 2004). La incorporación de inhibidores, como recubrimientos comestibles, controló eficazmente el pardeamiento enzimático, reduciendo la producción de etileno; contribuyó al mantenimiento potencial antioxidante, además de alargar la estabilidad de la fruta recién cortada (Rojas -Graü et al., 2007).

Gráfica 5. Progreso del color en el periodo de prueba. Tomado de: Gráfica elaborada por el grupo GIA. Proyecto: Proyecto: Evaluación de la aplicación de tratamientos combinados para evitar pardeamiento enzimático en yacón (Smallantus sonchifolius) con base en Alejo et al., 2016.

La diferencia de color entre el Tratamiento 1 y el de Control se determinó utilizando el parámetro ∆E. En la gráfica 5, se puede apreciar, de manera más clara, la diferencia de colores; es importante tenerlo en cuenta debido a que, a partir de este, el producto puede entrar o no al mercado, puesto que define la tolerancia aceptable para la satisfacción del consumidor. ∆E=10

Gráfica 6. Comportamiento del color del tratamiento 1 con control. Tomado de: Gráfica elaborada por el grupo GIA. Proyecto: Proyecto: Evaluación de la aplicación de tratamientos combinados para evitar pardeamiento enzimático en yacón (Smallantus sonchifolius) con base en Alejo et al., 2016.

C o n clu s io n e s El uso de inhibidores químicos permite prolongar, considerablemente, la vida del yacón, retardando su pardeamiento al utilizar las concentraciones adecuadas; los tratamientos químicos, almacenados y refrigerados presentan la mejor respuesta, evitando la reacción enzimática. El uso de agentes químicos en menores concentraciones para prevenir el pardeamiento enzimático tiene buen resultado conservando otras características como el pH o la acidez del producto; por ello, es conveniente realizar la selección adecuada para garantizar la conservación total del producto. Se propone realizar mayores investigaciones con estas condiciones de almacenamiento, enfocadas en el uso de estos productos, profundizando en aspectos organolépticos que confieren mayor aceptación comercial del yacón, como dureza, sabor, entre otros.

B I B L I O G R A F Í A

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La revista gia investigaciones agrícolas cultivo de yacón y algunos aportes investigativos se terminó de imprimir en las instalaciones de GRACOM Gráﬁcas Comerciales ubicada en la Ciudad de Bogotá, Colombia en la carrera 69K nº 70-76 en el mes de enero de 2017. El tiraje es de 300 ejemplares en papel bond. Las familias tipográﬁcas usadas fueron: Ubuntu Museo

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