| Rev. peru. biol. Vol.
9 • Nº 1 • 2002
© Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM |
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ABSORCIÓN DE HIERRO EN ¨MACA¨
Lepidium meyenii Walp. (Brasicaceae)
Mery L. Suni1, Jorge A. Bravo2 y Julio
Fabián S.2
Resumen
Lepidium meyenii Walp (Brasicaceae) “maca” es una planta andina apreciada por
sus hipocótilos de alto valor medicinal y nutritivo, entre estos, su elevado contenido de
hierro. Para determinar la posibilidad de incrementarlo se llevó a cabo un experimento en
invernadero, en Lima, durante el periodo de mayo a noviembre de 1999, en el cual se
proporcionó tres niveles de hierro natural (5, 15 y 25 ppm) en soluciones nutritivas. Se
utilizaron semillas, entrada ARB5441 (CIP). Se determinó el contenido de hierro a los 50
y 179 días después del tratamiento (ddt) por el método de fenantrolina.
Se encontró diferencias significativas en el contenido de hierro en hojas e hipocótilo a
los 50 ddt, incrementado este en relación a la cantidad de hierro suministrada, mientras
que a los 179 ddt esta misma respuesta se observa sólo a nivel de hojas. La
concentración de hierro obtenida en el hipocótilo para cada tratamiento no incrementó
en el tiempo mientras que en la hoja sí. En general los valores de concentración de
hierro obtenidos son mayores a los reportados en la literatura. El peso de la planta
tendió a disminuir en relación al nivel de hierro a los 50 ddt, pero a los 179 ddt
tendió a incrementar. En función al tiempo, el peso de los hipocótilos en cada
tratamiento incrementó notablemente; mientras que las hojas, ligeramente.
Los resultados obtenidos nos permiten señalar que un nivel de 5 ppm de hierro resulta
adecuado y suficiente para obtener concentraciones altas de hierro en los hipocótilos de
“maca”.
Palabras clave: Lepidium meyenii, “maca”, hierro, absorción de hierro, Fe.
Abstract
Lepidium meyenii Walp. (Brasicaceae) “maca” is an Andean plant appreciated for
its hypocotil which has high medical and nutritional value, and among these, its high iron
content. In order to test the possibility of increasing the iron content, an experiment
was carried out at greenhouse conditions in Lima, Peru, from May to November 1999, in
which solutions containing three levels of natural iron (5, 15 and 25 ppm) were used to
grow maca. Seeds of accession ARB5441 (CIP) were used. The iron content was measured after
50 and 179 days of treatment (dat) by the phenantroline method.
Meaningful differences were found in the iron content in leaves and the hypocotil after 50
dat, which increased with the concentration of iron in the solutions, whereas at 179 this
trend was noticed only in leaves. The concentration of iron in the hypocotil for each
treatment does not increase in time whereas the opposite is observed in the leaves. In
general, the concentration of iron obtained in the experiment is higher than that observed
in plants grown under natural conditions.The weight of the plant tends to decrease when
increasing the concentration of iron in the solution at 50 dat, whereas the opposite trend
was observed at 179 dat. The weight of the hypocotils increased noticeably as a function
of time, whereas that of the leaves showed only a slight increase.
These results enable us to point out that a 5 ppm level of iron is adequate and sufficient
to obtain high concentrations of iron in the “maca” hypocotils.
Key words: Lepidium meyenii, ¨maca¨, iron, iron absorption, Fe.
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INTRODUCCIÓN
Lepidium meyenii Walp., maca, es una planta altoandina apreciada por sus hipocótilos de
valor nutritivo y medicinal. El alto valor nutritivo de la maca la convierte en un cultivo
alimenticio de gran potencial, no sólo por su contenido de proteínas y carbohidratos,
sino también por el contenido de minerales como Fe, Ca, Cu y Zn (Dini et al., 1994; Tello
et al. 1992; Arbizu y Holle 1994). Es precisamente su alto contenido de hierro en
comparación con otras raíces y tubérculos andinos lo que motiva el interés del
presente estudio. El hierro, un elemento importante tanto para la planta misma como para
los que la consumen, es absorbido del suelo por las raíces y transportado a otros
órganos de la planta donde se usa de inmediato o puede acumularse (Brown, 1978). El
hierro forma parte de muchas enzimas que participan en la fotosíntesis y otras rutas
metabólicas (Taiz and Zeiger, 1991). Además, el hierro es indispensable en la nutrición
humana para prevenir la anemia y la desnutrición (American Academy of Family Physicians,
2000). Por otro lado, pese a que el contenido de hierro de los suelos donde se desarrolla
la maca puede tener valores que fluctúan de 34 a 124 ppm (Alaluna, comunicación
personal), la mayor parte del hierro en el suelo se encuentra predominantemente en una
forma química no asimilable por la planta (Shulte, 1992), de modo tal que brindándole el
hierro en la forma apropiada se podría lograr incrementar el contenido de este elemento
en la planta y elevar su calidad nutricional.
Por este motivo el presente trabajo tiene por objetivo determinar el efecto de dosis
crecientes de hierro (5, 15 y 25 ppm) en el contenido de este elemento en las hojas e
hipocótilo de la maca.
MATERIALES Y MÉTODOS
El cultivo de las plantas de maca utilizadas en el presente experimento se realizó bajo
condiciones de invernadero en el Laboratorio de Fisiología Vegetal de la Facultad de
Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú, entre
los meses de mayo y noviembre de 1999. Se suministró los diferentes niveles de hierro
mediante soluciones nutritivas y evaluadas mediante el método de fenantrolina.
MATERIAL BIOLÓGICO
Las plantas evaluadas, distribuidas en un diseño completo al azar, fueron obtenidas a
partir de semillas de maca, Lepidium meyenii entrada ARB5441 mantenida en el banco de
germoplasma de este cultivo por el Centro Internacional de la Papa, Lima, Perú.
MATERIALES EN GENERAL
Para el cultivo de las plantas: macetas, arena de cuarzo, solución nutritiva San Marcos y
hierro natural quelado (EDDHA) para la variación de la cantidad de hierro en la
solución.
Para la cuantificación de hierro: ácido sulfúrico, peróxido de hidrógeno, reactivo
fenantrolina (Ferrover).
Para análisis químico: espectrofotómetro HACH DR/2010, digestor HACH.
PROCEDIMIENTOS GENERALES
Periodo de cultivo: se sembró el 3 de mayo de 1999, se inició el riego con los
tratamientos de hierro el 28 de mayo y se finalizó el 22 de noviembre del mismo año, con
un total de 179 días de tratamiento (ddt).
El riego consistió en 300 ml de la solución de tratamiento por planta por semana.
Se utilizó la solución nutritiva con tres niveles de concentración de hierro: 5, 15 y
25 ppm (estimados nominales según cálculos teóricos). Estas concentraciones de hierro
fueron determinadas también por el método de fenatrolina y correspondieron a 5, 17 y 29
ppm respectivamente.
La primera evaluación se realizó a los 50 ddt y la segunda a los 179 ddt. Consistió en
determinar el peso de las muestras en estado seco, y el contenido de Fe en las hojas e
hipocótilo de las plantas.
Figura
3.
Absorción y distribución de hierro en Lepidium meyenii frente a tres niveles de este
elemento, expresado en mg/100 g en hojas e hipocótilo.
EVALUACIÓN DEL PESO Y CONTENODO DE
HIERRO
Para el análisis de hierro las hojas e hipocótilo fueron secados en estufa de aire
forzado a 40 °C, luego llevados a un desecador y pulverizados en un mortero. Para la
digestión de cada muestra se siguió el protocolo para hierro en muestras sólidas del
Manual del Digestor Hach. Para la cuantificación de hierro se siguió el método FerroVer
(Método 8008, adaptado del Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater)
obteniéndose el contenido de hierro en mg/100 g de materia seca.
RESULTADOS
CONTENIDO DE HIERRO
Los resultados del contenido de hierro por órgano, tratamiento y fecha de evaluación se
presentan en la Tabla 1 y Figura 1. En las hojas se observa diferencias significativas en
el contenido de hierro a los 50 y 179 ddt, incrementándose en relación directa a la
mayor cantidad de Fe suministrada y mayor tiempo, mientras que en los hipocótilos se
observó diferencias significativas sólo a los 50 ddt, incrementándose en relación a la
cantidad de Fe suministrada y a los 179 ddt una ligera disminución en comparación con la
primera evaluación.
Tabla 1. Contenido de Fe
en mg/100 g de materia seca, según órgano y tratamiento medidos por el método de
fenantrolina a los 50 y 179 días después del tratamiento (ddt). Los valores a los 50 ddt
corresponden al promedio de 2 repeticiones y para a 179 ddt a 4 repeticiones.
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Hojas |
Hipocótilo |
| ppm |
50 ddt |
179 ddt |
50 ddt |
179 ddt |
| 5 |
42,4 c |
41,1 c |
36,8 b |
36,3 a |
| 15 |
46,4 b |
47,4 b |
45,8 a |
35,9 a |
| 25 |
54,2 a |
56,2 a |
47,0 a |
35,4 a |
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| LSD (0,05) |
1,83 |
1,71 |
1,75 |
1,27 (ns) |
Tabla 2.
Peso seco (en g/planta) según órgano y tratamiento a los 50 y 179 ddt. Los valores a los
50 ddt corresponden al promedio de 3 repeticiones y para a 179 ddt a 2 repeticiones.
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Hojas |
Hipocótilo |
| ppm |
50 ddt |
179 ddt |
50 ddt |
179 ddt |
| 5 |
1,377 a |
1,160 a |
0,270 a |
4,455 a |
| 15 |
1,157 a |
1,680 a |
0,117 a |
5,450 a |
| 25 |
0,843 a |
1,765 a |
0,076 a |
4,440 a |
|
| LSD (0,05) |
0,68 (ns) |
1,28 (ns) |
0,22 (ns) |
3,66 (ns) |
PESO SECO
Al evaluar, a los 179 ddt, el efecto de los tratamientos sobre el peso de la planta, Tabla
2, se encontró una tendencia a que éste se incremente con el nivel de Fe suministrado en
la solución. El peso de los hipocótilos se incrementó en mayor proporción en función
al tiempo, mientras que el de las hojas se incrementó ligeramente. A los 50 ddt, la
tendencia a mayor dosis de Fe suministrado era más bien de disminución del peso seco de
las hojas e hipocótilo, tal vez como respuesta inicial a las dosis elevadas de Fe.
DISCUSIÓN Y CONCLUSIÓN
En el presente trabajo se han obtenido valores de contenido de hierro (Tabla 1) mayores
que los reportados en la literatura lo cual puede deberse al suministro continuo de hierro
en forma soluble brindado. Garay (1996) señala que en las hojas de maca hay 0,248 mg/g
pero no indica el ecotipo ni el método de análisis utilizado. Y los valores que se
reportan para el hipocótilo son 0,166 mg/g en materia secada al aire (Dini et al., 1994),
14,7 mg/100 g (Castro, 1995) y 0,154 mg/g (Solís y Trigos (1995).
Asimismo todos estos valores de contenido de hierro en el hipocótilo de maca son
superiores a los encontrados en otras raíces y tubérculos andinos (Dini et al., 1994 y
Tapia, 1997) y no pueden incrementarse más aunque se le suministre dosis altas de hierro
asimilable durante el cultivo de la planta como se muestra en la Tabla 1 para hipocótilo.
En cambio para sus hojas la concentración de Fe incrementa a los 179 ddt, a diferencia
del hipocótilo, donde disminuye. Esto está indicando la buena absorción del elemento y
removilización hacia las hojas como se observa en las plantas hiperacumuladoras,
tolerantes al alto contenido de iones en su medio (Lasat y Kochian, 1997).
Finalmente, se puede indicar que un suministro de 5 ppm de hierro absorbible permite
obtener hipocótilos y en general una planta con alto contenido de hierro, por lo que este
nivel de tratamiento de hierro parece resultar suficiente para obtener concentraciones
altas de hierro en los hipocótilos de maca.
RECONOCIMIENTOS
Este trabajo se realizó con el apoyo del Proyecto “Andean Root and Tuber Crops:
Realizing the Promise of Forgotten Foods” de la Fundación McKnight.
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1 Laboratorio de Fisiología
Vegetal, Facultad de Ciencias Biológicas, UNMSM, E-mail: msunin@unmsm.edu.pe, Fax: 1 464 9110.
2 Laboratorio de Suelos. Facultad de Ciencias Físicas, UNMSM. E-mail: jbravoc@unmsm.edu.pe, Fax: 1 452 1343.
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