UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO

FACULTAD DE CIENCIAS PECUARIAS

CARRERA DE INGENIERÍA AGROPECUARIA

Unidad de Integración curricular previo

a la obtención del título de Ingeniero

Agropecuario.

Título de la Unidad de Integración Curricular:

“Efecto del nitrógeno en el contenido de proteína y saponina en quinua

(Chenopodium quinoa Willd), adaptada en la zona norte de la provincia

de Los Ríos”.

Autora:

Katiuska Del Rocio Campos Alvarado

Tutora de la Unidad de Integración Curricular:

Ing. Diana Verónica Véliz Zamora, MSc.

Mocache – Los Ríos – Ecuador

2019

ii

DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS

Yo, Campos Alvarado Katiuska Del Rocio, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi

autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación

profesional; y que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este

documento.

La Universidad Técnica Estatal de Quevedo, puede hacer uso de los derechos correspondientes a

este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su reglamento y por la

normatividad institucional vigente.

Campos Alvarado Katiuska Del Rocio

C.I. 0929065837

AUTORA

iii

Acreditada

FACULTAD DE CIENCIAS PECUARIAS UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO

CAMPUS LA MARÍA Km. 7 ½ Vía Quevedo-El Empalme, Entrada a Mocache

Teléfonos : FCP (Fax) 783 487 UTEQ (593-05) 750 320 / 751 430 / 753 302 Fax UTEQ : (593 –05) 753 300 / 753 303 / 752 177 E.mail.info@uteq.edu.ec /fcp_91@yahoo.es Quevedo – Los Ríos – Ecuador

CASILLAS Guayaquil

:10672 Quevedo : 73

La Primera Universidad Agropecuaria del País. Acreditada

CERTIFICACIÓN DE CULMINACIÓN DEL PROYECTO DE

INVESTIGACIÓN

El suscrito, Ing. Diana Véliz Zamora, Docente de la Universidad Técnica Estatal de

Quevedo, certifica que el estudiante Campos Alvarado Katiuska Del Rocio, realizó el

Proyecto de Investigación de grado titulado “EFECTO DEL NITRÓGENO EN EL

CONTENIDO DE PROTEÍNA Y SAPONINA EN QUINUA (Chenopodium quinoa

Willd), ADAPTADA EN LA ZONA NORTE DE LA PROVINCIA DE LOS RÍOS”.

Previo a la obtención del título de Ingeniera Agropecuaria, bajo mi dirección, habiendo

cumplido con las disposiciones reglamentarias establecidas para el efecto.

Ing. Diana Véliz Zamora

TUTORA UNIDAD INTEGRACIÓN CURRICULAR

Quevedo, 20 de noviembre del 2019

iv

Ingeniero

Rommel Ramos Remache

COORDINADOR DE CARRERA DE INGENIERÍA AGROPECUARIA

De mi consideración:

Dado que el suscrito es conocedor que el proyecto de investigación titulado “EFECTO

DEL NITRÓGENO EN EL CONTENIDO DE PROTEÍNA Y SAPONINA EN

QUINUA (Chenopodium quinoa Willd), ADAPTADA EN LA ZONA NORTE DE LA

PROVINCIA DE LOS RÍOS”. de autoría de la señorita Katiuska Del Rocio Campos

Alvarado, estudiante de la carrera de INGENIERÍA AGROPECUARIA, del cual fui

designado Profesor Tutor de Trabajo de investigación. Proyecto que ha sido analizado a

través de la herramienta URKUND, no incluyendo las listas de fuentes de comparación

entre las cuales se encuentran las páginas preliminares de caratula, declaración de

auditoria, certificación, agradecimientos, dedicatoria, índices, entre otras fuentes que no

son utilizadas en el texto de la tesis.

Por lo expresado, CERTIFICO que el porcentaje validado por el URKUND es de 8% de

similitud (Figura 1), el mismo que es permitido por el mencionado Software, por lo cual

solicito la continuación con los trámites pertinentes para solicitar fecha de sustentación del

proyecto de investigación de la señorita Katiuska Del Rocio Campos Alvarado.

Figura 1. Certificación del porcentaje de confiabilidad (92%) y similitud (8%) de URKUND.

Ing. Diana Véliz Zamora

TUTORA UNIDAD INTEGRACIÓN CURRICULAR

v

UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO

FACULTAD DE CIENCIAS PECUARIAS

CARRERA DE INGENIERÍA AGROPECUARIA

UNIDAD DE INTEGRACIÓN CURRICULAR:

Título de la Unidad de Integración Curricular:

“EFECTO DEL NITRÓGENO EN EL CONTENIDO DE PROTEÍNA Y SAPONINA

EN QUINUA (Chenopodium quinoa Willd), ADAPTADA EN LA ZONA NORTE DE

LA PROVINCIA DE LOS RÍOS”.

Presentado a la Comisión Académica como requisito previo a la obtención del título de

Ingeniero Agropecuario.

vi

AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios por todas las bendiciones que me brinda cada día, con su bendición llena

siempre a toda mi familia de salud y vida

A mis abuelos maternos y a mi madre por ser lo más hermoso que me regalo la vida en

especial a Serapia Macías Bustamante, Marino Alvarado Días y Vicenta Alvarado Macías

por su lucha y constancia en trabajar para poder salir adelante día tras día, junto con el

apoyo incondicional de mi padre Apolonio Campos García durante mi vida universitaria y

estar siempre presente cuando más lo necesito.

Agradezco a Juan Villacis Navas que cumplió un rol de padre apoyándome en el estudio

desde un inicio económicamente y moralmente

De igual manera a mi tío Fernando Alvarado Macías por el apoyo que me brindaba. A mi

tía Alexandra Alvarado Macías queme apoyo económicamente y siempre confió en mí, a

mi tío Ivanne Alvarado Macías y esposa Pilar Rizzo Pinto que siempre me acompañaban a

la práctica de campo. A todos mis tíos y tías que siempre estuvieron apoyándome, a mis

cuatro hermanos y dos sobrinas que son mi motor fundamental para salir adelante

A mis dos grandes amigas a la señorita Malena Álvarez Escaleras y Señora Carolina

Méndez Arévalo, por estar siempre apoyándome ya que han sido mi mano derecha todo

este tiempo, les agradezco por su desinteresada ayuda, por apoyarme cuando siempre lo

necesite, por aportar consideradamente en el recorrido de estudio universitario. Les doy las

gracias no solo por la ayuda brindada, si no por los buenos momentos en los que

convivimos juntas y por brindarme una verdadera amistad

A mi acompañante de vida señor José Santana Chávez por su apoyo y tiempo brindado con

mucho amor y paciencia durante este transcurso de mi vida universitaria.

.

vii

DEDICATORIA

Dedico el siguiente trabajo a Dios y a mis padres por el apoyo incondicional durante mi

formación académica, especial a mis dos madres Araceli Alvarado Macías y Serapia

Antonia Macías Bustamante, a mi padre abuelo Marino Alvarado Días y mi papá Apolonio

Campos García. Este logro es parte de ustedes familia por estar siempre brindándome

consejos y fuentes de inspiración para superar día a día.

viii

RESUMEN

El cultivo de quinua posee grandes bondades nutricionales siendo uno de los más

importantes la proteína. La investigación fue desarrollada en el Laboratorio de

Bromatología del Campus “La María” predios de la Universidad Técnica Estatal de

Quevedo, situada en el kilómetro 7,5 de la vía Quevedo El Empalme, cantón Mocache,

provincia de Los Ríos, se evaluó el genotipo 0-3 durante los meses de septiembre y octubre

del año 2019. Las variables establecidas para estudiar fueron: concentración de nitrógeno

en los granos (%), absorción de nitrógeno en grano (Kg N ha-1), determinación de saponina

(%), determinación de proteína (%) y concentración de nitrógeno en el suelo (ppm).

Utilizando un diseño completamente al azar (DCA) con 5 tratamientos y 5 repeticiones.

Para la comparación de medidas se aplicó la prueba de Tukey (5%), obteniendo

concentración de nitrógeno en los granos el T4 con 2,71%, absorción de nitrógeno en

grano en el T4 con 173,88 Kg N ha-1, determinación de saponina en el T4 con 0,19%,

determinación de proteína en los tratamientos T5 con 16,94% y T4 con 16,54%, mientras

que en concentración de nitrógeno en el suelo el T4 con 63,67 ppm. Con esta investigación

queda demostrado que el nitrógeno afecta de manera positiva el contenido de proteína en

granos de quinua.

Palabras claves: Grano andino, dinámica, fertilizante, grano, eficiencia.

ix

ABSTRACT AND KEYWORDS

Quinoa cultivation has great nutritional benefits, one of the most important being protein.

The research was developed in the laboratory of bromatology of the Campus "La María"

properties of the State Technical University of Quevedo, located at kilometer 7,5 of the

Quevedo – El Empalme highway, canton Mocache, province of Los Ríos, genotype 0-3

September and October 2019. The variables established to study were: nitrogen

concentration in grains (%), absorption of nitrogen in grain (Kg N ha-1), saponin

determination (%), protein determination (%) nitrogen concentration in the soil (ppm).

Using a completely randomized design (DCA) with 5 treatments and 5 repetitions.For the

comparison of measures the Tukey test (5%), obtaining nitrogen concentration in the

grains the T4 with 2.71%, absorption of grain nitrogen in the T4 with 173,88 Kg N ha-1,

determination of saponin in the T4 with 0.19%, determination of protein in the tr T5 ties

with 16,94% and T4 with 16,54%, while in nitrogen concentration in the soil the T4 with

63,67 ppm. This research has shown that Nitrogen positively affects the protein content in

quinoa grains.

Keywords: Andean grain, dynamic, fertilizer, grain, efficiency.

x

TABLA DE CONTENIDO

DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS .........................................................................ii

CERTIFICACIÓN DE CULMINACIÓN DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN ........................................... iii

AGRADECIMIENTO .............................................................................................................................. v

DEDICATORIA .................................................................................................................................... vii

RESUMEN ......................................................................................................................................... viii

ABSTRACT AND KEYWORDS ............................................................................................................... ix

TABLA DE CONTENIDO ........................................................................................................................ x

CÓDIGO DUBLÍN ............................................................................................................................... xvi

INTRODUCCIÓN. ................................................................................................................................. 1

CAPÍTULO I ......................................................................................................................................... 3

CONTEXTUALIZACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN .................................................................................... 3

1.1. Problema de investigación. ......................................................................................................... 4

1.1.1. Planteamiento del problema. .................................................................................................... 4

Diagnóstico…………………………………………………………………………………………..5

Pronóstico………… ........................................................................................................................... 5

1.1.2. Formulación del problema. ...................................................................................................... 5

1.1.3. Sistematización del problema. ................................................................................................. 5

1.2. Objetivos. ................................................................................................................................... 6

1.2.1. Objetivo general. ...................................................................................................................... 6

1.2.2. Objetivos específicos. .............................................................................................................. 6

1.3. Justificación. ............................................................................................................................... 6

CAPÍTULO II ........................................................................................................................................ 8

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA DE LA INVESTIGACIÓN ........................................................................ 8

2.1. Marco conceptual. ...................................................................................................................... 9

2.2. Marco referencial...................................................................................................................... 10

2.2.1. Generalidades. ........................................................................................................................ 10

2.2.2. Taxonomía. ............................................................................................................................ 10

2.2.3. Importancia del cultivo. ......................................................................................................... 11

2.2.4. Nitrógeno en el suelo. ............................................................................................................ 12

2.2.5. Valor nutritivo del cultivo de quinua. .................................................................................... 15

2.2.6. Calidad de la proteína. ........................................................................................................... 17

2.2.7. Saponina de la quinua. ........................................................................................................... 19

2.2.8. La quinua y sus beneficios a la salud humana. ...................................................................... 21

xi

CAPÍTULO III ..................................................................................................................................... 24

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ............................................................................................ 24

3.1. Localización y metodología. .................................................................................................... 25

3.1.1. Condiciones agroclimáticas. .................................................................................................. 25

3.2. Tipo de investigación. .............................................................................................................. 26

3.3. Métodos de investigación. ........................................................................................................ 26

3.3.1. Método comparativo. ............................................................................................................. 26

3.3.2. Método de observación. ......................................................................................................... 26

3.3.3. Método experimental. ............................................................................................................ 26

3.4. Fuentes de recopilación de información. .................................................................................. 26

3.5. Tratamiento de los datos. .......................................................................................................... 27

3.5.1. Análisis de la varianza. .......................................................................................................... 27

3.6. Instrumentos de investigación. ................................................................................................. 28

3.6.1. Concentración de nitrógeno en la planta y suelo ................................................................... 28

3.6.2. Absorción del N. .................................................................................................................... 28

3.6.3. Determinación del contenido de saponina. ............................................................................ 29

3.6.4. Determinación del contenido de proteína. ............................................................................. 30

3.7. Diseño de la investigación. ....................................................................................................... 31

3.8. Recursos humanos y materiales. ............................................................................................... 31

3.8.1. Material vegetativo. ............................................................................................................... 31

3.8.2. Materiales y equipos. ............................................................................................................. 32

3.9. Descripción del experimento. ................................................................................................... 33

CAPÍTULO IV ..................................................................................................................................... 34

RESULTADOSY DISCUSIONES ............................................................................................................ 34

4.1. Análisis de la concentración de N y N absorbidos disponibles en el tejido y grano. ................ 35

4.2. Concentración de nitrógeno en el suelo .................................................................................... 39

CAPÍTULO V ...................................................................................................................................... 41

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................................................... 41

CAPÍTULO VI ..................................................................................................................................... 43

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................... 43

6.1. Bibliografía. .............................................................................................................................. 44

CAPÍTULO VII .................................................................................................................................... 51

ANEXOS ............................................................................................................................................ 51

xii

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1.Taxonomía de la quinua. ..................................................................................................... 11

Tabla 2.Contenido de vitaminas y minerales de la quinua en 100 g de materia seca ....................... 16

Tabla 3. Comparativo del perfil nutricional de aminoácidos (AA) presentes en quinua, en relación a

otros alimentos (perfil de AA: %AA/100 g de proteínas. ................................................. 18

Tabla 4.Condiciones agroclimáticas del Campus “La María” ......................................................... 25

Tabla 5.ANDEVA. ........................................................................................................................... 27

Tabla 6.Descripción de los tratamientos .......................................................................................... 31

Tabla 7.Promedios de concentración de N y N absorbido en los tejidos, grano y total en plantas de

(Chenopodium quinoa Willd), bajo las diferentes disponibilidades de N en el campus

experimental “La María”. Quevedo 2018. .......................................................................... 37

Tabla 8. Promedio de cm espuma, saponina%, proteína % en los granos de (Chenopodium quinoa

Willd) bajo las diferentes disponibilidades de nitrógeno en Kg N ha-1............................. 39

xiii

ÍNDICE DE ECUACIONES

(Ecuación 1) Análisis de la varianza ................................................................................................ 28

(Ecuación 2) Absorción del N .......................................................................................................... 29

(Ecuación 3) Contenido de saponina (%) ......................................................................................... 30

(Ecuación 4) Porcentaje de proteina (%) .......................................................................................... 27

xiv

INDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1.La concentración de nitrógeno(N) y proteína del genotipo o-3 (Chenopodium quinoa

Willd), adaptada en la zona norte de la provincia de los ríos. ........................................................... 37

Ilustración 2. Los tratamientos en (Kg h-1) y ppm NH4+ en suelo), adaptada en la zona norte de la

provincia de Los Ríos. ...................................................................................................................... 39

xv

ÍNDICE DE ANEXOS

Anexo 1.Factores para la conversión de los valores de nitrógeno en proteínas. .............................. 52

Anexo 2. Cronograma de actividades. ............................................................................................. 53

Anexo 3. Protocolo del método Kjeldahl. ........................................................................................ 53

Anexo 4. Análisis de varianza para la variable concentración de N (%) en el grano a la cosecha de

la planta de quinua (Chenopodium quinoa Willd), enla eficiencia de utilización del

nitrógeno. .......................................................................................................................... 55

Anexo 5. Análisis de varianza para la variable concentracion de N (%) en los tejidos a la cosecha

de la planta de quinua (Chenopodium quinoa Willd), enla eficiencia de utilización del

nitrógeno. .......................................................................................................................... 55

Anexo 6. Análisis de varianza para la variable concentración de N (%) total a la cosecha de la

planta de quinua (Chenopodium quinoa Willd), enla eficiencia de utilización del

nitrógeno. .......................................................................................................................... 55

Anexo 7.Concentración de nitrógeno en el suelo en ppm NH4+ ...................................................... 56

Anexo 8.Análisis de varianza para la variable N absorbido en los tejidos a la cosecha de la planta

de quinua (Chenopodium quinoa Willd), enla eficiencia de utilización del nitrógeno. .... 56

Anexo 9. Análisis de varianza para lavariable N absorbido en el grano a la cosecha de la planta de

quinua (Chenopodium quinoa Willd), enla eficiencia de utilización del nitrógeno ......... 56

Anexo 10. Análisis de varianza para lavariable N absorbido total a la cosecha de la planta de

quinua (Chenopodium quinoa Willd), enla eficiencia de utilización del nitrógeno ......... 57

Anexo 11. Análisis de varianza para la variable cm de espuma del grano (Chenopodium quinoa

Willd) ................................................................................................................................ 57

Anexo 12.Análisis de varianza para la variable % de saponina del grano (Chenopodium quinoa

Willd) ................................................................................................................................ 57

Anexo 13. Análisis de varianza para la variable % proteína del grano (Chenopodium quinoa Willd)

.......................................................................................................................................... 58

Anexo 14. Cosecha del cultivo de quinua (Chenopodium quinoa Willd) ........................................ 58

Anexo 15. Recoleccion de las plantas de quinoa ............................................................................. 59

Anexo 16. Recolección de las panoja por tratamiento para extraer los grano................................. 59

Anexo 17.Granos de quinoa, genotipo O-3 ...................................................................................... 60

Anexo 18. Granos de quinua previa a la realización del análisis de saponina y proteína ................ 60

Anexo 19. Rotulación ....................................................................................................................... 61

Anexo 20. Pesado de los granos de quinoa ...................................................................................... 61

xvi

Anexo 21. Determinación de la saponina en quinua ........................................................................ 62

Anexo 22. Altura de la columna de espuma. .................................................................................... 62

CÓDIGO DUBLÍN

Título: “EFECTO DELNITROGENO EN EL CONTENIDO DE PROTEINA Y

SAPONINA EN QUINUA (Chenopodium quinoa Willd) ADAPTADA A LA

ZONA NORTE DE LA PROVINCIA DE LOS RÍOS”

Autor: Campos Alvarado Katiuska Del Rocío

Palabras clave: Grano

andino

Dinámica Fertilizante Grano Eficiencia

Fecha de

publicación:

Editorial:

Resumen: El cultivo de quinua posee grandes bondades nutricionales siendo uno de los

más importantes la proteína. La investigación fue desarrollada en el laboratorio

de bromatología del Campus “La María” predios de la Universidad Técnica

Estatal de Quevedo, situada en el kilómetro 7,5 de la vía Quevedo – El

Empalme, cantón Mocache, provincia de Los Ríos, se evaluó el genotipo 0-3

durante los meses de septiembre y octubre del año 2019. Las variables

establecidas para estudiar fueron: concentración de nitrógeno en los granos

(%), absorción de nitrógeno en grano (Kg N ha-1), determinación de saponina

(%), determinación de proteína (%) y concentración de nitrógeno en el suelo

(ppm). Utilizando un diseño completamente al azar (DCA) con 5 tratamientos

y 5 repeticiones.

Para la comparación de medidas se aplicó la prueba de Tukey (5%), obteniendo

concentración de nitrógeno en los granos el T4 con 2,71%, absorción de

nitrógeno en grano en el T4 con 173,88 Kg N ha-1, determinación de saponina

en el T4 con 0,19%, determinación de proteína en los tratamientos T5 con

16,94% y T4 con 16,54%, mientras que en concentración de nitrógeno en el

suelo el T4 con 63,67 ppm. Con esta investigación queda demostrado que el

Nitrógeno afecta de manera positiva el contenido de proteína en granos de

quinua.

Abstract Quinoa cultivation has great nutritional benefits, one of the most important

being protein. The research was developed in the laboratory of bromatology of

the Campus "La María" properties of the State Technical University of

Quevedo, located at kilometer 7,5 of the Quevedo – El Empalme highway,

xvii

canton Mocache, province of Los Ríos, genotype 0-3 September and October

2019. The variables established to study were: nitrogen concentration in grains

(%), absorption of nitrogen in grain (Kg N ha-1), saponin determination (%),

protein determination (%) nitrogen concentration in the soil (ppm). Using a

completely randomized design (DCA) with 5 treatments and 5 repetitions.

For the comparison of measures the Tukey test (5%), obtaining nitrogen

concentration in the grains the T4 with 2.71%, absorption of grain nitrogen in

the T4 with 173,88 Kg N ha-1, determination of saponin in the T4 with 0.19%,

determination of protein in the tr T5 ties with 16,94% and T4 with 16,54%,

while in nitrogen concentration in the soil the T4 with 63,67 ppm. This

research has shown that Nitrogen positively affects the protein content in

quinoa grains.

Descripción: 84 hojas: dimensiones, 29 x 21cm + CD-ROM

URI:

1

INTRODUCCIÓN.

La quinua (Chenopodium quinoa Willd.) es una planta amarantácea que ha sido reconocida

por siglos como un importante cultivo alimenticio en los Andes de Sudamérica. Sus granos

son de los más empleados en la alimentación humana debido a su alto aporte nutricional.

Por ello, la FAO considera a la quinua como el alimento principal para asegurar una

nutrición adecuada en humanos. En este siglo, ya que brinda una importante cantidad de

proteínas y compuestos bioactivos superando en valor biológico a los tradicionales granos

de cereales(1),(2).

En los últimos años se le está dando la adecuada importancia a este cultivo, dadas las

excelentes cualidades alimenticias, nutritivas y tecnológicas (especialmente por su alto

contenido en proteínas: 10,8%-19,2%, junto con la alta calidad de aminoácidos)(3).

Tanto en forma de grano, como en concentrado o aislado de proteína, la quinua ofrece

alternativas a las proteínas de origen animal, pudiendo llegar a suplir las necesidades

proteicas de una población en constante crecimiento(4).

El contenido de nitrógeno (N) presente en las semillas permite conocer la dinámica de

absorción de N hacia las semillas, desde el suelo y a través de la planta, para conformar

estructuras de aminoácidos, proteínas y demás moléculas nutricionales y funcionales. Así

como, el contenido de lignina, que es de terminante en la palatabilidad de la quinua juega

un papel importante en la digestibilidad del grano(5).

Bajo condiciones controladas C. quinoa ha demostrado ser eficiente en la absorción de

nitrógeno; la biomasa, el índice de cosecha y el contenido de proteínas se correlacionan

positivamente con la fertilización con N(6). La absorción de dicho elemento mejora el

rendimiento delos cultivares, al aumentar el índice del área foliar y la intercepción de la

radiación fotosintéticamente activa(7). No obstante, la quinua responde a la aplicación de

nitrógeno no solo aumentando el crecimiento y el rendimiento del cultivo, sino también en

la calidad del grano(8).

2

Otro componente presente en la quinua son las saponinas. Estas son el principal factor

antinutricional de los granos de quinua. Se encuentran mayormente en la cáscara siendo las

causantes del sabor amargo, se distinguen de amargas y dulces. Poseen grandes

propiedades que engrandece su ocupación hemolítica y antiinflamatoria, tiene una

característica antitumoral, fungicida, molusquicida; su funcionalidad depende de la

diversidad estructural y conformación al que adoptan estos componentes(9).

Es por lo expuesto anteriormente, que mediante la presente investigación se pretende

determinar el contenido de proteína y saponina bajo el efecto de distintos niveles de

fertilización nitrogenada en el cultivo de quinua adaptada a la zona norte de la provincia de

Los Ríos, el experimento de campo y los análisis químicos se realizarán en el Campus “La

María” de la Universidad Técnica Estatal de Quevedo, a excepción del contenido de

proteína y nitrógeno, cuyas muestras fueron enviadas y analizadas en el laboratorio

acreditado.

CAPÍTULO I

CONTEXTUALIZACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

4

1.1. Problema de investigación.

1.1.1. Planteamiento del problema.

El consumo de proteínas es uno de los principales factores para mantener la salud humana.

Debido a los mayores costos para la producción de proteínas animales y la gran cantidad

de recursos que se requieren, las fuentes de proteínas de origen vegetal son de creciente

interés. Además, la incidencia de alergias e intolerancias con respecto a las proteínas del

huevo o la leche ha aumentado. Actualmente, los cereales, pseudo-cereales y las legumbres

representan las principales alternativas, tanto para la nutrición humana como animal. Por lo

tanto, la identificación de fuentes de proteínas nuevas y sostenibles es de gran relevancia.

La quinua podría ser un candidato adecuado, ya que presenta un alto contenido de

proteínas y minerales con un perfil de aminoácidos bien equilibrado y que además carece

de gluten(10).

Este magnífico valor nutritivo logra ser una buena alternativa de alimentación que ayuda a

contrarrestar la desnutrición en Ecuador son flagelos que azotan a la población adulta y

escolar, principalmente(11).A pesar de ello, las investigaciones sobre este importante

producto han apuntado mayormente a su etapa en cultivo, relegando muchas veces lo más

importante, que es su valor alimenticio y nutricional.

Razón por la cual, mediante la presente investigación se plantea determinar el contenido de

proteína y saponinas en granos de quinua, provenientes de un genotipo adaptado a las

condiciones agroclimáticas de la provincia de Los Ríos, y fertilizados con distintas dosis de

N, para de esta manera determinar como la interacción de este elemento, sumada a las

condiciones agroclimáticas y la genética del cultivo, influyeron sobre el contenido

bromatológico de los granos.

5

Diagnóstico.

En base a la investigación preliminar realizada por Franco (12), se pudo conocer que la

aplicación de fertilizante nitrogenado surte un efecto positivo en los cultivares de quinua

en las condiciones agroclimáticas de la provincia de Los Ríos; sin embargo, se desconoce

si las distintas dosis evaluadas surtirán el mismo efecto sobre el contenido de proteína y

saponina presentes en los granos.

Pronóstico.

A partir del presente ensayo se determinará la dosificación de fertilizante nitrogenado

aplicado en la fase de cultivo que obtenga mejores resultados en la acumulación de

proteína y saponina en granos de quinua del genotipo O-3, en las condiciones

agroclimáticas de la provincia de Los Ríos.

1.1.2. Formulación del problema.

¿Podrán las distintas dosis de fertilizante nitrogenado aplicado durante la fase de cultivo,

influir en el contenido de proteínas y saponinas presentes en los granos de quinua del

genotipo O-3, cultivado en las condiciones agroclimáticas de la provincia de Los Ríos?

1.1.3. Sistematización del problema.

¿Qué cantidad de nitrógeno habrán extraído del suelo los distintos tratamientos al final del

ciclo productivo?

¿Qué efectos tendrá la cantidad de nitrógeno asimilado por la planta en el contenido de

proteína de los granos de quinua?

¿Podrá ejercer algún efecto la asimilación de nitrógeno sobre el contenido de saponina en

los granos de quinua?

6

1.2. Objetivos.

1.2.1. Objetivo general.

Evaluar el efecto del nitrógeno en el contenido de proteína y saponina en quinua

(Chenopodium quinoa Willd), adaptada en la zona norte de la provincia de Los Ríos.

1.2.2. Objetivos específicos.

Determinar la concentración de nitrógeno en los tejidos, granos y suelo de los distintos

tratamientos nitrogenados antes de la siembra y al final del ciclo productivo.

Cuantificar el efecto del nitrógeno sobre el contenido de proteína en el grano de

quinua, genotipo(O-3).

Evaluar el efecto del nitrógeno sobre el contenido de saponina en el grano de quinua,

genotipo (O-3).

1.3. Justificación.

La quinua es un pseudo-cereal tradicionalmente consumido por las culturas andinas que

está atrayendo la atención en todo el mundo como un alimento funcional. Debido a su

tolerancia a condiciones ambientales extremas y sus propiedades biológicas y nutricionales

ha sido definida como “uno de los granos del siglo XXI”. Además de su alto contenido en

proteínas, lípidos, fibra, vitaminas, minerales y su excelente balance de aminoácidos

esenciales, se ha encontrado que contienen numerosos fitoquímicos como: saponinas,

fitoesteroles, fitoecdisteroides, fenoles y péptidos bioactivos(13).

Estos compuestos pueden ejercer efectos beneficiosos sobre la salud metabólica,

cardiovascular y gastrointestinal(13), reduciendo el factor de riesgo de enfermedades

crónicas atribuibles a su actividad anti-oxidante, antiinflamatoria, inmuno modulatoria y

anti-carcinogénica, entre otras(1).Por tales razones, al conocer que es la primordial opción

7

de seguridad y soberanía alimentaria consideraron que el 2013 es el año internacional de la

quinua, según la FAO(5).

Sin duda uno de los componentes que mayor peso tiene dentro de los parámetros de

calidad de la quinua, es la proteína. Su contenido proteico es mayor respecto a otros

cereales como son el maíz (Zea mays), trigo (Triticumaestivum), arroz (Oryza sativa) con

9,4%-8,9%-8,6%, respectivamente. El principal problema para la utilización de la semilla

es el contenido de saponinas, que son triterpenoides glicosídicos y los que normalmente se

encuentran en un rango de 0,3% a 2,0%, otorgándole un sabor amargo(14).

De acuerdo a lo anterior, y considerando la falta de antecedentes que indiquen la respuesta

a la fertilización nitrogenada en el cultivo de quinua sobre el contenido de proteína y

saponinas en el grano, se considera importante desarrollar la presente investigación, con el

objetivo de determinar la influencia del N, sobre la composición bromatológica de granos

de quinua provenientes de un genotipo adaptado a la zona norte de la provincia de Los

Ríos, lo cual permitirá entender la relación aparente entre la cantidad de nitrógeno

absorbida por la planta y traslocado a los granos, sobre la composición de los mismos.

CAPÍTULO II

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA DE LA INVESTIGACIÓN

9

2.1. Marco conceptual.

Quinua.

Es un cultivo originario de la región andina y es miembro del género Chenopodium.

Pertenece al grupo de cultivos conocidos como pseudo-cereales, que incluye otros

chenópodos, amarantos y trigo sarraceno domesticados. El grano tiene un alto contenido de

proteínas con abundancia de aminoácidos esenciales y una amplia gama de vitaminas y

minerales(15).

Seguridad alimentaria.

Es el acceso físico, social y económico a alimentos suficientes, inocuos y nutritivos que le

permite al consumidor satisfacer sus necesidades energéticas diarias y preferencias

alimentarias, para llevar una vida activa y sana de forma permanente(16).

Fertilización nitrogenada.

Los fertilizantes nitrogenados varían en la concentración de nitrógeno y en la forma en la

que se agregan al suelo y los cultivos. La elección del fertilizante depende del pH y

contenido de humedad del suelo, nitrógeno disponible en el suelo, disponibilidad del

fertilizante, disponibilidad del equipo de aplicación del fertilizante y costos por unidad de

N ha-1(17).

Proteínas.

Las proteínas son biomoléculas formadas básicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno y

nitrógeno. Pueden además contener azufre y en algunos tipos de proteínas, fósforo, hierro,

magnesio y cobre entre otros elementos(18).

10

Saponinas.

Las saponinas constituyen un amplio grupo de heterósidos muy frecuentes en los vegetales.

Se caracterizan por sus propiedades tenso-activas; se disuelven en agua formando

disoluciones espumosas(19).

2.2. Marco referencial.

2.2.1. Generalidades.

La quinua (Chenopodium quinoa Willd.) es un cultivo originario de la zona andina. La

semilla es resistente a la sequía y las heladas y frecuentemente se cultiva en suelos pobres,

esta fue cultivada ampliamente en la región andina por culturas precolombinas hace 500

años, su origen se ubica en la región del lago Titicaca y constituye históricamente uno de

los principales alimentos en la dieta de los pobladores andinos.

La quinoa, es un vegetal andino que demuestra una gran expansión, tiene una amplia

variedad de especies silvestres y precedentes, en los contornos del lago Titicaca de Perú y

Bolivia. La franja andina es considerada uno de los ocho mayores sitios de domesticación

de plantas labradas en el planeta tierra, comenzando uno de los sistemas agrícolas más

sostenibles y con mayor variedad genética(20).

2.2.2. Taxonomía.

La quinua es una. especie Chenopodium es primordial en la familia Amaranthaceae y

tiene una amplia gama de repartición universal, cerca de 250 especiee que se clasifica en

la división Magonoliophyta, clase Magnoliopsida, subclase Caryophyllidae, orden

Caryophyllales, familia Amaranthaceae, género Chenopodium, sección Chenopodia y

subsección Cellulatas(21).

11

Por lo tanto, Forest(22)expone clasificación taxonómica, como se puede apreciar en la

tabla 1.

Tabla 1.Taxonomía de la quinua.

Fuente(22)

2.2.3. Importancia del cultivo.

La quinua tiene un gran valor social, teniendo en cuenta que en el altiplano se concentra la

mayor población rural, con elevados niveles de pobreza y desnutrición. Los cultivos son

desarrollados por el núcleo familiar (en pequeña escala), que además crían llamas que

sirven de alimento, pero también aportan el excremento utilizado como abono orgánico de

esos mismos cultivos, manteniendo de esa forma la fertilidad del suelo. La importancia

económica de estos granos es destacable no solo a nivel del mercado local sino también del

internacional mediante exportación. Es por eso que mediante la participación de la

agroindustria, las opciones económicas se acrecientan considerablemente (23).

La plantación de la quinoa es uno de los cultivos más adaptables en distintos tipos de

suelos agroecológicos. Se desarrolla en humedades referentes a 40% y 88%, tolera

temperaturas a partir de 4°C y 38°C. son unas de las plantaciones más eficaz en cuanto al

consumo de recursos híbridos, soporta el déficit de humedad presente en el suelo, y accede

a rendimientos tolerables con una rapidez de 100 a 200 mm(23).

Taxonomía Categoría

Reino Plantae

División Magnoliophyta

Clase Magnolipsida

Orden Caryophyllales

Familia Amaranthaceae

Subfamilia Chenopodioideae

Genero Chenopodium

Especie Quinoa

12

La NASA también la incluyó para alimentar a sus tripulantes en los viajes espaciales de

larga duración por ser un alimento de composición nutritiva excelente, de aprovechamiento

integral, su breve ciclo de cultivo y su capacidad de crecer en ambientes adversos.

En la quinua se observa que es uno de los cultivares que tiene más de tres mil variedades o

genotipos, sembrados como silvestres determinando cinco clases de genotipos primordiales

conforme a la intensidad delos valles interandinos, salares y de las Yungas con una altitud

al nivel del mar en el altiplano(23).

Existen diferentes variedades de quinua en la actualidad que demandan una de las grandes

alternativas alimenticias de origen vegetal para suplementar la albumina animal. Además,

la quinua puede ser consumida por personas con celiaquía ya que no contiene gluten (24).

Este obtiene distintas maneras de representación lo cual le da la oportunidad de poder crear

un sinnúmero de productos. La quinua tiene la capacidad de alimentar eficientemente la

demanda creciente de la población(25).

2.2.4. Nitrógeno en el suelo.

Se encuentra el nitrógeno en la superficie de diferente manera: amonio (NH4+), nitrito

(NO2-), nitrato (NO3-), óxido nitroso (N2O), óxido nítrico (NO) y nitrógeno elemental (N2),

quienes están considerados inertes mientras que hay microorganismos fijadores de

nitrógeno. El nitrógeno inorgánico y mineralizado es la única forma para que la planta lo

pueda aprovechar siendo este el resultado final del proceso de descomposición. Las formas

asimilables son (NH4+, NO2-, y NO3-) los cuales conforman el 2 y 5% del nitrógeno total

del suelo. Existen microorganismo como las bacterias que realizan el trabajo de fijación de

nitrógeno(12).

2.2.4.1. Fertilización nitrogenada en la quinua.

El nitrógeno es esencial para el funcionamiento de las plantas. Forma parte de todas las

células vivientes, las plantas necesitan grandes cantidades de nitrógeno. Es fundamental

para el crecimiento, por constituir aminoácidos, proteínas, lecitinas, ácidos nucleicos y

forma parte de la molécula de clorofila, forma parte de las estructuras básicas de los

cloroplastos, aumenta la capacidad de producción, pero hasta cierto punto, posterior a él se

13

perjudica la calidad. El nitrógeno se encuentra en el suelo principalmente como nitrato

(NO3-)y amoniaco (NH3) o amonio (NH4+).También existe en la forma elemental (N2) y en

forma orgánica como proteínas (materia orgánica) y urea (26).

Las raíces absorben el nitrógeno ya sea en forma de amonio (NH4+) o de nitrato (NO3-). Sin

embargo, las plantas absorben la mayoría del nitrógeno como nitrato (NO3-) y de esta

forma es trasportado hacia las hojas. En este sitio el nitrato (NO3-) sufre una serie de

transformaciones que terminan en la formación de proteínas y otros compuestos

nitrogenados. Con una fertilización adecuada lograremos un crecimiento rápido, gran

desarrollo de hojas y brotes, acompañado de un intenso color verde oscuro, provocando un

buen rendimiento (26).

El nitrógeno cumple funciones vitales dentro de los seres vivos, encontrándose dentro de

las plantas tanto en formas orgánicas como inorgánicas. Estas últimas son en realidad de

escasa magnitud, estando la mayoría como NO3-, única forma inorgánica capaz de ser

almacenada. Por lo tanto, dentro de la planta la mayoría del nitrógeno se encuentra en

forma orgánica. Este nutriente juega un rol esencial en el crecimiento del vegetal, ya que es

constituyente de moléculas como: clorofila, aminoácidos esenciales, proteínas, enzimas.

nucleoproteínas, hormona, trifosfato de adenosina (ATP). Además, el nitrógeno es esencial

en muchos procesos metabólicos. Como, por ejemplo, la utilización de los carbohidratos

(26).

Una fertilización de 80-60-00, pero supeditado al análisis físico químico del suelo

corresponde al momento de la siembra, la primera parte de nitrógeno y todo de fosforo, y

la segunda aplicación de nitrógeno al momento del primer deshierbo o aporque. La quinua

en su etapa vegetativa responde positivamente a la aplicación de nitrógeno. La quinua es

exigente a los nutrientes principalmente el nitrógeno, calcio, fósforo y potasio(26).

2.2.4.2. Efectos del excesivo uso del nitrógeno en el suelo.

Los métodos de producción agrícola en la calidad del suelo, han rebelado que altos aportes

de N agotan el carbón del suelo, atrofian su capacidad para retener agua - e irónicamente -

también agotan el N del suelo, aunque el N sea fundamental para el crecimiento vegetal, la

14

aplicación de grandes cantidades de N como fertilizante inorgánico es perjudicial para el

suelo. Y también perjudicial para el agua(27).

2.2.4.3. Nitrógeno en las diferentes partes de la planta de quinua.

La transformación de proteínas en diversos órganos es diferente. Algunos de estos aspectos

se expresan en los cambios en la calidad de nitrógeno total en las raíces, los tallos, las

hojas y las semillas, desde la plántula hasta la madurez. Para tener conocimiento de esto

transformamos del valor proteico presente en la planta de quinua a nitrógeno total(28).

2.2.4.4. Nitrógeno en los granos de quinua.

El nitrógeno juega un rol importante en la etapa vegetativa de la quinua aumentando

considerablemente la capacidad fotosintética, ayudando al desarrollo de sus órganos que

finalmente van a poner en descubierto el poder del rendimiento. La cantidad de proteína se

relaciona directamente al nitrógeno absorbido por la planta en la edad de madurez de

granos(29).

2.2.4.5. Relación Nitrógeno total – Proteína.

Los valores de las “proteínas brutas” se han calculado multiplicando el nitrógeno total (N)

por un determinado factor de conversión(28). Este factor era al principio 6,25, tomando

como base la hipótesis de que las proteínas contenían un 16% de N, actualmente se sabe

que las proteínas de origen vegetal contienen más N, por lo que se requiere un factor más

bajo(28).

Para medir el contenido de nitrógeno de una amplia gama de proteínas, existe una serie de

factores específicos para distintas categorías de alimentos(28). Estos factores se pueden ver

en el anexo 1, los cuales se han adoptado de manera generalizada y son utilizados por la

FAO/OMS(28), (30).

15

2.2.5. Valor nutritivo del cultivo de quinua.

La quinua está conformada por proteínas, lípidos, vitaminas, fibra y minerales y

aminoácidos esenciales lo que define ser de gran valor nutritivo esto se debe

principalmente al alto valor biológico de sus proteínas y a su extensa gama de minerales y

vitaminas(31).

2.2.5.1. Fibra.

Los presencia de fibra en las semillas de quinua, al igual que la proteína es muy variable,

indicando que cerca del 6% del peso total del grano es fibra, haciéndose importante en el

consumo para regular la digestibilidad intestinal, aumento de la flora benéfica, mejora los

niveles de colesterol y facilita la absorción de nutrientes en el organismo(32).

2.2.5.2. Carbohidratos.

Los carbohidratos se hallan entre rangos de 58 y 68% de almidón y un 5% de azúcares en

las semillas de quinua, lo que la convierte un origen óptimo de energía que se sueltan en el

organismo lentamente por su significativo conjunto de fibra(33).

2.2.5.3. Grasas.

La grasa en el cultivo de quinoa en su totalidad es monoinsaturadas y poliinsaturadas.

Tienen beneficios en el organismo cuando se la incluyen en la alimentación, son esenciales

para la alineación de la estructura y la función del sistema nervioso y visual del ser

humano. Su consumo reduce el nivel de colesterol(34).

2.2.5.4. Vitaminas.

La quinoa tiene un gran contenido de vitaminas del complejo B, C y E, su contenido de

vitamina B y C es mayor al trigo. Posee grandes cantidades de caroteno y niacina (B3).

Sujeta sustancialmente más riboflavina (B2), tocoferol (vitamina E) y caroteno que el trigo

y el arroz(35). A continuación, en la tabla 2 se muestra el contenido de vitaminas y

minerales en 100g de materia seca de quinua.

16

Tabla 2.Contenido de vitaminas y minerales de la quinua en 100 g de materia seca

Minerales Vitaminas mg./100 g de material seca

Potasio (K) 697 mg Vitamina A (carotenos) 0,12-0,53

Magnesio (Mg) 270 mg Vitamina E 4,60-5,90

Sodio (Na) 11,5 mg Tiamina 0,05-0,60

Cobre (Cu) 3,7 mg Riboflavina 0,20-0,46

Manganeso (Mn) 37,5 mg Niacina 0,16-1,60

Zinc (Zn) 4,8 mg Ácido ascórbico 0,00-8,50

Calcio (Ca) 127 mg

Fósforo (P) 387 mg

Hierro (Fe) 12 mg

Fuente:(36).

2.2.5.5. Proteínas.

Laproteínaqueposeeelgranodequinuaseencuentraenmayorconcentraciónen el embrión,

a pesar de que también está distribuida a lo largo de todos los tejidos del grano. La

característica principal del grano de quinua es que al consumir lo suministra todos los

aminoácidos fundamentales que se requiere en la nutrición humana(37).

El contenido de proteína media reportado en la literatura para quinua está entre 12% -23%,

la cual es de alta calidad muy parecida a la del huevo y la leche. En comparación con los

granos de cereales, el contenido de proteína total de quinua 16,3% en base seca, es mayor

que la de la cebada (11%), arroz (7,5%), o el maíz (13,4%), y es comparable a la de trigo

(15,4%). Las albúminas y globulinas son las principales proteínas de almacenamiento en la

quinua. Las proteínas de quinua se han caracterizado mediante electroforesis, considerando

la relación que guarda la nutrición con el estado de salud, las proteínas después de ciertos

procesos químicos o térmicos pueden dar péptidos con actividad biológica para ayudar a

reducir la actual epidemia de enfermedades crónicas degenerativas que afectan a un amplio

sector de la población mundial.

17

Además de impactar el mercado de alimentos, donde el rubro de alimentos funcionales

crece a un ritmo del 20% anual. El futuro de los alimentos funcionales es predecible, pues

la preocupación por la salud conlleva al aumento de la demanda de este tipo de productos

por parte de los consumidores y al desarrollo de nuevos productos funcionales basados en

efectos cuantificables sobre la salud. En este sentido, las primeras afirmaciones acerca del

potencial nutracéutico de las proteínas y los péptidos derivados de ellas, se basaron en

estudios in vitro y en limitadas intervenciones clínicas. Aún es necesario evaluar aspectos

fundamentales como la producción a gran escala, la estabilidad e interacción con diferentes

matrices alimentarias, la estabilidad gastrointestinal, la biodisponibilidad y los posibles

efectos secundarios de su consumo prolongado.

Se ha descrito que cualquier proteína independientemente de sus funciones y calidad

nutricional, puede ser empleada para generar péptidos con actividad biológica, potenciando

así el uso de proteínas de origen no convencional o subutilizadas, como proteínas vegetales

provenientes de fuentes silvestres, residuos de pesquerías, subproductos de la extracción de

aceites, etc (38).

2.2.6. Calidad de la proteína.

La calidad proteica depende del contenido de los aminoácidos (AA) esenciales presentes

en el alimento, la determinación se realiza al comparar el contenido de los AA esenciales

del producto con respecto a los AA esenciales de la leche o del huevo, la quinua contiene

proteínas de alta calidad y es ideal para mejorar el valor nutricional de ciertos alimentos,

como se observa en la tabla 3 el contenido de aminoácidos de la quinua (36).En la

siguiente tabla se muestra el perfil nutricional de aminoácidos de la quinua y otros

alimento

18

Tabla 3. Comparativo del perfil nutricional de aminoácidos (AA) presentes en quinua, en

relación a otros alimentos (perfil de AA: %AA/100 g de proteínas.

Aminoácidos Quinua Trigo Leche

Histidina 4.6 1,7 1,7

Isoleucina 7,0 3,3 4,8

Leucina 7,3 5,8 7,3

Lisina 8,4 2,2 5,6

Metionina 2,1 2,1 2,1

Fenilalanina 5,3 4,2 3,7

Treonina 5,7 2,7 3,1

Triptófano 0,9 1,0 1,0

Valina 7,6 3,6 4,7

Ácido aspártico 8,6 - -

Ácido glutámico 16,2 - -

Cisteina 7,0 - -

Serina 4,8 - -

Tirosina 6,7 - -

Argina 7,4 3,6 2,8

Prolina 3,5 - -

Alanina 4,7 3,7 3,3

Glicina 5,2 3,9 2,0

*AA esenciales.

Fuente:(36).

2.2.6.1. Importancia de proteína en la quinua.

La importancia de las proteínas de la quinua se debe a la calidad de las mismas(39). La

quinua es la fuente natural de albúmina vegetal favorece al progreso e incremento del

organismo, mantiene la temperatura y energía del cuerpo, tiene un valioso valor

alimenticio por las diversas combinaciones de aminoácidos fundamentales que le confieren

un alto valor biológico superior al trigo, arroz y maíz, y comparable solo con la leche, la

carne y el huevo. Como fuente de proteína vegetal, es fácil de digerir y combinada con

otros alimentos forma una dieta completa y balanceada que pueden sustituir alimentos de

origen animal(40).

19

2.2.6.2. Beneficios de las propiedades químicas de la quinua.

Ayudan la conformación de mezclas.

Se diluyen en agua y alcohol; su agitación causa la formación de espuma firme y

abundante.

Tiene propiedades purificadoras; ya que su esteroide o triterpénico es posible en lípidos

y sus azúcares son solubles en agua (41).

2.2.7. Saponina de la quinua.

Las saponinas son sustancias que aportan sabor amargo a la quinua y están ubicadas

principalmente en la parte externa del grano, denominado pericarpio. Las saponinas

deben ser eliminadas, ya que son un factor anti-nutricional para el consumidor. Estás

se eliminan con varios lavados (agua) y agitación constante, lo que permite quitar el

sabor amargo o astringente que le proporciona al grano(42).

Se da el nombre de saponinas a un grupo de glicósidos esteroidales que están ubicados en

distintos lugares de la planta y que al disolverse en agua disminuyen la tensión superficial

de esta, por lo tanto al agitar sus soluciones, se formara una espuma abundante y

relativamente estable, de allí que proviene del latín “sapo” que significa jabón(43).

Se encuentran como glicósidos esteroideos alcaloides o bien glicósidos triterpenos. Son por

tanto triterpenoides o esteroides que contienen una o más moléculas de azúcar en su

estructura. Se pueden presentar como agliconas, es decir, sin el azúcar (el terpeno sin el

azúcar, por ejemplo), en cuyo caso se denominan sapogeninas. La adición de un grupo

hidrofílico (azúcar) a un terpenoide hidrofóbico da lugar a las propiedades surfactantes o

detergentes similares al jabón que presentan las saponinas(44).

2.2.7.1. Relación saponina-suelo.

El suelo es el recurso más importante para las plantas al momento de la nutrición, ya que

contiene gran parte de los minerales necesarios para desarrollar las actividades fisiológicas

20

y metabólicas, que junto con los microorganismos actúan en correlación y en muchos casos

en coevolución para satisfacer las necesidades uno del otro. Sin embargo, a las

Chenopodiaceas no se les reconocen hasta ahora poblaciones simbióticas a nivel

rizosférico que aporten a la nutrición de la planta y que favorezcan el desarrollo de éstas en

condiciones edafoclimáticas adversas(45).

No obstante, las características físicas, químicas y microbiológicas del suelo, generan

efectos en la síntesis de sustancias como metabolitos primarios y secundarios que aportan

al normal desarrollo de la planta, creando barreras de protección ante agentes bióticos y

abióticos, dado que la toma de elementos como nitrógeno (N), fosforo (P) y potasio (K)

son absorbidos en mayor cantidad y hacen parte de la estructura de algunos compuestos del

grupo de los glucósidos dentro de los que se encuentra la saponina(45).

Algunos estudios se han enfocado en el efecto que tiene la salinidad edáfica y la irrigación

en el contenido de la saponina, estimulada a través del estrés que estos causan cuando están

con déficit de agua o en encharcamiento; sin embargo, se afirma que cuando las plantas de

quinua son expuestas a estos factores, la presencia de este grupo de metabolitos

secundarios se reduce, lo que podría influir en el potencial agroindustrial de las semillas.

No obstante, se ha determinado que, por el contrario, la quinua aumenta su contenido de

saponina en semilla cuando esta se encuentra en estrés por déficit hídrico, siendo las

condiciones del suelo un factor importante en la concentración de saponina según la

variedad y el entorno(45).

2.2.7.2. Estructura química de la saponina.

Químicamente, son carbohidratos con glicina (fragmento independiente de glucósido)

policíclica que puede ocurrir en la forma de un esteroide o altura triterpenoides atada a

través del carbono C3por medio de un enlace etéreo a una cadena lateral de azúcares. Esta

característica es la base de su capacidad para formar espuma. Las saponinas son percibidas

como amargas, y esto reduce las características organolépticas y palatabilidad de los

productos ricos en ellas. Sólo algunas (generalmente aquellas con aglicona triterpenoica)

tienen un buen sabor (46).

21

Dependiendo del tipo de genina presente las saponinas pueden dividirse en:

Saponinas esteroidales: (Liliáceas, Dioscoreáceas y Solanáceas), mayoritariamente se

encuentran en las monocotiledóneas, dentro de este grupo también se encuentran los

alcaloides esteroidales.

Saponinas triterpénicas: (Umbelíferas, Leguminosas, cariofiláceas, Araliáceas,

Ramnáceas, etc.) son comunes en algunos animales marinos y el las dicotiledóneas(47).

2.2.7.3. Usos de las saponinas.

En la actualidad, se han desarrollado nuevas investigaciones sobre la importancia del uso

de las saponinas en la industria. Obteniéndose varias aplicaciones tales como: preparación

de jabones, detergentes y champús, industrias cosméticas y farmacéuticas. Además, las

saponinas están siendo estudiadas para sus propiedades insecticidas, antibióticas y

fungicidas(48).

2.2.8. La quinua y sus beneficios a la salud humana.

La quinoa esta presentado un consumo evidente por las personas que están totalmente de

acuerdo a cambiar su ritmo de alimentación para mejorar su salud y sus rutinas

alimentarias, demostrando que es uno de los mejores “alimentos funcionales” (ayuda a

prevenir diferentes enfermedades y/o ejerciendo promoción de la salud).Este alimento, por

sus características nutricionales superiores, puede ser muy útil en las etapas de desarrollo y

crecimiento del organismo(35).

Su excepcional riqueza en aminoácidos que confiere la quinoa tiene diferentes tipos de

sustancias medicinales muy atrayentes. Por lo tanto, la disponibilidad de lisina en la quinoa

es el aminoácido fundamental más exuberante en sus semillas, hablamos de cuantiosas

contribuciones tanto en la asistencia en la compensación celular, formación de antitoxinas,

beneficias la función gástrica, ayuda al transporte y absorción de calcio, participa en el

metabolismo de ácidos grasos, incluso tiene la características de paralizar o retrasar

conjuntamente con la vitamina C, solo por describir un sinnúmero actividades terapéuticas.

22

Es por aquello que la isoleucina, leucina y valina trabajan juntos en la creación de energía

muscular, avisan la afectación al hígado, optimizan los trastornos neuromusculares y

permiten conservar en equilibrio los porcentajes de azúcar en la sangre, entre otras

funciones. Por lo que respecta a se ha descubierto que la metionina es usada por el hígado

para crear sadenosi-metionina, una sustancia eficaz en el tratamiento de enfermedades de

tipos hepáticas, depresión, osteoartritis, trastornos cerebrales, fibromialgia y fatiga crónica,

entre otras dolencias(49).

También, opera como un poderoso agente detoxificador que reduce de una forma

significativa los niveles de metales pesados en el cuerpo ofrece una protección

fundamental.

La quinua tiene cantidades importantes de fenilalanina un estimulante cerebral una de las

piezas primordiales que dan alivio al dolor y la depresión que estos emiten señales a los

neutransmisores entre otras, Treonina actúa como desintoxicación del hígado, transforma

el colágeno y elastina, facilitando la absorción de otros nutrientes. Tripófano es u iniciador

cercano del neurotransmisor serotonina el cual se lo utiliza con éxito en caso de depresión,

estrés, ansiedad, insomnio o actitud compulsiva (49).

Por lo que respecta a, los aminoácidos no esenciales la quinua contiene más del triple de

histidina que el trigo, sustancia que si es en cambio esencial en el caso de los bebes ya que

el organismo no la puede sintetizar hasta que somos adultos por lo que es muy

recomendable que los niños la adquieran mediante la alimentación, especialmente en

épocas de crecimiento. Posee una de las labores levemente antiinflamatorias y participa en

el método inmunitaria. La arginina es uno de los aminoácidos primordiales en la infancia y

pubertad ya que estimula la producción y liberación de hormonas de desarrollo también

mejora el ritmo del timo y de los linfocitos, participa en el desarrollo y restauración

muscular y ser un protector de toxificador hepático(50).

En lo que respecta a la alanina es una de las fuentes energéticas para los músculos, cerebro

y sistema nervioso es un neurotransmisor que calma el cerebro y regula la función motora.

No se encuentra la prolina de aminoácidos en otros cereales por ejemplo el trigo realiza

arreglos de articulaciones para cicatrizar las lesiones y ulceras, ayuda en casos de

impotencia y frigidez es unos de los protectores vasculares y se usa la lisina y la vitamina

23

C para evitar enfermedades cancerígenas. Uno de los ácidos que ayuda la actividad

hepática son pocos comunes en los cereales debido que es primordial para el sistema

cardiovascular, el ácido que realiza el procedimiento de elaboración de energía para el

cerebro y en anómalos son muy importante para el aprendizaje, la auto memorización y la

flexibilidad neuronal, la cisteína es uno de los protector hepático para unir los metales

pesados y ayudar la eliminación después de destruir radicales libres y potenciar el sistema

inmune, la serina potente agente hidratante natural y la tirosina posee un esencial resultado

en la reducción de estrés, ayudando a contrarrestar la depresión, ansiedad, entre otras(49).

En suma, dadas las propiedades nutritivas y medicinales de la quinua se comprenden por

que se considera uno de los alimentos más completos, nutritivo, saludable y son muy

recomendados para la alimentación en el caso de bebes, niños, embarazadas, celiacos,

mujeres que sufren la menopausia, ancianos y personas convalecientes, pero también en el

de los adolescentes, deportistas, vegetarianos, diabéticos y personas muy estresadas y

demás adultos en general(50).

La quinua es: analgésica, anti-cancerígena, antiinflamatoria, antioxidante, cardioprotectora

cicatrizante, detoxificadora, estimulante cerebral, hepatoprotectora, inmunoestimulante,

reconstituyente, remineralizante(51).

Además de las indicaciones ya apuntadas en el texto la quinua está indicada en: catarros,

hipercolesterolemia, celiaquía, infecciones, convalecencia, osteoporosis, descalcificación,

problemas de las vías urinarias, desnutrición, fatiga, dificultades digestivas, etapas de

crecimiento y desarrollo, dolencias intestinales, estados depresivos(49).

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

25

3.1. Localización y metodología.

La investigación se llevó a cabo en el Campus “La María” de la Universidad Técnica

Estatal de Quevedo, localizada en el kilómetro 71/2 de la vía Quevedo - El Empalme,

cantón Mocache, provincia de Los Ríos, cuya ubicación geográfica es de 1° 3’ 18’’ de

latitud sur y 79° 25’ 24’’ de longitud oeste, a una altura de 77,60 metros sobre el nivel del

mar.

La fase experimental del ensayo se llevó a cabo en el Laboratorio de Bromatología del

Campus “La María”, donde con la ayuda de la Ing. Diana Véliz, M.Sc, se realizaron los

análisis respectivos para determinar el contenido de saponina en los distintos tratamientos

evaluados, en cuanto a los análisis de proteína se realizaron en el laboratorio certificado

(Agrolab Company S.A.), lo cual nos permitió obtener resultados más exactos.

El proceso de investigación se realizó en el orden establecido en el anexo 2 (cronograma

de actividades)

3.1.1. Condiciones agroclimáticas.

En tabla 4, se detallan las condiciones agroclimáticas presentes en el Campus “La María”,

lugar donde se realizó la fase preliminar en campo, y donde se llevó a cabo la presente

investigación.

Tabla 4. Condiciones agrometeorológicas del sitio experimental Campus “La Maria”

Datos meteorológicos Valores promedios

Temperatura (°C)

26

Humedad relativa (%)

87,71

Precipitación (mm anual)

2271,29

Heliofanía (horas luz año)

915,56

Zona ecológica Bosque húmedo-tropical (Bh-T)

Topografía Irregular

Fuente:(52)

26

3.2. Tipo de investigación.

Se basó en una investigación de laboratorio, se trabajó bajo condiciones controladas donde

se determinó el efecto del nitrógeno con el porcentaje de proteína y saponina en quinua. La

investigación pertenece a la línea (a): Agricultura, silvicultura y producción animal,

sublinea (1): Desarrollo y manejo de variedades e híbridos en cultivo de interés estratégico

para el Ecuador.

3.3. Métodos de investigación.

3.3.1. Método comparativo.

El método comparativo permitió analizar la cantidad presente de proteínas y saponinas en

las diferentes concentraciones de nitrógeno en el grano.

3.3.2. Método de observación.

El método de la observación permitió descifrar el comportamiento que existe con el efecto

del nitrógeno en cada tratamiento relacionado al contenido de proteína y saponina.

3.3.3. Método experimental.

El método experimental se aplicó para dar resultados confiables sobre las variables

estudiadas, aplicando un análisis de varianza y la prueba de Tukey (p≤ 0.05).

3.4. Fuentes de recopilación de información.

Primarias:

La información primaria se obtuvo mediante la realización del ensayo, donde los

resultados de los distintos análisis brindaron la información requerida, para así determinar

el desempeño de los distintos tratamientos.

27

Secundarias:

Las fuentes secundarias corresponden a los medios donde se extrajo la información que

permitió realizar la parte teórica de la investigación, los cuales fueron: artículos científicos,

libros, tesis doctorales, de postgrado y de grado, boletines técnicos, sitios web, entre otros.

3.5. Tratamiento de los datos.

3.5.1. Análisis de la varianza.

El esquema del análisis de la varianza se presentó en la tabla 6:

Tabla 5.ANDEVA.

Fuente de variación Formula Grados de libertad

Tratamiento t-1 4

Error experimental t (r-1) 20

Total t*r-1 24

Elaborado: Autora.

Modelo matemático:

(Ecuación 1)

𝒀𝒊𝒋 = µ + 𝑻𝒊 + 𝑬𝒊𝒋

Dónde:

Yij= Total de una observación.

µ= Media de la población.

Ti= Efecto del tratamiento.

Eij= Efecto aleatorio (Error experimental)(53).

28

3.6. Instrumentos de investigación.

3.6.1. Concentración de nitrógeno en la planta y suelo

3.6.1.1. Concentración de N en los tejidos y granos.

Para determinar la concentración de N en los tejidos y granos del cultivode C. quinoa se

utilizó la técnica de Kjeldahl durante el desarrollo de digestión, destilación y titulación. El

cual se utilizó 100g de muestras molidas y tamizadas a una abertura de 1 mm. Expresado

en porcentaje.

Para la determinación de la concentración de nitrógeno en los tejidos y granos del cultivo

de C. quinoa se utilizó el método de Kjeldahl mediante el proceso de digestión, destilación

y titulación. Para el cual se necesitará100 g de cada muestra molidas y tamizadas a una

abertura 1 mm. Expresado en porcentaje.

3.6.1.2. Concentración de N en el suelo.

El contenido de nitrógeno en el suelo se determinó antes de la siembra y a los 120 días

después de la siembra, siendo este el tiempo de cosecha de la quinua en la zona Norte de la

provincia de Los Ríos.

3.6.2. Absorción del N.

Se estableció la siguiente ecuación en todos los tratamientos y se expresa la cantidad de

nitrógeno absorbido en los tejidos vegetales en función del nivel de nitrógeno disponible

en el suelo:

Se determino en todos los tratamientos y se expresa como la cantidad de N absorbido en

los tejidos vegetales en función del nivel de N disponible en el suelo. Para lo cual se

empleará la siguiente ecuación:

(Ecuación 2)

𝐴𝑏𝑁 = 𝑘𝑔 𝑁 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑜 ℎ𝑎−1

𝑚𝑔 𝑁 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑙𝑒 𝑘𝑔−1𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜

29

3.6.3. Determinación del contenido de saponina.

Para determinar el contenido de saponina se procedió a utilizar el método espumo de

Koziol establecido en la Norma INEN, basada en las propiedades tenso activas de las

saponinas, que al mezclarla con agua y agitarla fuertemente generarán una espuma estable,

cuya altura puede correlacionarse con el contenido de saponinas en los granos.

Se procedió a utilizar 0,50+/-0,02 g granos de quinua y se colocó en un tubo de ensayo.

Se agrego 5,0mL de agua destilada y se procedió a tapar el tubo de ensayo.

Se procedió a poner en marcha el reloj y se sacudió fuertemente el tubo durante 30

segundos

El tubo se lo dejó sin movimiento durante 30 minutos, se volvió a sacudir durante 30

segundos, se repite el proceso nuevamente

Al final se dejó reposar el tubo durante 5 minutos, se procedió a medir la altura de la

espuma al 0,1cm más cercano(54).

3.6.3.2 Altura de la columna de espuma.

Se utilizó una regla para medir la altura de espuma en los tubos de ensayo en los diferentes

tratamientos

3.6.3.2 Contenido de saponina (%).

Se utilizo la siguiente ecuación para establecer el contenido de saponinas en porcentajes

del genotipo de quinua:

(Ecuación 3)

𝑃𝑠 = (0,646 𝑥 ℎ) − 0,104

𝑚 ∗ 10

30

Siendo:

Ps = porcentaje de saponina

h = altura de la espuma en cm

m = masa de la muestra, en gramos.

3.6.4. Determinación del contenido de proteína.

Preparación de la obtención de los datos concernientes al contenido de proteína, se

procedió a enviar las distintas muestras al laboratorio de Agrolab Company S.A., ubicado

en la ciudad de Santo Domingo, el cual está actualmente certificado respaldando la

veracidad de los datos a obtenidos.

3.6.4.1 Porcentaje de proteína (%).

El porcentaje de proteína se obtuvo mediante el método de Kjeldahl (método directo), el

cual se encuentra detallado en el protocolo del anexo 3. Para el cálculo se empleó la

siguiente ecuación:

(Ecuación 4)

%𝑃𝐵 = (𝑉ℎ𝑐𝑖 − 𝑉𝑏) ∗ 1,401 ∗ 𝑁𝐻𝐶𝐿

𝑔 ∗ 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎∗ 𝐹

Donde:

%PB= Porcentaje de proteína bruta

VHCI= Volumen del ácido clorhídrico consumido en la titulación.

Vb= Volumen del Blanco (0,01).

1.401= Peso atómico del nitrógeno.

NHCL= Normalidad de Ácido Clorhídrico 0,1 N.

g= gramos

F= Factor de conversión.

31

3.7. Diseño de la investigación.

En la investigación se utilizó un diseño completamente al Azar (DCA), con cinco

tratamientos y cinco repeticiones, el criterio para la selección del presente diseño se debe a

las condiciones controladas y homogéneas dentro del laboratorio. Para la comparación de

medias entre los tratamientos se utilizó la prueba de rango múltiples de Tukey (p≤ 0,05).

En la tabla 5 se detalla la descripción de los tratamientos.

Tabla 6.Descripción de los tratamientos

N° Tratamientos (N, Kg ha-1) Repeticiones UE Total

1 0 5 1 5

2 50 5 1 5

3 100 5 1 5

4 150 5 1 5

5 200 5 1 5

Total 25

UE: Unidades Experimentales

Elaborado: Autora.

3.8. Recursos humanos y materiales.

Para el desarrollo de esta investigación se contó con la contribución de recursos humanos y

materiales del laboratorio de bromatología y la guía de la tutora del proyecto de

investigación la Ing. Véliz Zamora Diana, MSc, la autora y colaboradores.

3.8.1. Material vegetativo.

Se emplearon granos de quinua correspondientes al genotipo O-3.

32

3.8.2. Materiales y equipos.

3.8.2.1 Materiales y equipos de oficina.

Bolígrafo

Cámara digital

Computadora

Hojas tamaño A4

Libreta de apuntes

3.8.2.2 Materiales y equipos de laboratorio.

Balanza analítica, sensible al 0,1 mg.

Agua destilada.

Matraz Erlenmeyer de 250 mL.

Tubos de ensayo con tapones de rosca; longitud de 160 mm y diámetro de 16 mm.

Probeta de 10 mL.

Cronometro.

Regla sensible al 0,1 cm.

Porta tubos.

33

3.9. Descripción del experimento.

En el experimento de campo se consideró 25 parcelas de 2,5 m2 con 25 unidades

experimentales ubicadas a 2m entre repeticiones y parcelas con un total de 416 m2

Características Cantidad

Área total del ensayo 416 m2

Unidades experimentales 25

Número de tratamientos 5

Número de repeticiones 5

Tamaño de parcelas 2,5 m2

Separación de parcelas 2 m

Distancia entre repeticiones 2 m

Separación de parcelas 2 m

Número de hileras 4

Distancia entre hileras 0.30 m

CAPÍTULO IV

RESULTADOSY DISCUSIÓN

35

4.1. Análisis de la concentración de N y N absorbidos disponibles en el

tejido y grano.

La concentración de N disponibles en tejidos de C. quinoa dependieron de las diferentes

dosis disponibilidades de N, obteniendo diferencias altamente significativas (P0,0010) Y

coeficiente de variación 4,61 entre los tratamientos, destacando el mayor porcentaje en los

tratamientos T4 (150 Kg N ha-1) con 1,86%, T3 (100 Kg N ha-1) con 1,82 mientras que el

promedio inferior de los cinco tratamientos es el T1 (0 kg N ha-1) con 1,60% obteniendo la

concentración de N disponibles en el suelo.

Berti et al., (14), determino valores inferiores en su investigación de fertilización

nitrogenada evaluando dos genotipos (FARO y UDEC10) con diferentes dosis

nitrogenadas (0-75-150-225 Kg N ha-1) destacando la concentración en tejidos el

UDEC10 con 1,26% Kg N ha-1. De la misma manera Almadini et al.,(55) en su

investigación de evaluación de la eficiencia y la respuesta de la planta de quinua a los

niveles de fertilización nitrogenada, utilizando diferente dosis de(0-80-160 Kg N ha-

1)obtenido como resultado la mayor concentración de nitrógeno en la aplicación de 160 Kg

N ha-1 con 1,87%. Valores superiores expreso Herreros,(56), en su investigación de

fertilización nitrogenada y fosfórica en quinoa realizada en la ciudad de Perú utilizando

diferente niveles de N (90 - 180 - 270 -360Kg N ha-1) evaluando el contenido de N en la

biomasa aérea sin considerar el grano destacando el T8 (240Kg N ha-1 ) con un promedio

de 4,76%.

La concentración de N disponibles en grano de C. quinoa dependieron a las diferentes

dosis de N, demostrando diferencias altamente significativas (P<0,0001) y coeficiente de

variación 5,13 entre los tratamientos, obteniendo el mayor porcentaje de concentración de

N en los tratamientos T5 (200 Kg N ha-1) con 2,67% T4 (150 Kg N ha-1) con 2,71%,

mientras que los promedios más bajos se observan en el T2 (50 Kg N ha-1) con 2,14%.

Valores inferiores expreso Kakabouki et al.,(57) en su investigación sobre influencia de la

fertilización en la absorción de N, dando como resultado que al aplicar 100 Kg N ha-1se

obtiene una concentración en el grano de 2,42%, sin embargo Mamani,(28), en su

investigación realizada en la comunidad de Callapa, evaluando el genotipo Jachagrano con

36

diferentes niveles de abono, demostrando valores inferiores a lo antes mencionado con una

concentración de N de 1,78%. Almadini et al.,(55)en su investigación de evaluación de la

eficiencia y la respuesta de la planta de quinua a los niveles de fertilización nitrogenada,

utilizando diferente dosis de(0 - 80 - 160Kg N ha-1) destacando la concentración del grano

con 160 Kg N ha-1 con 2,74%.

La absorción de N presente en los tejidos de C. quinoa, obtuvieron diferencias altamente

significativas (P 0,0003) y el coeficiente de variación 15,62% entre los tratamientos,

obteniendo la mayor absorción de N en los tratamientos T4 (150 kg N ha-1) con 279,67, T3

(100 kg N ha-1) con 261,25 a diferencia del T1(0 kg N ha-1) con 168,91 que obtuvieron el

menor promedio, que solo absorbió el N disponible en el suelo

Kakabouki et al.,(57) determinó valores superiores en su investigación sobre influencia de

la fertilización en la absorción de N, dando como resultado que al aplicar 100 Kg N ha-1 se

obtiene una absorción en el tejido de 285,27 kg N ha-1.Sin embargo Basantes et al.,(58),en

su investigación evaluando dos variedades de quinua Chimborazo y Tunkahuan bajo

diferentes niveles (50 - 100 - 150kg N ha-1) realizo una toma de datos a los 40 y 80 días, el

cultivo absorbió 12 - 60 kg N ha-1 respectivamente destacando la absorción en tejidos de la

variable Chimborazo con 247 kg N ha-1.

La absorción del N presente en el grano de C. quinoa, demostrando diferencia altamente

significativas (P<0,0001) y coeficiente de variación 15,04% entre los tratamientos

destacando la absorción de N en el T4 (150 kg N ha-1) con 173,88 a diferencia del T1 (0 kg

N ha-1) que solo absorbió el N disponibles en el suelo obteniendo una absorción de 53,37kg

N ha-1demostrando diferencias de 40 - 70 - 51 % entre aplicaciones de 0 a 150 kg N ha-1

Miranda et al.,(59), en su investigación de rendimiento y acumulación de nitrógeno en

quinua realizada en la comunidad Irpani-Altiplano, utilizando diferente niveles de

abonamiento (0-15-30 Mg ha-1) destacando el nivel de 15 Mg ha-1 en cuanto a la

absorción, con un contenido de nitrógeno en los granos de 38,1 Kg N ha-1. Sin embargo

Gómez et al.,(29), detalla en el libro titulado “guía de cultivo de quinua” en

investigaciones realizada donde muestra una absorción en el grano de quinua de 75 Kg N

ha-1 en resultados de investigaciones realizadas.

37

Tabla 7.Promedios de concentración de N y N absorbido en los tejidos, grano y total en

plantas de (Chenopodium quinoa Willd), bajo las diferentes disponibilidades de N en

el campus experimental “La María”. Quevedo 2018.

Medias en sentido vertical con una letra común no son significativamente diferentes (p>0,05)

En la ilustración 1, se observa la concentración de nitrógeno versus la proteína, del

genotipo (O-3), generando una tendencia positiva conR² = 0.92, se observó el porcentaje

de proteína en el grano de 16,94%conunaconcentración de nitrógeno de 2,17%

Ilustración 1. Contenido de proteína (%) y concentración de N en el grano de quinua, adaptada en la zona

norte de la provincia de Los Ríos. Mocache,2019.

De acuerdo a los valores de la tabla 8, indica que el promedio de las variables depende, de

diferentes disponibilidades de N, demostrando que en la variable cm de espuma no tiene

significancia (P 0,1484) obteniendo un coeficiente de variación 16,16% a diferencia del

porcentaje de saponina en grano C. quinoa que es altamente significativo (P 0,1574) con

un coeficiente de variación 18,43%. Entre los tratamientos, el mayor promedio en la

variable altura de espuma es el T4 (150 Kg N ha-1) con 1,67 cm mostrando el menor

promedio en el T5 (200 Kg N ha-1) con 1,20 cm, el mayor porcentaje saponina se observa

y = 6,788x - 1,458R² = 0,92

12

13

14

15

16

17

18

2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8

(%)

Pro

tein

a

Concentracion N (%)

Tratamientos

(Kg N ha-1)

% Concentración N N absorbido (Kg N ha-1)

Tejidos Grano Total Tejidos Grano Total

0 1,60 a 2,18 a 3,78 a 168,91 a 53,37 a 222,28 a 50 1,74 ab 2,14 a 3,89 ab 219,00 a 99,83 b 318,36 bc

100 1,82 b 2,37 a 4,19 bc 261,25 ab 135,04 c 396,29 cd 150 1,86 b 2,71 b 4,57 d 279,67 ab 173,88 d 453,55 d 200 1,75 ab 2,67 b 4,42 cd 189,49 a 111,87 bc 301,36 ab

1,75 2,41 4,17 223,66 114,80 338,37

CV (%) 4,61 5,13 3,93 15,62 15,04 14,66

38

en el T4 (150 Kg N ha-1) y T2 (50 Kg N ha-1) con 0,19% y el menor promedio en el T5

(200 Kg N ha-1) con 0,13%

Valores superiores expresa Coronel,(60), en su investigación sobre determinación del

contenido de saponina en diferentes genotipos de quinua, destacando el genotipo FARO

con una altura de espuma 6,3cm que se correlaciona con el porcentaje de saponina 0,86%.

Sin embargo, Sánchez,(61), evaluando 63 líneas mutantes presenta valores mayores en el

material genético MQLM89-36 con 1,34%.De acuerdo a Chuquimarca,(62),aplicando el

protocolo de Koziol halló un contenido de saponina de 0,1% valor obtenido en la

evaluación de la adaptación y rendimiento en diez líneas de quinua. El contenido de

saponina está correlacionado con la altura de espuma.

El contenido de proteínas en granos de quinua se ven afectados positivamente por la

presencia de nitrógeno, esta teoría lo corrobora Mamani(63)y Vieria et al.,(64). El

promedio de la variable porcentaje de proteína demuestra que el nitrógeno es un elemento

esencial para la síntesis de proteína en las plantas favoreciendo el desarrollo y el

crecimiento vegetal disponibles. En el grano de (Chenopodium quinoa Willd) son

altamente significativas (P<0,0001) y coeficiente de variación 3,34%. Entre los

tratamientos, demostrando un mayor porcentaje de proteína en el T5 (200 Kg N ha-1) con

16,94% y el T4 (150 Kg N ha-1) con 16,54%, mientras que los promedios bajos se reflejan

en T2 (50 Kg N ha-,1) con 13,43% y el T1 (0 Kg N ha-1) con 12,62%

Valores inferiores expresa Mendoza(65),evaluó 16 genotipos en la costa central La Molina

donde acumuló en el grano 12,97% de proteína en el genotipo ROSADA DE

HUANCAYO. Respecto a los valores de Quispe(66), en su investigación de evaluación del

potencial de rendimiento y calidad de líneas mutantes de quinua en los 81 genotipos

evaluados, presenta valores mayores en el material genético Valle PEQPC- 357 /CUZ

destacándose con un contenido de proteína de 13,37 % Caballero(67),menciona en su

investigación donde utilizo la dosis de siembra con 12 Kg ha-1 de semilla aplicando

diferentes niveles de estiércol para determinar el rendimiento y contenido de proteína en

quinua hallando 18.78% de proteína.

39

Tabla 8. Promedio de cm espuma, saponina%, proteína % en los granos de (Chenopodium

quinoa Willd) bajo las diferentes disponibilidades de nitrógeno en Kg N ha-1.

Tratamientos (Kg N ha-1)

GRANOS

cm espuma Saponina % Proteína %

0 1,37 a 0,15 a 12,62 a

50 1,63 a 0,19 a 13,43 a

100 1,37 a 0,15 a 15,12 b

150 1,67 a 0,19 a 16,54 c

200 1,20 a 0,13 a 16,94 c

1,45 0,16 14,93

CV (%) 16,16 18,43 3,34

Medias en sentido vertical con una letra común no son significativamente diferentes (p>0,05)

4.2. Concentración de nitrógeno en el suelo

En la ilustración 1 se observó que genera una tendencia positiva con R² = 0,77. Se

observaron concentraciones de nitrógeno en el suelo (ppm) frente a las cantidades de

nitrógeno aplicados en los diferentes tratamientos los cuales fueron (0 - 50 - 100 - 150-

200) Kg N ha-1 la dinámica de mayor concentración en el suelo se situó en el T4 (150 Kg N

ha-1) con 63,67ppm, mientras que valores bajos se establecieron en elT1 (0 Kg N ha-1) con

20,18 ppm. Valores que categorizan los suelos de la investigación en niveles alto (>40

ppm) y bajos (<31 ppm), esto está detallado en el laboratorio de suelos, tejidos vegetales y

aguas de INIAP.

Ilustración 2. Concentración de N en el suelo (NH4+ ppm), de acuerdo a las dosis aplicadas en Kg N ha-1 en

el cultivo de quinua adaptada en la zona norte de la provincia de Los Ríos. Mocache, 2019.

y = 0,1858x + 25,424R² = 0,7677

0

10

20

30

40

50

60

70

0 50 100 150 200

NH

4+

pp

m

Kg N ha-1

40

Valores inferiores demuestra Herrera(56), en su investigación desarrollada en el cantón el

Carme sobre las propiedades químicas del suelo y la eficiencia del uso del nitrógeno,

aplica niveles de 100 y 200 Kg ha-1, donde encontró concentraciones de 35 ppm NH4+ con

la dosis de 100 Kg N ha-1 y 300 K2O.Según Vásquez,(68), en su investigación de cuatro

tipos de bioabonos desarrollada en la parroquia la esperanza ubicada en el Km 8 de la

ciudad de Ibarra, evaluando en el estado físico y químico del suelo después de la

utilización de los abonos destacando el valor de nitrógeno en el suelo con un valor de 9,80

ppm NH4+

CAPÍTULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

42

5.1. Conclusiones.

La concentración de nitrógeno en el suelo, tejido y granos obtuvo un efecto positivo

con el aumento de las dosis de fertilización

El contenido de proteína se incrementó de acuerdo al aumento de las dosis de

aplicación y la disponibilidad del nitrógeno en el suelo

La dosis de la aplicación de nitrógeno y concent6racion de nitrógeno en el suelo no

obtuvo un efecto en la concentración de saponina

5.2. Recomendaciones.

Para incrementar la biomasa vegetal y el rendimiento del grano se recomienda

utilizar la dosis de 150 - 200 Kg Nha-1para el genotipo O3

Sabiendo que el nitrógeno aumenta la concentración de proteína se recomienda

utilizar la dosis de 150 - 200 Kg Nha-1

CAPÍTULO VI

BIBLIOGRAFÍA

44

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Superior Politécnica de Chimborazo; 2008.

69. Método kjeldahl. 2019. p. 8.

51

CAPÍTULO VII

ANEXOS

52

Anexo 1.Factores para la conversión de los valores de nitrógeno en proteínas.

Producto alimenticio de

origen animal

Factor Producto alimenticio de

origen vegetal

Factor

Carne y pescado 6,25 Trigo

Gelatina 5,55 Entero 5,83

Leche y productos lácteos 6,38 Salvado 6,31

Caseína 6,40 Embriones 5,80

Leche humana 6,37 Endospermo 5,70

Huevos Arroz y harina de arroz 5,95

Enteros 6,25 Centeno y harina de centeno 5,83

Albumina 6,32 Avena 5,83

Vitelina 6,12 Mijo 6,31

(Cuando no se indica ningún factor

especifico, se bebe utilizar el de 6,25 hasta

que se haya determinado uno más

apropiador).

Maíz 6,25

Frijoles 6,25

Soya 5,71

Nueces

Almendras 5,18

Nueces de Brasil 5,46

Manies 5,46

Otras 5,30

Fuente: (30).

53

Anexo 2.Cronograma de actividades.

Cronograma de actividades Meses

Agost

o

Septiembr

e

Octubr

e

Diciembr

e

Recopilación de información X

Realización de la unidad de integración

curricular X

Presentación de la propuesta al comité X

Realización de correcciones u

observaciones al trabajo X

Análisis de muestra en el laboratorio X

Envio de muestras a agrolab X

Recopilación de losdatos X

Tabulación X

Elaboración del trabajo de tesis X

Presentación y sustentación de la tesis X

Anexo 3.Protocolo del método Kjeldahl.

Principio.

Transformar el nitrógeno orgánico en sulfato amónico por ebullición con ácido sulfúrico

concentrado y catalizador de selenio. Separar por destilación añadiendo hidróxido sódico

concentrado y valorar con ácido sulfúrico 0,005 N.

Material.

Matraz Kjeldahl

Pipetas de 10 y 25 ml

Vaso de precipitado de 250 ml

Bureta

Agitador magnético

54

Reactivos.

Ácido sulfúrico concentrado

Catalizador Kjeldahl (Se)

Hidróxido sódico en solución al 30%

Indicador Shiro-Tashiro

Fenolftaleina

Ácido Bórico en solución al 4%

Ácido sulfúrico 0,005 N

Carbonato sódico anhidro

Método.

Introducir dos gramos de la muestra a evaluarse en un matraz Kjeldahl agregando a

continuación una pastilla de catalizador Kjeldahl (Se) y 10 ml de ácido sulfúrico

concentrado. Mineralizar en el bloque digestor durante una hora a 100 ºC y, a

continuación, durante una hora y treinta minutos a 350 ºC. Enfriar.

Añadir a cada muestra 20 ml de agua destilada y unas gotas de fenolftaleina y colocar

en el destilador Kjeldahl. Colocar el vaso de precipitado con 25 ml de ácido bórico en

la salida del destilado. Añadir al matraz Kjeldahl hidróxido sódico hasta que vire de

color. Destilar hasta recoger entre 100 y 150 ml de destilado en el vaso de precipitado.

Valorar con ácido sulfúrico 0,005 N hasta que la muestra vire a rojo.

Calcular el factor de corrección del ácido sulfúrico valorando entre 0,01 y 0,02 gramos

de carbonato sódico anhidro con el ácido sulfúrico 0,005 N.

Calculo.

%N = (v. de ácido sulfúrico utilizado en la valoración x factor de corrección x 14)/ 4000

Fuente: (69)

55

Anexo 4. Análisis de varianza para la variable concentración de N (%) en el grano a la cosecha de

la planta de quinua (Chenopodium quinoa Willd), enla eficiencia de utilización del

nitrógeno.

F.V. GL SC CM F. Cal P. Valor

Tratamientos 4 1,43 0,36 23,18 <0,0001**

Error 20 0,31 0,02

Total 24 1,73

NS= No significativo *= Significativo **= Altamente significativo

Anexo 5.Análisis de varianza para la variable concentracion de N (%) en los tejidos a la cosecha

de la planta de quinua (Chenopodium quinoa Willd), enla eficiencia de utilización del

nitrógeno.

F.V. GL SC CM F. Cal P. Valor

Tratamientos 4 0,19 0,05 7,08 0,0010** Error 20 0,13 0,01

Total 24 0,32

NS= No significativo *= Significativo **= Altamente significativo

Anexo 6.Análisis de varianza para la variable concentración de N (%) total a la cosecha de la

planta de quinua (Chenopodium quinoa Willd), enla eficiencia de utilización del

nitrógeno.

NS= No significativo *= Significativo **= Altamente significativo

F.V. GL SC CM F. Cal P. Valor

Tratamientos 4 2,25 0,56 20,95 <0,0001**

Error 20 0,54 0,03

Total 24 2,79

56

Anexo 7.Concentración de nitrógeno en el suelo en ppm NH4+

NS= No significativo *= Significativo **= Altamente significativo

Anexo 8.Análisis de varianza para la variable N absorbido en los tejidos a la cosecha de la planta

de quinua (Chenopodium quinoa Willd), en la eficiencia de utilización del nitrógeno.

F.V. GL SC CM F. Cal P. Valor

Tratamientos 4 43683,80 10920,95 8,95 0,0003**

Error 20 24407,77 1220,39

Total 24 68091,57

NS= No significativo *= Significativo **= Altamente significativo

Anexo 9. Análisis de varianza para la variable N absorbido en el grano a la cosecha de la planta

de quinua (Chenopodium quinoa Willd), en la eficiencia de utilización del nitrógeno

F.V. GL SC CM F. Cal P. Valor

Tratamientos 4 39533,37 9883,34 33,17 <0,0001**

Error 20 5959,01 297,95

Total 24 45492,37

NS= No significativo *= Significativo **= Altamente significativo

F.V. GL SC CM F. Cal P. Valor

Tratamientos 4 5619,70 1404,93 Sd Sd

Error 20 0,00 0,00

Total 24 5619,70

57

Anexo 10.Análisis de varianza para la variable N absorbido total a la cosecha de la planta de

quinua (Chenopodium quinoa Willd), en la eficiencia de utilización del nitrógeno

F.V. GL SC CM F. Cal P.Valor

Tratamientos 4 159246,65 39811,66 16,18 <0,0001**

Error 20 49211,90 2460,60

Total 24 208458,55

NS= No significativo *= Significativo **= Altamente significativo

Anexo 11.Análisis de varianza para la variable cm de espuma del grano (Chenopodium quinoa

Willd)

F.V. GL SC CM F. Cal P. valor

Tratamientos 4 0,16 0,04 2,15 0,1484 NS

Error 10 0,24 0,02

Total 14 0,40

NS= No significativo *= Significativo **= Altamente significativo

Anexo 12.Análisis de varianza para la variable% de saponina del grano (Chenopodium quinoa

Willd)

F.V. GL SC CM F. Cal P. valor

Tratamientos 4 2,3E-03 0,04 2,09 0,1574**

Error 10 4,1E-03 0,02

Total 14 0,01

NS= No significativo *= Significativo **= Altamente significativo

58

Anexo 13.Análisis de varianza para la variable% proteína del grano (Chenopodium quinoa Willd)

F.V. GL SC CM F. Cal P. valor

Tratamientos 4 71,33 17,83 71,73 <0,0001** Error 20 4,97 0,25

Total 24 76,30

NS= No significativo *= Significativo **= Altamente significativo

Anexo 14. Cosecha del cultivo de quinua (Chenopodium quinoa Willd)

59

Anexo 15. Recolección de las plantas de quinoa

Anexo 16. Recolección de las panoja por tratamiento para extraer los grano

60

Anexo 17.Granos de quinoa, genotipo O-3

Anexo 18. Granos de quinua previa a la realización del análisis de saponina y proteína

61

Anexo 19. Rotulación

.

Anexo 20. Pesado de los granos de quinua

62

Anexo 21.Determinación de la saponina en quinua

Anexo 22.Altura de la columna de espuma.

63

64

65

66

67