Cinco tipos de papa criolla usan mejor el nitrógeno del suelo

 La papa criolla no solo es amarilla y redonda, también puede ser morada, alargada y ovalada. Pero sus diferencias no se quedan en la apariencia o el sabor. Un estudio realizado en laboratorio reveló que algunas variedades logran usar con mayor eficiencia el nitrógeno del suelo, nutriente esencial para su crecimiento. Tras analizar más de 100 tipos genéticos, una experta en Ciencias Agrarias identificó 5 genotipos con mejor aprovechamiento de este elemento y 3 genes que explicarían esa capacidad, un avance que ayudaría a reducir el uso de fertilizantes.

“El problema con los fertilizantes nitrogenados en el país es que los cultivadores aplican demasiado en sus cultivos de papa”, explica la ingeniera agrónoma Aura Natalia Jiménez Medrano, magíster en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), quien ha estudiado de cerca este tema, especialmente en la papa criolla del tipo Phureja o “yema de huevo”, la variedad amarilla tradicional que suele acompañar el ajíaco o las picadas.

Según la experta, durante la cocción o fritura el exceso de nitrógeno en los tubérculos puede favorecer la formación de acrilamidas, compuestos que en altas concentraciones se han asociado con efectos carcinogénicos a largo plazo.

Además del impacto en la salud, el uso desmedido de fertilizantes también afecta los ecosistemas. Aunque en Colombia no se ha determinado con precisión cuánto nitrógeno termina en ríos, lagunas o embalses, sí se sabe que contribuye a la eutrofización, proceso en el que las algas proliferan excesivamente y consumen el oxígeno disponible afectando a los peces y otras especies. Muchos cultivos de papa están cerca de zonas de páramo, en donde ya se han documentado alteraciones por el exceso de este elemento, aunque aún faltan estudios detallados sobre su magnitud.

En Europa existen regulaciones estrictas sobre el contenido de nitratos en la papa, sobre todo en las variedades tetraploides (con cuatro pares de cromosomas), similares a la pastusa o la sabanera cultivadas en Colombia. En el país no existe tal control y la papa criolla (diplode) ha estado rezagada respecto a esta problemática.

Consciente de la necesidad de reducir el uso de fertilizantes —que puede alcanzar hasta 250 kilogramos por hectárea en cada cultivo de papa criolla—, la magíster realizó un experimento con más de 100 tipos genéticos de la colección de la Facultad de Ciencias Agrarias de la UNAL, con ejemplares de distintos tamaños, colores y formas.

El objetivo fue determinar cuáles aprovechan mejor el nitrógeno, pues hasta ahora se ha comprobado que las papas criollas solo absorben en promedio cerca del 50 % del nitrógeno aplicado al suelo, lo que pone en entredicho la práctica de usar más fertilizante para compensar las pérdidas.

Las variedades del futuro

Durante varios meses, la investigadora cultivo en macetas cientos de plantas de papa criolla en condiciones controladas, dentro de un invernadero. Allí recreó dos escenarios: uno con 0,56 gramos de nitrógeno (tratamiento bajo) por cada planta (bajo suministro) y otro con 1,78 gramos de nitrógeno aproximadamente (alto suministro); es como si pusiera a unas plantas a comer poco y a otras a comer mucho. El objetivo era observar cuáles seguían creciendo fuertes aun con menos fertilizante.

Cada planta se evaluó como si fuera un paciente en un chequeo médico: se midió el contenido de clorofila de las hojas, el tamaño, el número de tubérculos, el contenido de nitrógeno y carbono en sus tejidos, y los índices de la utilización del nitrógeno, variables que permitieron determinar qué tan “eficiente” era cada una en el uso del nutriente.

“Al aumentar el fertilizante los tubérculos no crecían más, el nitrógeno se desperdiciaba en exceso de follaje, confirmando que más no siempre es mejor. Sin embargo, 5 genotipos de papa criolla mantuvieron un desarrollo saludable de tubérculos y raíces, pese a la escasez de nitrógeno, señal de un uso más eficiente del nutriente”, explica la ingeniera.

En total midió más de 10 características fisiológicas y químicas, entre ellas contenido de clorofila en las hojas, biomasa, número de tubérculos, y contenido de nitrógeno y carbono en tubérculos y hojas. Las plantas que usaban mejor el nitrógeno en su organismo tuvieron más clorofila y contenido de nitrógeno en tejidos, y la producción de tubérculos superó el promedio del resto de las plantas.

La respuesta está en el ADN

Para entender esta capacidad, en el Laboratorio de Biología Molecular la magíster extrajo el ADN de las hojas jóvenes y aplicó técnicas de amplificación por PCR (reacción en cadena de la polimerasa) y halló 3 genes esenciales: AMT1.1, que transporta el nitrógeno desde el suelo; 2-OGD, una enzima que lo convierte en aminoácidos y proteínas; y PPR, que regula el metabolismo y ayuda a la planta a responder al estrés por falta de nutrientes

Estos genes, que presentaron marcadores moleculares asociados con el “uso eficiente del nitrógeno”, se convierten ahora en una herramienta para los programas de mejoramiento de papa en Colombia. En el futuro se podrían usar para seleccionar o cruzar variedades criollas más eficientes, capaces de crecer con menos fertilizante sin perder productividad.

Los datos se obtuvieron con un medidor SPAD-502, el cual registra la clorofila en las hojas, un analizador elemental por combustión (método Dumas) para medir carbono y nitrógeno en tubérculos, tallos y hojas, y calculó la biomasa total pesando las plantas tras secarlas a temperatura controlada.

Más allá de los datos de laboratorio, el trabajo apunta a algo profundamente humano: mejorar la vida tanto de quienes cultivan la papa como del consumidor final. Si las variedades criollas más eficientes llegan a los campos, los agricultores reducirían el uso de fertilizantes hasta en un tercio, gastarían menos dinero y evitarían que los suelos y las fuentes de agua se sigan deteriorando.

Cada avance cuenta en un país que produce más de 2,5 millones de toneladas de papa al año, según datos de la Federación Colombiana de Productores de Papa. Los genotipos eficientes en el  uso del nitrógeno transformarían los cultivos de Boyacá, Cundinamarca, Nariño y Antioquia, reduciendo el gasto en fertilizantes y el daño ambiental. Sembrar con ciencia también es sembrar futuro, porque detrás de cada papa criolla está la historia y el trabajo de miles de familias que hacen posible la alimentación diaria de los colombianos.

De la criolla a la pastusa: 22 variedades de papa mejoradas por la UNAL

 La papa es el tercer alimento más consumido en el mundo, y en Colombia es además el soporte vital de 350.000 empleos. Detrás de su historia reciente está la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), que desde 1988 ha creado 22 nuevas variedades, entre ellas la pastusa suprema, que revolucionó el cultivo al resistir la gota y reducir en 50 % el uso de fungicidas.

Desde los fríos páramos de Boyacá hasta las empinadas laderas de Nariño, durante siglos la papa ha acompañado a campesinos, cocineros y familias enteras, convirtiéndose en parte esencial de la identidad nacional.

Después del arroz y el trigo la papa es el tercer alimento más importante del mundo, y en Colombia tiene un papel que va mucho más allá de lo económico: genera alrededor de 350.000 empleos directos e indirectos, más de 100.000 familias productoras dependen de este cultivo, y hoy se cosechan más de 2,5 millones de toneladas al año, según el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA).

Aunque en los mercados y supermercados solemos ver apenas tres o cuatro variedades –pastusa, criolla o sabanera–, la realidad es que en el país se han identificado hasta 850 tipos diferentes de papa, una biodiversidad que sorprende incluso a expertos internacionales. Algunas son redondas y pequeñas como canicas doradas; otras alargadas y de piel rojiza; unas sirven para espesar caldos, otras para freír sin absorber aceite, y varias guardan en su interior colores inesperados: morados, rosados o amarillos intensos.

Antes de la década de 1970 Colombia ya había desarrollado variedades mejoradas, y desde 1988 la UNAL ha contribuido con 22 nuevas, entre ellas 13 de papa criolla, de la cual la Institución ha aportado el 72,2 % de su desarrollo. Uno de los ejemplos más significativos es la papa parda pastusa, probablemente la variedad más reconocida.

El profesor Carlos Eduardo Ñústez López, de la Facultad de Ciencias Agrarias de la UNAL Sede Bogotá, lleva décadas trabajando en el tema y recuerda que “la parda pastusa fue la primera variedad mejorada en Colombia, en 1955, convirtiéndose en un ícono y un paradigma. Con el paso de los años, especialmente entre 1955 y 2005, comenzó a perder tamaño, lo que hizo necesario un relevo genético”.

“Por ser una variedad con casi 60 años en el mercado, empezó a desadaptarse a los cambios de clima: antes se podía sembrar en la Sabana de Bogotá, pero luego quedó restringida a las zonas más altas de la cordillera; aunque mucha gente cree que aún consume pastusa, en realidad esta ha cambiado mucho”.

El investigador recalca además el aporte del ICA, con variedades como ICA Puracé, desarrollada en 1972 y cultivada en pequeñas áreas de Antioquia (en Boyacá y Cundinamarca ya no se encuentra),

o ICA Nevada, exclusiva del territorio antioqueño, con un nicho de mercado muy específico y adaptada a altitudes cercanas a los 2.100 msnm.

“El inicio del mejoramiento genético de papas en la Facultad de Ciencias Agrarias empezó en 1988 con el profesor Nelson Estrada Ramos, y en 1995 se firmó un convenio con el ICA y la Federación Colombiana de Productores de Papa para trabajar en este tema”, indica el experto Ñústez.

Ya en 2023, la UNAL –junto con Fedepapa y el Fondo Nacional de Fomento de la Papa– impulsó la creación de parcelas semicomerciales en municipios como Toca (Boyacá), en 4 fincas con 3 variedades insignia: Bachué (en honor a los muiscas), reconocida por su excelente fritura; Villa (por el municipio de Villapinzón), destacada por su resistencia a sequías; y Jacky (dedicada a la esposa del profesor Ñústez), con un gran potencial de rendimiento.

“Actualmente tenemos 38 parcelas en el país. Estamos en fase de desarrollo de semillas”, añade.

De la resistencia a la gota al rescate del patrimonio papero

Otra variedad fundamental trabajada por la Universidad es la Pastusa Suprema, que ha demostrado resistencia a la enfermedad de la gota gracias a un cruce con una variedad mexicana. “Esta papa cambió completamente el panorama del cultivo, porque en 2009 ya ocupaba 46.000 hectáreas, con el 34,3 % de toda el área sembrada del país”, señala el profesor Ñústez.

Esta innovación permitió reducir hasta en un 50 % el uso de fungicidas contra la gota (capaz de arrasar cultivos enteros en pocos días) y amplió el rango de siembra en el país, al tiempo que aumentó la productividad y la rentabilidad frente a otras variedades.

Para entender la magnitud de esta riqueza basta con viajar a Boyacá, en donde se han registrado más de 18 variedades que aún circulan en ferias y plazas locales. Allí, en pueblos como Toca o Ventaquemada, las abuelas siguen distinguiendo las papas no por un nombre científico sino por su función en la cocina. La papa criolla, por ejemplo, es tan valorada que recientemente fue destacada como una de las mejores del mundo por el ranking internacional Taste Atlas.

“La variedad Betina, adoptada en Boyacá, también es un buen ejemplo del trabajo de la Universidad, pues muestra buena resistencia al estrés hídrico; o la Esmeralda, que además tiene una forma y un color muy atractivos”, comenta el profesor.

El proceso de mejoramiento genético no ocurre en un laboratorio aislado: los campesinos participan activamente en la elección y validación de nuevas variedades. Ellos prueban la semilla en sus parcelas, observan si realmente rinde más, si resiste enfermedades, y sobre todo si la gente la acepta en la cocina. Gracias a ese trabajo conjunto, entre 2003 y 2005 se liberaron 6 variedades tetraploides –como Esmeralda, Rubí y Punto Azul– que rápidamente fueron adoptadas por los agricultores, pues asegura cosechas más estables y rentables.

El mejoramiento genético de la papa consiste en cruzar variedades con cualidades distintas, por ejemplo una de buen sabor con otra resistente a enfermedades, y seleccionar, tras varias pruebas en campo y laboratorio, aquellas plantas “hijas” que combinan lo mejor de ambas.

“Uno de los grandes retos es la variedad Diacol Capiro, que tiene gran sensibilidad a la enfermedad de la gota, pues fue desarrollada en 1961. Por eso es fundamental el relevo genético. Es necesario que estos procesos no se bloqueen, porque son para beneficio de los cultivadores, los paperos y los consumidores”, advierte el profesor Ñústez, quien presentó su conferencia en Agroexpo 2025.

Más allá de lo económico hay un componente cultural y simbólico que no se puede ignorar: cada papa lleva consigo una memoria agrícola. Al rescatar germoplasma nativo, es decir material genético de variedades locales, los investigadores también están protegiendo un patrimonio que pertenece a todos. Perder una variedad de papa significa no solo dejar de comerla, sino borrar siglos de adaptación, conocimiento campesino y biodiversidad andina.

 

Sistema detecta hasta 5 virus de papa al mismo tiempo

 Con una producción anual superior a los 2,5 millones de toneladas, en Colombia la papa es uno de los pilares del agro, genera 350.000 empleos y aporta el 3,3 % del PIB agropecuario. En Boyacá, donde se cultiva el 27 % del tubérculo, la papa es tan emblemática que ser “buena papa” es sinónimo de honestidad. Sin embargo su cultivo no está exento del ataque de microorganismos tan letales como los potyvirus y el carlavirus, que dejan pérdidas millonarias. Para superar estas dificultades, un grupo de investigadores implementó dos sistemas que en apenas 3 horas y a bajo costo detectan hasta 5 virus.

Para probar el desarrollo de su técnica, que actúa como un “escáner” de rayos X, el microbiólogo Neider Alfonso Jiménez Miranda, magíster en Microbiología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), trabajó con 2 variedades comerciales de papa: diacol papiro y yema de huevo, y con 8 variedades nativas, entre ellas alcarrosa y balbanera, de los municipios boyacenses de Ventaquemada y Chiscas.

El método aplicado por el magíster Jiménez combina técnicas utilizadas por separado en otras investigaciones para detectar varios virus a la vez, lo cual es importante ya que las pruebas actuales solo detectan uno, y además son de difícil acceso para los pequeños papicultores.

Por ejemplo, la metodología propuesta les permitiría a entidades como el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA) y la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria (Agrosavia) ofrecer un servicio más preciso y focalizador.

La propuesta combina la técnica de RT-PCR Múltiplex –que amplifica el material genético de diferentes virus en una sola reacción– con la qPCR, una herramienta que no solo confirma la presencia del virus en tiempo real, sino que además mide cuántas copias hay en la muestra, como si contáramos cuántos virus hay en cada planta.

El secreto estuvo en identificar cebadores específicos, los cuales funcionan como pequeñas llaves que solo encajan en el material genético de cada virus, es decir que si en la muestra hay un virus, los cebadores lo encuentran y lo amplifican, permitiendo detectarlo.

Para asegurarse de que cada llave encajara perfectamente, el magíster Jiménez utilizó programas de análisis bioinformático que optimizaron su diseño garantizando que la prueba fuera precisa y no diera falsos positivos.

En una sola prueba

Para el estudio se analizaron en laboratorio 100 plantas adultas (de 2 meses), cultivadas en frascos con agar, sustancia que provee los nutrientes necesarios y les permite crecer in vitro, para tomar muestras de tejido y analizar los virus; además se implementaron dos sistemas de detección múltiple, lo que permitió identificar 5 virus y un viroide en alrededor de 3 horas, lo que reduce tiempo y recursos en comparación con hacerlo por separado.

Algunos de los virus detectados fueron el PVY (potyvirus), transmitido por pulgones, que produce muerte en las hojas y deformación de los tubérculos; el PVS (carlavirus), cuyo vector también son los pulgones o el contacto entre plantas contaminadas, generalmente sin síntomas, lo cual dificulta su reconocimiento; y el virus de la vena amarilla de la papa, que se transmite por la mosca blanca y pone amarillentas las venas de las hojas. Cuando estas enfermedades aparecen o se juntan, las pérdidas pueden ir del 10 al 80 %, dependiendo del momento en que se actúe.

Por último, para comprobar los resultados, los científicos usaron electroforesis en gel de agarosa, una técnica que permite “ver” el material genético de los virus en una especie gelatina, en la que, al aplicar una corriente eléctrica, se pueden observar los cambios propios de cada virus en un transiluminador de luz ultravioleta, máquina que muestra una “huella digital” o banda de cada uno de estos patógenos.

Así, en vez de analizar cada virus por separado con la técnica PCR convencional –famosa durante la pandemia por Covid-19– este método permite detectar la presencia del virus y facilita la amplificación de ciertas zonas del genoma de la planta para ver los genes que se activan ante el contagio.

Este avance no solo permite detectar los virus en cultivos más rápidamente y de manera asequible, sino que además sienta las bases para crear kits de diagnóstico, para que en el futuro las entidades encargadas de realizar pruebas en campo no tengan necesidad de invertir en costosos laboratorios; además, los papicultores podrían tener semillas completamente certificadas como libres de virus, garantizando una mejor producción.

El trabajo del magíster Jiménez fue dirigido por los profesores Fabio Aristizábal, de la UNAL, y Zaida Ojeda, de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia.

Ocho virus vegetales atacan papa Diacol Capiro y criolla Colombia

 Los virus X, Y, V, S, B, del amarillamiento de las venas, del enrollamiento de la hoja y mop-top de la papa, fueron identificados en material certificado y no certificado de dichas variedades del tubérculo producidas en Antioquia y la región cundiboyacense. Para evitar los efectos negativos en la producción y en rentabilidad agrícola, se recomienda revisar y actualizar el proceso de certificación de material de siembra, mediante métodos de detección más sensibles.

En Colombia la papa genera más de 240.000 empleos indirectos, es decir que más de 100.000 familias dependen de este cultivo para su subsistencia.

Andrea Stefanía García Torres, magíster en Ciencias - Biotecnología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, explica que, “pese a su importancia económica y alimentaria, la papa afronta dificultades derivadas de plagas y enfermedades como la polilla guatemalteca, el gusano blanco, hongos y virus, estos dos últimos muy difíciles de manejar porque gran parte de su taxonomía o clasificación se desconoce, presentan alta variación genética y no son fáciles de detectar de manera oportuna, entre otros aspectos”.

El trabajo de investigación, asociado con los grupos de investigación Biotecnología Microbiana y Biotecnología Vegetal, evaluó la presencia de 8 virus de ARN en material de siembra certificado y no certificado, mediante técnicas moleculares como reacción en cadena de polimerasa (PCR) convencional, PCR en tiempo real y secuenciación de alto rendimiento (HTS), el cual es mucho más potente porque permite ensamblar y obtener genomas conocidos y nuevos.

El “material de siembra certificado” se refiere a las semillas generadas en laboratorio o en condiciones controladas, y provienen de procesos que aseguran la producción de cultivos libres de organismos patógenos, es decir que cuentan con alta calidad fitosanitaria.

Por el contrario, el “material no certificado” hace referencia a semillas que no cumplen con la normatividad vigente, como por ejemplo aquellas que el mismo agricultor conserva de cultivos anteriores.

“En ambos tipos encontramos altos niveles de infección viral. Hasta ahora en el país se habían detectado 8 virus en cultivos de papa, y nosotros identificamos la presencia de todos ellos en Antioquia y la sabana cundiboyacense”, anota la investigadora.

Además, por medio de esta secuenciación se hizo el primer posible registro en Colombia del virus D de la necrosis del tabaco (Tobacco necrosis virus D - TNV - D), el cual está asociado con enfermedades que afectan la papa, y fue reportado antes en Europa.

Los síntomas de los virus se pueden confundir con deficiencias nutricionales y otras enfermedades, pues afectan el vigor de la planta y generan malformaciones, enanismo, amarillamiento de las hojas –cuando falta la clorofila (clorosis)– y necrosis o marchitamiento, entre otros.

“Los virus vegetales tienen una particularidad importante, y es que su transmisión suele ser muy compleja. Ellos no buscan acabar de inmediato con su hospedante sino convivir con él el mayor tiempo posible para replicarse y pasar a nuevas generaciones e incluso a otros cultivos”.

“En este sentido, recomendamos revisar y actualizar el proceso de certificación de material de siembra de Diacol Capiro y criolla Colombia empleando métodos de detección más sensibles. Aunque la prueba ELISA es el método con el que se suelen diagnosticar las semillas, este no identifica la presencia de virus de manera adecuada. Si bien consumir los virus no afecta a los humanos, estos sí podrían generar bajos rendimientos y pérdidas económicas”, anota la magíster.

¿Quimioterapia para plantas de papa?

Otro aporte de la investigación es la posibilidad de tratar las plantas infectadas. En laboratorio se sometieron plántulas a termoterapia, es decir al aumento de la temperatura –entre 35 y 38 °C– para determinar si la presencia del virus disminuía; también a quimioterapia, es decir a antivirales –ribavirina en este caso– aplicados directamente en el medio de cultivo.

“Comprobamos que concentraciones de 50 partes por millones (ppm) del antiviral pueden ser suficientes, porque más de esta cantidad –como también pasa con la temperatura– puede matar las plántulas. Para próximos estudios recomendamos combinar estas y otras técnicas”.

Así mismo, se determinó que para alcanzar un 90 % de precisión en la detección de virus, y no tener falsos positivos o falsos negativos, es necesario evaluar al menos 3 tubérculos por lote y 3 brotes por tubérculo.

“Esta metodología de revisión mediante técnicas moleculares puede y debe ser aplicada a otros cultivares de papa en Colombia, ya porque es muy importante que al menos el material certificado no tenga estas fallas”, concluye la magíster García.

Identifican genes de papa criolla más tolerantes a la sequía

 Las sequías, cada vez más intensas a causa del cambio climático, afectan el rendimiento de la papa criolla. Una investigación identificó genes en la etapa de formación de la papa –alrededor de 60 días después de la siembra, momento crítico y susceptible para el cultivo– que hacen más resistentes a las plantas al estar expuestas a la falta de agua por 15 días.

El análisis de 104 secciones de genes candidatos, o genotipos, de la colección de trabajo del programa de mejoramiento genético de papa de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) mostró que 38 se relacionan con la tolerancia a la falta de agua en papas criollas.

La agrónoma Paula Andrea Díaz, estudiante del Doctorado en Ciencias Agrarias de la UNAL, asegura que “alrededor del 60 % de los cultivos de papa en Colombia no tienen sistemas sofisticados de riego, sino que dependen de métodos imprecisos como sistemas de poleas que aumentan el riesgo de perder la producción y la ganancia”.

Algunos de los genes identificados fueron: el gen factor de transcripción WRKY27-1, cuya función principal es regular la planta en ambientes con poca agua; y el gen UDP-glucosyltranferase (UGT), encargado de regular la respuesta de la planta al estrés que pueden causar la sequía, el frío y la salinidad.

Las plantas se cultivaron en un invernadero de la Facultad de Ciencias Agrarias de la UNAL Sede Bogotá, en donde permanecieron en bolsas negras con 6 kg de mezcla de tierra y arena durante un ciclo productivo de 120 días, sometiéndolas a estrés hídrico los días 60 y 75; las plantas se dividieron en dos grupos: con y sin suministro de agua.

Estos 15 días son el periodo más crítico y susceptible para el cultivo, ya que la parte inferior del tallo de la planta (estolón) se empieza a convertir en tubérculo (tuberización), y no suministrarle agua puede hacer que se disminuya la producción y el rendimiento de la siembra.

“Si la planta sobrevive y uno puede encontrar genotipos relacionados con esa tolerancia, esto significa que en los demás periodos de desarrollo, que son menos críticos, la planta podía resistir más tiempo sin agua”, explica la agrónoma.

También se midieron variables fisiológicas como el contenido relativo de agua; la clorofila –que determina la coloración verde–, mediante un clorofilómetro portátil; y el aparato de captación de luz y síntesis de carbohidratos de la planta (mecanismo fotosintético) con un minifluorímetro.

Además se analizaron variables bioquímicas, como la cantidad de azúcares –sacarosa, glucosa y fructosa en las hojas de las plantas–, y el rendimiento del peso de la papa por cada planta y el número de tubérculos producidos.

Todos los datos se ingresaron en un software de programación que determina el índice de tolerancia a la sequía (DTI) y la relación entre las variables descritas.

Uno de los hallazgos más importante fue el aumento en la producción de azúcares en las hojas durante el estrés hídrico, que presnetó un incremento de 94,1 % de sacarosa, 179,7 % de  glucosa, y 202,4 % de fructosa; la experta cuenta que una de las funciones de uno de los genes identificados y asociados con la tolerancia por déficit de agua era sintetizar sacarosa, lo cual puede explicar la prevención a la deshidratación celular de las hojas.

El contenido de clorofila, que es un indicador de oxidación y degradación de este pigmento en las plantas, no tuvo daños durante el experimento, sino que también aumentó; y tanto el peso como el número de papas se mantuvo estable, lo cual deberá seguir siendo investigado para saber por qué se dan estos procesos en la planta.

Por último, la experta recalca la importancia de estas investigaciones para generar cultivos de papa cuya genética sea más resistente y tolerante a las sequías, y enfatiza en que es fundamental tener inversión económica, ya que sin ella es muy difícil avanzar en el sector agrícola y aprovechar el conocimiento de la academia.

 

Residuos de papa, materia prima para generar combustibles limpios

 En Facatativá (Cundinamarca) se adelanta un proyecto mediante el cual –por primera vez en el país– se están transformando los residuos de papa sabanera en butanol, solvente orgánico que busca reemplazar el etanol en la mezcla de combustibles fósiles.

El profesor Carlos Alberto Guerrero, de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), explica que “la principal ventaja del butanol con respecto al etanol es su capacidad de mezclarse con la gasolina a una concentración mucho mayor, de hasta 85 %, sin requerir ninguna modificación en los motores diseñados para gasolina o diésel”.

Aunque en Colombia se siembran unas 130.000 hectáreas de papa, que producen alrededor de 2,8 millones de toneladas al año, no todas llegas al mercado; aquellas que no cumplen con estándares de calidad para el consumo, como el tamaño o la forma, o que tienen rastros de plagas, se convierten en residuos que son un problema para los productores.

Un grupo de científicos de la Facultad de Ciencias de la UNAL Sede Bogotá y de la Universidad de Cundinamarca encontraron que las papas rechazadas son una materia prima idónea para elaborar solventes orgánicos –líquidos que se pueden mezclar con la gasolina, como el butanol–, y además se utiliza como disolvente de pinturas, lacas, barnices, resinas naturales y sintéticas, gomas, aceites vegetales, tintes y alcaloides.

En la actualidad no existen en el país estudios sobre las pérdidas de papa durante las labores de cosecha; sin embargo, si esta es similar a la de otros países, oscilaría entre el 17 y 25 %, lo que representaría hasta 181.614 toneladas al año.

Muchas veces los agricultores utilizan las papas rechazadas como compost, es decir que vuelven a poner trozos en el suelo para que genere nutrientes, pero si esta técnica no se implementa bien se pueden producir hongos y daños en las plantas, además de abrir la posibilidad de que lleguen roedores.

El profesor Guerrero, líder del grupo de investigación Aprovechamiento Energético de Recursos Naturales (Aprena), indica que “los residuos de papa representan una alternativa ambiental muy prometedora, mediante la cual los cultivadores le pueden generar un importante valor agregado al tubérculo, además de que las economías de mundo afrontan el reto de reducir la dependencia global de los combustibles fósiles.

Por fases

Para transformar la papa en butanol se adelanta un proceso de tres fases: en la primera se escogen y recolectan los residuos del tubérculo en cultivos del municipio y se llevan al laboratorio, en donde se hacen cortes para obtener trozos pequeños.

La siguiente fase consiste en aplicar hidrólisis, reacción química en la que, por medio de agua caliente (sin que llegue a hervir), se extrae el almidón de la papa, molécula fundamental por sus azúcares, necesarios para continuar el proyecto.

Luego se utilizan dos enzimas: amilasa y amiloglucosidasa, que trabajan sobre el almidón y rompen su estructura para obtener los carbohidratos simples presentes allí, teniendo como principal objetivo extraer glucosa.

Este azúcar es la materia prima del siguiente paso: una fermentación llamada ABE, sigla que indica los productos que son solventes orgánicos  (acetona, butanol y etanol), por medio de bacterias tipo Clostridium.

De estos microorganismos, que se encuentran en los suelos de los cultivos y en las raíces de las plantas, y que por medio de un caldo de nutrientes –como el agar nutritivo, que favorecen su reproducción– se toman muestras en el suelo y raíces para aislar el tipo de bacteria útil para este estudio de producción de butanol.

Por ahora las fases se adelantan en procesos separados, mientras se identifican con precisión las bacterias; más adelante se pueden llevar a fermentar la glucosa para generar butanol, solvente que se puede combinar en mayor proporción con combustibles fósiles.

Las especies más investigadas en la bibliografía sobre este tema han sido: C. acetobutylicum, C. beijerinckii y C. pasteurianum.

Se ha encontrado que el 55 % de la producción de solventes por medio de este proceso es butanol, por lo que es un método que permite obtener buenas cantidades del solvente, en contrastado con el 25 % de acetona y etanol, que no son igual de productivos por medio de esta técnica.

“La investigación se hace a nivel de laboratorio, y el propósito de los resultados es hacer un escalamiento haciendo pruebas en motores en los que se mezcle el butanol con gasolina; es probable que se hagan en la Universidad con otros grupos de investigación o con el SENA”, explica el profesor Guerrero.

Concluye diciendo que “desde la Universidad podemos ayudar a capacitar a estas regiones para se utilicen procesos sencillos y mejorar el aprovechamiento de los residuos de la papa”.

Galletas y pasteles a partir de almidón de papa nativa

La evaluación de la aptitud agroindustrial del almidón de papa nativa de

Nariño-(Colombia) ,determinó que es un ingrediente funcional para elaborar productos de panadería, lo que representa una oportunidad de crear alimentos con un valor agregado y una ventaja competitiva en la industria.

En este se identificó que algunas variedades de papas nativas de la región (Solanum phureja) se han perdido por su escasa demanda en el mercado, lo que trae como consecuencia una pérdida paulatina de la diversidad genética del recurso agrícola.

A raíz del problema, que se ha vuelto recurrente en Nariño, el proyecto justifica el rescate de estas variedades que exhiben características que se pueden aprovechar industrialmente para darle un valor agregado a este producto de importancia regional.

Hasta el momento se han evaluado más de 132 variedades nativas para determinar su comportamiento agronómico y sus potenciales usos.

 Para el caso específico de la caracterización de las variedades nativas, considerando la extracción de almidón, la investigación de la estudiante Chaves mostró que algunas variedades de Solanum phureja tienen mayor contenido de este que las variedades de S. tuberosum (especie de papa que normalmente se comercializa en el mercado).

Con base en los datos obtenidos es posible concluir que ciertas variedades cuentan con una ventaja industrial por obtener mayores rendimientos en la extracción de este carbohidrato de alta demanda.

 Propiedades del almidón de papa

Durante el desarrollo del proyecto se estudiaron algunas aplicaciones alimentarias del almidón, estableciendo formulaciones en productos de panificación como galletas y pasteles, las cuales se trabajaron en conjunto con los agricultores.

El objetivo de esta investigación inédita es que los productos desarrollados se puedan extrapolar a un escenario real para su futura comercialización.

La metodología comprende la evaluación de propiedades fisicoquímicas y funcionales del almidón de papa nativa, como por ejemplo los índices de absorción de agua y de solubilidad en agua; la absorción de aceite; el poder de hinchamiento y emulsificante; y el contenido de amilosa y amilopectina, entre otras.

Los resultados han evidenciado diferencias con respecto a las propiedades del almidón de maíz (el más utilizado por la industria de panificación) que, según su aplicación, pueden representar ventajas tecnológicas y funcionales.

 En el caso de los productos de panificación, el almidón de papa es un potencial insumo para desarrollar productos sin gluten o con menor contenido de grasa.

Así mismo la metodología incluye el desarrollo del producto final, en el cual se evalúan las propiedades de la masa, el componente nutricional, las características físicas y químicas del producto, y por último la estimación de su vida útil y evaluación sensorial.

La escogencia del almidón de papa en productos de panificación responde a varios factores: primero, la industria es una de las más rentables, y aunque este es ligeramente más costoso que el de maíz, su inclusión en productos de panadería hace que sea un proceso económicamente viable para el aprovechamiento de la papa nativa.

Además los productos de panificación gozan de gran popularidad en el mercado gracias a su precio y facilidad tanto para el almacenamiento como para la comercialización.

Segundo, en el contexto nacional del cultivo, según el Ministerio de Agricultura, el consumo de papa en Colombia alcanzó en 2018 las 2.782 millones de toneladas en productos frescos y procesados, con un aumento de alrededor de 30.000 toneladas frente a las 2.751 millones consumidas en 2017.

En el sur del país el 20 % del área sembrada se concentró en Nariño, lo que convierte a este departamento en el tercero con mayor área sembrada después de Cundinamarca (37 %) y Boyacá .

“Investigaciones como esta representan un esfuerzo para preservar la riqueza genética de la papa y un gran avance, pues con los resultados no solo se espera desarrollar nuevos productos, sino que en un futuro esto pueda ser una idea de negocio que se lleve a la realidad”, concluye la investigadora Chaves.

Fuente : https://www.palmira.unal.edu.co/