UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA
FACULTAD DE AGRONOMÍA
Departamento Académico de Ciencias Agrarias
“CLASIFICACIÓN INTRAESPECÍFICA DE 60 ACCESIONES DE
CACAO
(
Theobroma cacao
L.)
DE LA COLECCIÓN HUALLAGA
BASADA EN LA CARACTERIZACIÓN ORGANOLÉPTICA DE LA
SEMILLA FRESCA”
TESIS
Para optar el título de:
INGENIERO AGRÓNOMO
EDITH ALBORNOZ ALBORNOZ
Tingo María – Perú
DEDICATORIA
A nuestro padre Dios quien cada día me da fuerzas y me infunde aliento para seguir adelante en este mundo competitivo.
A mis padres Nancy Albornóz Peña y Maximiliano Albornóz Espinoza por su amor, trabajo y sacrificios en todos estos años, gracias a ustedes eh logrado llegar hasta aquí y convertirme en lo que soy. Es un privilegio ser su hija.
AGRADECIMIENTO
A la Universidad Nacional Agraria de la Selva (UNAS), "Alma Mater" de mi formación profesional y a los docentes e investigadores de la Facultad de Agronomía, por haberme legado con sus valiosos conocimientos teórico - prácticos.
Al Ing. Luís Fernando García Carrión, asesor del presente trabajo de investigación, por su adecuada orientación y participación en la evaluación sensorial, por su apoyo en el análisis multivariado y la revisión completa de este estudio.
A los miembros de mi Jurado de Tesis: Ing. M. Sc. David Guarda Sotelo (Presidente), Dr. Raúl Natividad Ferrer (Miembro) y Blgo. M. Sc. Julio Chía Wong (Miembro), por sus oportunas y valiosas sugerencias.
Al Sr. Julián Ruíz Saldaña, trabajador auxiliar del Banco de Germoplasma de Cacao, por su apoyo constante en la recolección de frutos de cacao.
ÍNDICE GENERAL
Pág.
I. INTRODUCCIÓN ... 9
II. REVISIÓN DE LITERATURA ... 11
2.1 Origen y clasificación de la diversidad genética ... 11
2.2 Colecciones de germoplasma de cacao ... 13
2.2.1 Banco de Germoplasma de Cacao de la UNAS ... 13
2.3 Calidad organoléptica de la semilla fresca del cacao ... 14
2.3.1 Factor genético o varietal ... 15
2.3.2 Factor poscosecha ... 17
2.4 Evaluación sensorial de la semilla fresca del cacao... 18
2.5 Clasificación fenética del germoplasma ... 19
2.5.1 Métodos de ordenación ... 19
2.5.2 Métodos de agrupamientos ... 21
2.6 Características de los clones CCN-51, EET-62 y SHU-1 ... 23
III. MATERIALES Y MÉTODOS ... 25
3.1 Campo experimental ... 25
3.1.1 Ubicación ... 25
3.1.2 Condiciones edafoclimáticas ... 25
3.2 Materiales ... 26
3.2.1 Material genético ... 26
3.3 Componente en estudio ... 26
3.4 Tratamiento en estudio ... 26
3.5.1 Caracteres organolépticos de la semilla fresca ... 27
3.6. Estadísticos descriptivos univariados ... 29
3.7 Estadísticos descriptivos multivariados ... 30
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ... 32
4.1. Caracterización organoléptica de la semilla fresca ... 32
4.1.1 Análisis con estadísticos descriptivos univariados... 32
4.1.2 Análisis de perfiles comparativos organolépticos ... 37
4.2 Clasificación fenética intraespecífica... 42
4.2.1 Análisis de componentes principales (ACP) ... 42
4.2.2 Análisis de agrupamientos o análisis Clústers (AC) ... 51
V. CONCLUSIONES ... 55
VI. RECOMENDACIONES ... 56
VII. RESUMEN ... 57
VIII. BIBLIOGRAFÍA ... 59
ÍNDICE DE CUADROS
Pág.
1. Datos de pasaporte de 60 accesiones de cacao de la colección
Huallaga………. 27
2. Formato de evaluación sensorial de la semilla fresca de cacao….. ... 28 3. Matriz básica de datos de la evaluación sensorial promedio semilla
fresca de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga ... 33 4. Descriptores organolépticos y estadísticos descriptivos univariados
utilizados para caracterizar 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga - semilla fresca. ... 34 5. Matriz de correlación simple de 7 variables de la semilla fresca de 60
accesiones de cacao de la colección Huallaga ... 37 6. Comparativo de la evaluación sensorial promedio de 60 accesiones
de cacao de la colección Huallaga con los clones CCN-51, EET-62 y SHU-1 - semilla fresca ... 38 7. Comparativo de la evaluación sensorial promedio de las 5 mejores
accesiones de cacao por su superior calidad organoléptica de la colección Huallaga con los clones CCN-51, EET-62 y SHU-1 - semilla fresca ... 39 8. Valores propios y proporción de la variancia explicada del análisis de
9. Correlación lineal de 7 variables originales con los componentes principales en la caracterización de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga - semilla fresca... 45 10. Proporción de la variancia explicada por cada variable original sobre
los 3 primeros componentes principales en la caracterización de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga - semilla fresca. ... 47 11. Matriz de índice de similaridad y de distancia euclidiana utilizadas en
el análisis estadístico multivariado - semilla fresca... 67 12. Datos de la evaluación sensorial de 60 accesiones de cacao de la
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.
1. Histogramas de frecuencia de 7 variables organoléptica de semilla fresca de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga ... 35 2. Comparativo entre el perfil organoléptico promedio de 60 accesiones
de cacao de la colección Huallaga con los clones CCN-51, EET-62 y SHU-1 - semilla fresca ... 38 3. Comparativo entre el perfil organoléptico promedio de 5 accesiones
de cacao de superior calidad organoléptica de la colección Huallaga con los clones CCN-51, EET-62 y SHU-1 - semilla fresca ... 40 4. Proporción de la variancia explicada por los componentes principales
del análisis de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga - semilla fresca. ... 44 5. Diagrama de dispersión (biplot) de 60 accesiones de cacao de la
colección Huallaga y 7 caracteres organolépticos originales sobre el primer y segundo componente principal - semilla fresca ... 50 6. Dendograma de similaridad de 60 accesiones de cacao de la
colección Huallaga generado por la técnica aglomerativa del ligamiento promedio (UPGMA) - semilla fresca, obteniéndose 4 grupos. ... 54 7. Frutos de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga ... 74 8. Plano de ubicación de 60 accesiones de cacao de la colección
I. INTRODUCCIÓN
El cacao (Theobroma cacao L.) es una especie originada de los bosques húmedos tropicales de América del Sur. Posee un valor incalculable por las diversas características presentadas en términos de sabor y aroma que debemos conservar y es utilizado como materia prima para la obtención de diversos productos de la industria de chocolates, derivados y otros.
Los bancos de germoplasma conservan la mayor diversidad genética de una especie cultivada. En ellos se realizan actividades de caracterización, evaluación, documentación e intercambio de información de los recursos fitogenéticos. La caracterización y la evaluación de las accesiones son útiles para identificar y diferenciar cultivares élites de uso actual o potencial para los diferentes objetivos de mejora genética.
Los caracteres morfológicos cualitativos, por ser altamente heredables, facilitan la identificación y diferenciación de las accesiones conservadas, la verificación de la identidad genética, la detección de duplicados y la clasificación del germoplasma vegetal.
comprensión de las relaciones de similitud y/o distancia taxonómica entre las accesiones de cada colección de germoplasma de cacao.
El uso del análisis multivariado permite organizar, analizar y aprovechar mejor esta información para la clasificación intraespecífica de las accesiones de cacao en estudio. Las accesiones de cacao de la colección Huallaga por su origen local y adaptados a las condiciones agroecológicas de Tingo María, deben poseer un perfil organoléptico de aroma y sabor similar según su origen genético y/o procedencia geográfica, pero diferenciado con relación a las otras colecciones conservadas en el Banco de Germoplasma de Cacao de la UNAS.
Con la finalidad de lograr una mayor información sobre la variabilidad y las relaciones de la colección Huallaga, con fines de clasificación, se plantearon los siguientes objetivos:
1. Evaluar la variabilidad de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga y seleccionar aquellos de superior calidad organoléptica a nivel de semilla fresca.
II. REVISIÓN DE LITERATURA
2.1 Origen y clasificación de la diversidad genética
El cacao (Theobroma cacao L.), es una especie originaria de los trópicos húmedos de América del Sur. Su distribución se extiende desde el Sur de México, hasta Brasil y Bolivia. Cheesman (1944) citado por DIAS (2006), propuso que el centro de origen del cacao estaria alrededor de un círculo de 400 km de radio, en la confluencia de los ríos Napo, Caquetá, y Putumayo, tributarios del río Amazonas. Otro reporte indica que el centro de origen se encuentra en la cuenca del río Amazonas y el río Orinoco (WOOD, 1982).
Sin embargo, otros investigadores como Krug and Quartey-Papafion (1964) citados por GARCÍA (2000), han reportado que el centro primario de diversidad del cacao se encuentra en la región nororiental del Perú. Si bien esto resulta coherente, la existencia de poblaciones silvestres muy variables y dispersas en la región central y sur de nuestra Amazonía Alta, amerita sostener que el centro de origen no sólo estaría confinado a dicha región, sino que además incluiría la región centro y suroriental, i.e., las cuencas de los ríos Huallaga, Ucayali y Urubamba.
Cuatrecasas (1964) citado por TOXOPEUS (1987), basado en estudios de distribución geográfica, hallazgos etnobotánicos y caracteres morfológicos, intentó dividir la especie Theobroma cacao L., en dos subespecies proponiendo la siguiente clasificación: (i) Theobroma cacao subsp. cacao: poblaciones ‘Criollo’ de América central y sur, y (ii) Theobroma cacao subsp. sphaerocarpum: poblaciones ‘Forastero’ del Alto Amazonas y ‘Forastero’ del Bajo Amazonas.
Los estudios moleculares, argumentos paleoclimáticos, paleogeográficos y geobotánicos, apoyaron la propuesta de 4 grupos o complejos germoplásmicos naturales y su correspondiente distribución geográfica: (i) ‘Criollo’: América Central, Colombia y Venezuela, (ii) ‘Amazonas’ o Forastero del Alto Amazonas: Perú, Ecuador, Colombia, Bolivia y Brasil, (iii) ‘Guyanas’ o Forastero del Bajo Amazonas: meseta de las Guyanas, Venezuela, Surinam, Guyana Francesa, Brasil y (iv) ‘Nacional’: zona costera del Ecuador (LACHENAUD, 1997).
Un quinto grupo genético (artificial) denominado Trinitario, resultó ser una población segregante originado de un cruzamiento entre una variedad de cacao amelonado de las Guyanas (“Forastero del Bajo Amazonas”), y una variedad de cacao “Criollo” de Venezuela (M y O CONSULTING, 2008).
propuesto 10 grupos genéticos naturales: (i) Amelonado, (ii) Contamana, (iii) Criollo, (iv) Curaray, (v) Guyana, (vi) Iquitos, (vii) Marañón, (viii) Nacional, (ix) Nanay y (x) Purús (MOTAMAYOR et al., 2008).
2.2 Colecciones de germoplasma de cacao
Las principales colecciones de germoplasma de cacao están depositados en 2 bancos de germoplasma internacionales: (i) Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE), Costa Rica, con más de 1,500 accesiones de diferente origen genético y (ii) Universidad de las Indias Occidentales (UWI), Trinidad y Tobago, con más de 2,800 accesiones, principalmente ‘Forasteros del Alto Amazonas’, ‘Trinitarios’ y ‘Criollos’ (ESKES y LANAUD, 2001).
Entre 1986-1989, el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) a través de los Proyectos FD/PER/86/458 y AD/PER/459/PNUD, en Tingo María, se propuso "recuperar la autonomía genética y ampliar la base genética del cacao peruano". Para alcanzar este propósito se establecieron como estrategias: (a) la recolección de germoplasma de cacao silvestre y cultivado de la Amazonía peruana, (b) la introducción de germoplasma de cacao exótico y (c) el establecimiento de bancos de germoplasma y semilleros clonales de cacao (HERNÁNDEZ, 1991).
2.2.1 Banco de Germoplasma de Cacao de la UNAS
por el Proyecto AD/PER/459/PNUD y transferido a la UNAS en 1990; para su conservación, evaluación y generación de semilla de calidad (GARCÍA, 2000). Su pool genético consta de 160 accesiones clonales, distribuída en 3 colecciones: (i) colección Introducida (48 accesiones), (ii) colección Huallaga (63 accesiones) y (iii) colección Ucayali (49 accesiones).
2.3 Calidad organoléptica de la semilla fresca del cacao
La calidad del cacao se manifiesta a través de los atributos organolépticos de la sermilla fresca o del licor del cacao. Observaciones de campo parecen evidenciar una buena correlación entre la calidad de la pulpa y el licor del cacao, lo cual permitiría una selección temprana de árboles con superior calidad organoléptica (ESKES et al., 2012).
El sabor que se detecta a nivel de las papilas gustativas y el aroma, refleja los efectos combinados del genotipo, factores edafoclimáticos, manejo agronómico y la labor de poscosecha utilizada (CLAPPERTON et al., 1994; LEITE et al., 2013).
El aroma y el contenido de polifenoles del chocolate no dependen únicamente del cultivar, sino también, en gran medida, de la fermentación, el secado y el tostado (WOLLGAST, 2000; COUNET et al., 2004).
sabores de los cultivares utilizando condiciones controladas durante el proceso de poscosecha. Mucho del éxito sobre el sabor requiere del acceso a una colección amplia de material de plantación (germoplasma), bien mantenida y documentada, la aplicación de procedimientos sistemáticos para la preparación de la muestra y la evaluación del sabor (CLAPPERTON et al., 1994).
Es evidente que la calidad organoléptica del aroma y el sabor de los cultivares de cacao dependen principalmente de 2 factores: (i) genético (cultivar) y (ii) poscosecha (fermentado, secado y tostado). Si bien no se puede descartar los efectos que podría tener el suelo y el clima sobre el aroma y sabor; sin embargo, parece que éstos no son significativos o determinantes; es más, son difíciles de individualizar y medir (GARCÍA, 2000).
2.3.1 Factor genético o varietal
Las semillas del cacao son generalmente producidas por fecundación cruzada, por lo tanto, la variabilidad del sabor no dependería solamente de la almendra per se, que es mitad del progenitor macho y mitad del progenitor hembra, sino también del tejido maternal que la rodea (BIEHL, 1982).
especias. En cambio, el cacao ‘Criollo’ de granos grandes, tiene bajo contenido de grasa y notas de sabor a nueces. Los cacaos ‘Trinitarios’ tienen un intenso aroma a chocolate y sabor a licores, caramelos y pasas (CLAPPERTON et al., 1994).
La herencia de la calidad organoléptica establece que los cruces entre genotipos de alta calidad asegura la obtención de tipos de cacao finos; i.e., que la calidad se hereda cuando se combinan cultivares que poseen genes para esos atributos. Investigaciones sobre el sabor con progenitores y progenies de la cruza SCA-9 x PA-13, reportan que el sabor frutal/floral de SCA-9 es heredable pudiendo diferir entre las progenies (CLAPPERTON, 1994).
Además de la variación en la intensidad de los sabores básicos del cacao, se ha reportado la presencia de sabores específicos tales como ‘frutal’, encontrado en los Trinitarios; diferentes tipos de ‘floral’, encontrado en los tipos Nacional y Scavina, y sabores a nueces y caramelos en los tipos Criollo (SUKHA y BUTLER, 2005).
2.3.2 Factor poscosecha
La calidad aromática de un chocolate es una cualidad que está relacionada con el origen genético de las almendras, el tratamiento poscosecha (fermentación y secado) y el tostado (CROSS, 1997). Un cacao fino se define como aquel cuyas almendras tienen un alto potencial aromático y otras bondades sensoriales que lo distingue de los demás (AMORES, 2007).
Dependiendo del cultivar, los comercializadores separan las almendras de cacao corriente de las almendras de cacao fino. Este último se caracteriza por la presencia de notas de aroma especial tales como: floral y
frutal que estan ausentes en el cacao corriente (ZIEGLEDER, 1990; SUKHA et al., 2008).
Aunque el aroma a chocolate se deriva de los componentes endógenos de la semilla (proteínas de reserva, carbohidratos, etc.), el aroma fino ha sido vinculado a la pulpa fresca de la semilla de cacao (ESKES et al., 2007). Diferencias en el sabor entre genotipos de cacao son independientes de la composición de la pulpa y por lo tanto, deben estar relacionados a diferencias en la bioquímica de los cotiledones. Las investigaciones futuras deberán enfocarse en la composición bioquímica de los cotiledones, en vez de la fermentabilidad y condición de la pulpa fresca (CLAPPERTON, 1994).
cacao, tal como ha sido reportado por Quijano et al. (2010) citados por KADOW et al. (2013).
2.4 Evaluación sensorial de la semilla fresca del cacao
La evaluación sensorial comprende la caracterización y el análisis de la aceptación o rechazo de un alimento por parte del catador según las sensaciones experimentadas al inicio y al final de ser consumido. Es necesario tener en cuenta que estas percepciones dependen principalmente del individuo, del espacio y del tiempo (HERNÁNDEZ, 2005).
Para realizar una evaluación sensorial se necesita un panel de catadores y una escala hedónica que permita medir las intensidades de los atributos que posee una variedad en términos de sabores básicos: dulzura, acidez, astringencia y amargor de la almendra, y sabores específicos: floral, frutal, herbal, entre otros. En un estudio de evaluación sensorial de genotipos (accesiones) de cacao de diferente origen genético a nivel de almendra realizado en Tingo María por ESKES et al., (2007), utilizaron una escala hedónica similar a la que propone la Norma Técnica Peruana, NTP-ISO 6564 (2009), cuyos valores oscilan de 0 al 5, según la siguiente descripción:
Valor Intensidad del atributo
0 = Ausente
1 = Muy bajo (muy débil) 2 = Bajo (débil)
3 = Medio (moderado) 4 = Alto (fuerte o intenso)
2.5 Clasificación fenética del germoplasma
La fenética o taxonomía numérica, representa un intento de clasificar los organismos basándose en su similitud global, normalmente establecida sobre caracteres morfológicos u otros rasgos notables, sin tener en cuenta su filogenia. Los taxónomos cuando desean clasificar las entidades biológicas usan diversos métodos multivariados que sirven de apoyo a la taxonomía numérica. Esta disciplina evalúa las semejanzas o afinidades entre las unidades taxonómicas y su ordenación en taxas de más alto rango basadas en estas semejanzas (SNEATH y SOKAL, 1973). Las mediciones taxonómicas pueden llevarse a cabo en plantas individuales, líneas endocriadas, clones, poblaciones, especies, etc. Cualquiera que sea el blanco bajo estudio, éste recibe el nombre de unidad taxonómica operativa (UTO).
En el caso de análisis de datos resultantes de la caracterización de recursos fitogenéticos (colecciones de germoplasma), surge el problema de representarlos geométricamente, cuantificar la asociación y clasificarlos respecto a un conjunto de variables, las cuales pueden ser cuantitativas, cualitativas o la combinación de ambas (BRAMARDI, 2002). Si bien el investigador tiene la libertad de elegir la técnica multivariada, ésta debe ser de uso generalizado (validada) y adecuarse a los objetivos del estudio.
2.5.1 Métodos de ordenación
morfológico, como molecular. El ACoP, se recomienda su uso cuando se trata de variables cualitativas, con datos de presencia/ausencia y se utilizan índices de similitud (BRAMARDI, 2002).
El ACP, es una técnica de reducción de datos que transforma un conjunto grande de variables en otra con menor número de variables denominadas componentes principales con la particularidad de que las nuevas variables no están correlacionadas entre sí y además, se puedan ordenar de acuerdo con la información que lleva incorporada (LÓPEZ DE CASTILLA y PORRAS, 2002).
Asimismo, el ACP permite encontrar la semejanza entre la totalidad de los UTOs. Este método faculta imaginar un espacio multidimensional para ubicar los UTOs y donde cada dimensión representa un carácter; es decir, habrá tantas dimensiones como caracteres. Las relaciones entre las UTOs se reflejan en la posición en que se disponen en ese espacio (diagrama de dispersión). Cuanto más próximos dos UTOs se encuentren entre sí, éstos estarán más estrechamente relacionados (CRISCI y LÓPEZ, 1983).
independiente del otro, pues contiene una porción de la variación total no expresada en ningún otro componente principal (CRISCI y LÓPEZ, 1983).
Los resultados de evaluación de la divergencia fenética de poblaciones locales de cacao de las series SIC y SIAL (Forasteros amazónicos) de Bahía, Brasil mediante análisis de componentes principales y de agrupamientos, permitieron concluir que los clones SIC-17 y SIAL-244 muestran la más alta divergencia, mientras que los clones SIC-18 y SIC-765, son los menos divergentes de acuerdo a la matriz de distancia euclideana (DIAS y ÁVILA, 1993).
2.5.2 Métodos de agrupamientos
Para propósitos de clasificación se utilizan dos tipos de técnicas, una de tipo jerárquico, como el análisis de agrupamientos o conglomerados, y la otra de tipo no jerárquico, como el análisis de K-medias. El análisis de agrupamientos comprende un conjunto de métodos utilizados para clasificar los objetos u organismos en grupos relativamente homogéneos llamados conglomerados o “clústers”. Los objetos en cada conglomerado tienden a ser similares entre sí (alta homegeneidad interna dentro del clúster) y diferentes a los objetos de los otros grupos (alta heterogeniedad externa entre clústers) con respecto a algún criterio de selección predeterminado (FRANCO et al., 1997).
ésta se basa, (ii) selección de una medida de distancia/similitud apropiada, (iii) selección de un método de agrupación y (iv) evaluación de la validez del análisis (GONDAR, 2000).
Un estudio realizado en el CATIE, Turrialba (Costa Rica), con el objeto de analizar las relaciones fenéticas de 294 clones de cacao con 33 caracteres morfoagronómicos, determinó que las relaciones fenéticas entre clones representaban un grado muy amplio. Además, señala que el empleo de pocos caracteres cualitativos en mediciones de similitud entre taxas relacionadas genéticamente, pueden dar resultados incorrectos o imprecisos (ENGELS, 1983).
En Tingo María, el estudio de clasificación intraespecifica de 48 accesiones de la colección Ucayali-Urubamba, reporta que los caracteres cualitativos de flores, frutos, semillas y hojas, tuvieron una moderada variación fenotípica, mientras que los caracteres cuantitativos mostraron mayor variación. Asimismo, se señala que los clones que mostraron marcada distancia taxonómica con el resto de los clones, podrían ser utilizados como progenitores en planes de cruzamiento (GUERRERO, 2005).
subgrupos, el primer grupo conformado por las accesiones NA-33 e IMC-51, el segundo grupo por las accesiones EET-48 y EET-103 y el tercer grupo por las accesiones EET-95 y EET-96, que expresaron un alto grado de similitud (80% aproximadamente) con respecto a las demás accesiones (AYCACHI, 2008).
Una reciente investigación realizada en la Estación de Tulumayo usando 14 árboles híbridos de cacao de diferente origen genético, reporta que el análisis de conglomerados mostró un dendrograma con 3 grupos (I, II, III) y 8 entidades independientes a un nivel de afinidad de 0,5; siendo los 3 conglomerados: ICS-95 x POUND-7, 20 con ICS-95 x ICS-6, 14;ICS-95 x U-58, 16 con U-68 x ICS-6, 11; e IMC-67 x ICS-95, 1 con H-12 x ICS-6, 6; los que presentaron las menores distancias euclidianas y por consiguiente las mayores similitudes taxonómicas (GARCÍA, 2009).
2.6 Características de los clones CCN-51, EET-62 y SHU-1
En muchos países se han distribuido numerosos clones seleccionados bien sea, por su productividad, resistencia/tolerancia a las enfermedades y/o su calidad organoléptica.
Al respecto GARCÍA (2000), describe los siguientes clones:
morado, con un n° de 44 semillas/fruto y peso seco 1.4 g/semilla, su índice de mazorca es 16 y son autocompatibles. Es susceptible a la enfermedad “pudrición parda”, moderadamente resistente a la “escoba de bruja” y moderadamente susceptible a la “moniliasis”.
El clon EET-62 (Estación Experimental Tropical de Pichilingue - Ecuador), de grupo genetico Nacional, denominado como de sabor “Arriba”, que es considerado como un “cacao de fino aroma y sabor”, muy buena calidad, con intenso aroma a chocolate, con notas de aroma a flores y especias, contiene 51% de grasa. Presenta mazorcas de tamaño intermedio con rugosidad ligera, de forma elíptico y ápice obtuso, color verde pigmentado al estado inmaduro, color del cotiledón morado, con 33 semillas/fruto y peso seco de 1.6 g/semilla, su índice de mazorca es 19 y son autocompatibles. Asimismo, es moderadamente resistente a la enfermedad “pudrición parda”, resistente a la “escoba de bruja” y susceptible a la “moniliasis”.
III. MATERIALES Y MÉTODOS
3.1 Campo experimental
3.1.1 Ubicación
El presente trabajo se realizó en el Banco de Germoplasma de Cacao de la Universidad Nacional Agraria de la Selva (UNAS) - Tingo María, ubicado en una colina alta en la margen derecha del río Huallaga, distrito de Rupa Rupa, provincia de Leoncio Prado y región Huánuco, cuyas coordenadas geográficas son:
Este : 391126
Norte : 8969878
Altitud : 756 msnm
3.1.2 Condiciones edafoclimáticas
El suelo es de origen residual, con una pendiente de 20% a más; clase textural franco arcillo-arenoso, contenido medio de materia orgánica, nitrógeno total y muy bajo en fósforo. Con una fuerte acidez (pH: 4.5), baja capacidad efectiva de intercambio catiónico y alto porcentaje de saturación de aluminio (Al+3).
3.2 Materiales
3.2.1 Material genético
Se trabajó con el material genético estudiado de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga (H), (H-1, H-3, H-4,………., y H-62), conservados y caracterizados morfoagronómicamente en el Banco de Germoplasma de Cacao de la UNAS - Tingo María. Tres accesiones Huallaga (H-2; H-33 y H-63) no se encontraron con producción de frutos (regenerados hace 2 años atrás), por lo que la evaluación sensorial y el peso fresco de semilla, se hizo únicamente para 60 accesiones (Cuadro 3).
3.3 Componente en estudio
Comprende un solo componente o factor: germoplasma de cacao de la colección Huallaga (H), constituída por 60 accesiones.
3.4 Tratamientos en estudio
Cuadro 1. Datos de pasaporte de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga
Accesión Localidad Productor Longitud Latitud
H-1, hasta H-51 Naranjillo Luis Reyes 76° 00’ LO 9° 10’ LS H-52, hasta H-57 Pendencia Mendoza 76° 02’ LO 9° 05’ LS H-58 Anda Pedro Centeno 76° 02’ LO 9° 08’ LS H-59 Pueblo Nuevo Pedro Encarnaciòn 76° 02’ LO 9° 08’ LS H-60, H-61, H-62 Los Milagros Hipólito Fernández 76° 02’ LO 9° 08’ LS
H = Huallaga
3.5 Metodología
La metología utilizada se describe a continuación:
3.5.1 Caracteres organolépticos de la semilla fresca
La evaluación de los atributos organolépticos a través de la evaluación sensorial de la pulpa y cotiledón de la semilla fresca de las 60 accesiones Huallaga, consistió en lo siguiente:
- Se realizó un corte transversal del fruto y se extrajo con los dedos 1 a 2 semillas de la parte central y se llevó a la boca del catador para poder degustar los sabores básicos y específicos a través del sentido del gusto y del olfato. Esta evaluación se ejecutó en un ambiente abierto, fresco y aislado de olores extraños que pudieran alterar la percepción sensorial del panel de catación.
- Se contó con 3 catadores para la evaluación de los atributos organolépticos como los sabores básicos y sabores específicos de la pulpa y del cotiledón de la semilla fresca.
- Los datos obtenidos de la evaluación sensorial de la semilla fresca del cacao fueron registrados en un formato específico el cual se muestra en el Cuadro 2.
Cuadro 2. Formato de evaluación sensorial de la semilla fresca de cacao
Evaluación sensorial de la semilla fresca de cacao - accesión - "n"
Sabores básicos
Intensidad Ausente Muy
bajo Bajo Medio Intenso
Muy intenso 0 1 2 3 4 5 Dulzura Acidez Astringencia Amargor Sabores específicos
Ausente Muy
bajo Bajo Medio Intenso
Muy intenso 0 1 2 3 4 5 Floral
Frutal
i=1
n
X1
ẋ = n
i=1
n ẋ =
n - 1
(Xi - ẋ)2
i=1
S2
=
- Como complemento en este trabajo, fue incluido el peso fresco de 10 semillas de cada accesión Huallaga y registrado el valor promedio de los datos obtenidos.
3.6 Estadísticos descriptivos univariados
Para el presente estudio se utilizó estadísticos descriptivos univariados de tendencia central, como el promedio, y de dispersión, como la desviación standard, el coeficiente de variabilidad y el rango. Asimismo, para medir el grado de asociatividad entre los caracteres en estudio, se eligió el método de correlación de Pearson "r" (INFANTE y ZÁRATE, 1988).
Promedio:
Σ
Desviación estándar:
Σ
3.7 Estadísticos descriptivos multivariados
Para lograr el objetivo de la clasificación intraespecífica se utilizó en primer lugar, el método de ordenación: análisis de componentes principales, (ACP), y en segundo lugar, el método de agrupamientos: análisis Clústers (AC), para las variables originales en estudio.
En el análisis por componentes principales (ACP), los componentes principales que contienen información de todos los caracteres pero en diferentes proporciones y que no están correlacionados entre sí (son independientes), se obtuvieron de la matriz de similitud entre caracteres con el fin de reducir, sin gran pérdida de información, el número de dimensiones facilitando la representación de las OTUs (Operative Taxonomic Unit) y sus relaciones (proximidad genética), en función de los caracteres utilizados. Asimismo, permite conocer a través de la matriz de correlación o de covarianza, la contribución o aporte de las variables a los componentes principales con el fin de medir su efecto discriminante.
Por su parte, el análisis de agrupamientos o análisis Clústers busca agrupar elementos (UTOs) o variables similares tratando de lograr la máxima homogeneidad dentro del grupo y la mayor heterogeneidad entre los grupos (SNEATH y SOKAL, 1973). A continuación se presenta el procedimiento:
1. Elaboración de una matriz básica de datos n x p (60 x 7), donde n, es el número de accesiones, y p, las variables (atributos) medidos.
n i =1
3. Elaboración de una matriz de distancias basada en la distancia euclidiana. La distancia euclidiana (DT), se obtiene según la siguiente fórmula:
DT = (∑ (Xij - Xik)2)1/2
Donde:
Xij = Valor del carácter i, en el clon j.
Xik = Valor del carácter i, en el clon k.
4. Construcción del dendrograma utilizando como método de encadenamiento, el ligamiento promedio (UPGMA o agrupamiento de pares no ponderados a través del promedio aritmético), que es el algoritmo más usado.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1 Caracterización organoléptica de la semilla fresca
4.1.1 Análisis con estadísticos descriptivos univariados
En el Cuadro 3, se presenta los resultados promedio de la evaluación sensorial (sabores básicos y sabores específicos) y peso de semilla fresca de cacao de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga.
Los datos resultantes del Cuadro 3, al ser sometidos al análisis estadístico univariados (Cuadro 4), permiten inferir que con relación a los sabores básicos y específicos, los caracteres: astringencia, floral y acidez, mostraron la mayor variación en el germoplasma de cacao de la colección Huallaga. En cambio, el peso de semilla fresco y la dulzura, tuvieron valores bajos y medios, respectivamente.
Cuadro 3. Matriz básica de datos de la evaluación sensorial promedio semilla fresca de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga
N° Accesión Sabores básicos Sabores específicos
Peso fresco
por semilla
(g) Dulzura Acidez Astringencia Amargor Floral Frutal
1 H-1 2.3 1.2 1.0 2.0 1.7 2.7 2.0
2 H-3 3.7 1.0 1.0 2.0 1.5 1.8 2.3
3 H-4 2.2 1.3 1.0 1.8 1.3 1.0 2.0
4 H-5 1.7 1.2 1.2 1.3 1.2 1.7 2.3
5 H-6 2.2 1.7 1.7 2.7 1.2 1.7 2.3
6 H-7 2.3 1.2 1.0 1.8 1.0 1.7 2.0
7 H-8 2.7 1.0 1.0 1.7 1.2 3.0 2.3
8 H-9 2.8 1.8 1.0 1.8 1.2 2.7 2.0
9 H-10 2.8 1.8 1.0 2.2 1.5 2.8 2.5
10 H-11 3.0 1.3 1.0 1.8 1.5 3.2 2.0
11 H-12 2.8 2.5 1.2 2.2 2.2 2.8 2.5
12 H-13 2.8 2.0 1.7 2.2 1.5 2.3 2.0
13 H-14 2.8 1.8 1.0 2.3 1.7 2.7 2.0
14 H-15 2.2 2.3 1.7 2.3 1.0 2.0 2.5
15 H-16 2.0 1.2 1.2 1.5 1.2 1.7 2.3
16 H-17 2.7 1.2 1.0 1.8 1.0 2.7 2.8
17 H-18 3.7 1.7 1.3 2.3 2.0 2.8 2.3
18 H-19 1.5 1.3 1.0 2.3 1.5 2.7 2.3
19 H-20 3.0 1.8 1.2 1.7 1.2 2.8 2.5
20 H-21 2.7 1.8 1.7 1.0 1.2 2.2 2.5
21 H-22 3.2 2.2 1.7 3.2 2.0 2.3 2.3
22 H-23 3.0 2.3 1.0 2.2 1.0 3.0 2.3
23 H-24 2.3 2.0 1.2 2.7 1.2 2.2 2.3
24 H-25 3.0 2.0 1.2 2.2 1.3 2.8 2.3
25 H-26 2.2 1.7 1.0 2.0 1.2 2.0 2.3
26 H-27 2.7 1.7 1.0 1.7 1.2 2.8 2.3
27 H-28 2.7 2.2 1.7 2.2 1.7 3.0 2.0
28 H-29 3.3 1.0 1.2 1.3 1.2 2.8 1.8
29 H-30 3.0 1.3 1.2 1.7 1.2 2.7 2.0
30 H-31 2.8 1.7 1.0 1.8 1.2 2.7 2.3
31 H-32 2.2 2.5 1.7 1.3 1.0 2.0 2.0
32 H-34 2.2 1.5 1.2 2.5 1.7 2.8 2.5
33 H-35 3.0 1.8 1.5 1.5 1.5 3.0 2.3
34 H-36 2.8 1.0 1.0 1.3 1.2 2.7 2.3
35 H-37 2.8 2.0 1.2 1.8 1.2 2.3 2.5
36 H-38 2.7 1.5 1.2 2.0 2.2 1.0 2.3
37 H-39 2.3 2.2 1.0 1.3 1.8 1.7 2.3
38 H-40 2.3 1.8 1.8 1.8 2.0 1.8 2.3
39 H-41 2.0 2.0 1.2 2.3 1.2 2.2 2.3
40 H-42 2.7 1.3 1.2 2.0 1.7 2.7 2.0
41 H-43 3.0 2.3 2.0 2.5 1.7 2.3 2.3
42 H-44 2.7 2.0 1.2 2.5 1.2 2.2 2.3
43 H-45 3.2 1.8 1.2 2.2 1.5 3.2 2.5
44 H-46 2.5 2.0 2.2 1.3 2.3 2.3 2.0
45 H-47 3.0 1.8 1.0 1.5 1.3 2.8 2.3
46 H-48 2.7 2.2 2.2 1.8 1.0 1.7 2.8
47 H-49 2.8 1.2 1.0 1.7 1.2 2.8 2.8
48 H-50 3.0 2.3 1.5 1.3 1.5 2.7 2.0
49 H-51 2.3 2.2 2.0 1.2 1.0 2.0 2.3
50 H-52 2.7 2.3 1.5 1.5 1.0 1.7 2.0
51 H-53 3.7 1.3 1.0 1.8 1.0 3.3 2.5
52 H-54 2.2 1.0 1.3 1.8 1.2 2.3 2.3
53 H-55 3.0 2.0 1.7 2.2 2.3 3.0 2.5
54 H-56 3.8 1.3 1.0 1.8 1.8 3.2 2.3
55 H-57 3.8 2.0 1.0 2.5 2.0 2.8 2.3
56 H-58 2.7 2.2 1.7 2.0 1.2 2.2 2.5
57 H-59 3.3 1.7 1.0 2.0 2.2 2.8 2.5
58 H-60 2.2 2.0 1.7 1.8 1.7 2.8 2.3
59 H-61 4.2 1.0 1.0 1.5 1.2 2.7 2.0
60 H-62 2.8 1.7 1.3 1.7 1.0 2.0 2.8
Cuadro 4. Descriptores organolépticos y estadísticos descriptivos univariados utilizados para caracterizar 60 accesiones de la colección Huallaga - semilla fresca
=Promedio
S = Desviación estándar CV(%) = Coeficiente de variabilidad Li = Límite inferior
Ls = Límite superior
En la Figura 1, se muestra los histogramas de frecuencias para los 7 caracteres organolépticos estudiados. Allí se puede inferir con excepción del peso de semilla fresca (carácter cuantitativo), los caracteres dulzura, amargor y frutal tienden a aproximarse a una distribución normal lo cual nos haría pensar que se tratarían de caracteres casi cuantitativos. El control genético de los caracteres organolépticos aun está en investigación, según postula ESKES et al. (2007), en el que muchos genes estarían involucrados (herencia poligénica).
A diferencia de los caracteres que no varían o varían muy poco en los clones de cacao, aquellos caracteres que muestran amplia variabilidad y poder discriminatorio, son de importante valor taxonómico para estudios de clasificación biológica, tal como lo sostiene CRISCI y LÓPEZ (1983).
Variable
(descriptores)
Estadísticos descriptivos univariados S CV (%) Rango Li - Ls
Sabores básicos
Dulzura 2,745 0,524 19,1 2,7 1,5 - 4,2
Acidez 1,718 0,435 25,3 1,5 1,0 - 2,5
Astringencia 1,293 0,341 26,4 1,2 1,0 - 2,2
Amargor 1,902 0,432 22,7 2,2 1,0 - 3,2
Sabores específicos
Floral 1,430 0,378 26,4 1,3 1,0 - 2,3
Frutal 2,438 0,531 21,8 2,3 1,0 - 3,3
(a) dulzura (b) acidez
(c) astringencia (d) amargor
(e) floral (f) frutal
(g) peso semilla fresca
Figura 1. Histogramas de frecuencia de 7 variables organoléptica de semilla
Cuando se evaluó 14 variedades de cacao de diferente origen genético se encontró que la astringencia y la dulzura de la pulpa tuvieron los más altos y más bajos valores con poder discriminativo, respectivamente. No se encontraron diferencias entre panelistas lo que sugiere que estos caracteres se evaluaron de forma homogénea (ESKES et al., 2007). En nuestro estudio, los caracteres: astringencia y dulzura, que tuvieron la mayor y menor variación respectivamente, resultan ser útiles para discriminar accesiones en las colecciones de cacao.
En el Cuadro 5, se muestra los coeficientes de correlación de Pearson (r), correspondientes a los 7 caracteres evaluados. Allí se observa coeficientes de correlación medios y positivos entre la acidez y la astringencia, e igualmente entre la dulzura y el frutal. Si bien estas relaciones no son estrechas pero sí directas, permiten inferir que si se selecciona por acidez reducida tambien se reducirá la astringencia, y de modo similar para la dulzura con el frutal. El coeficiente de correlación negativo (entre la dulzura y la acidez), y el coeficiente próximo a cero (entre la dulzura y el peso de semilla fresca), se interpreta en el primer caso, que si seleccionamos por dulzura o incrementamos este carácter se disminuye la acidez, y en el segundo caso, se interpreta que hay independencia entre las dos variables o en todo caso, una relación no lineal (FRANCO e HIDALGO, 2003).
excepción de la correlación cercana a cero entre la dulzura y el amargor, los demás resultados estarían corroborando y validando las correlaciones inversas que se obtuvieron entre la dulzura, con la acidez y con la astringencia.
Cuadro 5. Matriz de correlación simple de 7 variables de la semilla fresca de
60 accesiones de cacao de la colección Huallaga
DUL = Dulzura ACI = Acidez AST = Astringencia FLO = Floral FRU = Frutal PFS = Peso fresco semilla
4.1.2 Análisis de perfiles comparativos organolépticos
La evaluación sensorial solamente de los 6 sabores básicos y específicos permitió en primer lugar, la caracterización organoléptica promedio de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga y su comparación con los clones comerciales de referencia: CCN-51 [(IMC-67 x ICS-95) x Oriente1], de sabor corriente y EET-62 (Nacional), fino de aroma y sabor y una nueva selección híbrida de fino aroma y sabor: SHU-1 (IMC-67 x EET-228), (Cuadro 6 y Figura 2), y en segundo lugar, de establecer un comparativo entre el
Variables DUL ACI AST AMA FLO FRU PFS
Dulzura 1
Acidez -0,0824 1
Astringencia -0,1859 0,5594 1
Amargor 0,0529 0,2289 -0,0126 1
Floral 0,2037 0,1501 0,1303 0,2990 1
Frutal 0,4799 -0,0837 -0,2724 0,0914 0,1462 1 Peso fresco
promedio de los 5 mejores clones de superior calidad organoléptica con los 3 cultivares anteriormente mencionados (Cuadro 7 y Figura 3).
Cuadro 6. Comparativo de la evaluación sensorial promedio de 60 accesiones
de cacao de la colección Huallaga con los clones CCN-51, EET-62 y SHU-1 - semilla fresca
Colección/clon Dulzura Acidez Astringencia Amargor Floral Frutal
HUALLAGA* 3 2 1 2 1 2
CCN-51 3 3,5 3 3,5 1 2
EET-62 3 2 1 3 4 3
SHU-1 3 2,5 2 3 3 3
Huallaga* = Promedio de los datos de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga
En el Cuadro 6 y Figura 2, se puede observar que las accesiones de la colección Huallaga, en promedio con relación a la astringencia, acidez y amargor (sabores básicos), poseen valores muy bajos a bajos al compararlos con sus homólogos de los clones CCN-51, EET-62 y SHU-1. Estos atributos representan una ventaja única para la colección Huallaga pues se les podrían calificar como cacaos suaves o “delicatesen”. Sin embargo, los valores para floral y frutal (sabores específicos), que resultaron muy bajos y bajos respectivamente, representan una desventaja organoléptica al compararlos con los clones de fino aroma y sabor (EET-62 y SHU-1).
Un anterior estudio usando una muestra aleatoria de 15 accesiones de la colección Huallaga, reporta también intensidades de muy bajo a bajo, para astringencia, acidez y amargor; una intensidad baja para floral y un rango de intensidades de medio a alto para el sabor frutal (DOMINGUEZ, 2013).
Cuadro 7. Comparativo de la evaluación sensorial promedio de las 5 mejores
accesiones de cacao por su superior calidad organoléptica de la colección Huallaga con los clones CCN-51, EET-62 y SHU-1 - semilla fresca
* = Promedio de las 5 mejores accesiones de superior calidad organoléptica
Accesiones Dulzura Acidez Astringencia Amargor Floral Frutal
HUALLAGA* 3 1 1 2 2 3
CCN-51 3 3,5 3 3,5 1 2
EET-62 3 2 1 3 4 3
Figura 3. Comparativo entre el perfil organoléptico promedio de 5 accesiones de cacao de superior calidad organoléptica de la colección Huallaga con los clones CCN-51, EET-62 y SHU-1 - semilla fresca
accesiones son muy superiores en cuanto a calidad organoléptica, en términos de sus sabores básicos y específicos.
En general, estos resultados califican a las 5 accesiones seleccionados como cacaos suaves de fino sabor, aun cuando no combinan con el fino aroma a floral, que si lo reúne el clon EET-62 del grupo genético Nacional, denominado como de sabor “Arriba”, y que es considerado como un “cacao de fino aroma y sabor”. De todo lo anterior se podría inferir que los 5 accesiones seleccionados poseen y expresan ciertos genes responsables del desarrollo de los compuestos aromáticos asociados con el aroma floral y sabor frutal. Esta aseveración se sustenta en lo reportado por (KADOW et al., 2013), quien señala que el clon EET-62, tuvo la más alta cantidad de compuestos volátiles comparado con el clon SCA-6 y mucho más que el CCN-51.
Estudios recientes han revelado que desde el punto de vista genético, no solamente los cultivares Criollos pueden aportar características de buen sabor, sino también los cultivares Forasteros del Alto Amazonas, como el SCA-6 y el NANAY-33, que expresan sabores similares a los Criollos de Mérida y Porcelana de Venezuela (AMORES et al., 2009).
Tal como lo sostiene CLAPPERTON (1994), el éxito sobre el sabor requiere del acceso a una colección amplia de material de plantación (germoplasma), bien mantenida, documentada y con la aplicación de procedimientos sistemáticos para la preparación de la muestra y la evaluación del sabor. Las observaciones de campo parecen evidenciar una buena correlación entre la calidad de la pulpa con el licor del cacao, lo cual puede posibilitar una selección temprana de árboles de cacao con superior calidad organoléptica (ESKES et al., 2007).
4.2 Clasificación fenética intraespecífica
4.2.1 Análisis de componentes principales (ACP)
En el Cuadro 8, se muestran los valores propios obtenidos de la matriz de covarianza y la proporción de la variancia explicada por los siete componentes principales en la caracterización de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga.
explicada, mientras con el cuarto componente retienen en conjunto el 83.1% de la variabilidad total explicada.
Cuadro 8. Valores propios y proporción de la variancia explicada del análisis
de los componentes principales en la caracterización de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga - semilla fresca
Componente principal
Valor propio
Proporción de la varianza total explicada
Absoluta (% ) Acumulada (% )
CP1 0,43831 35,238 35,238
CP2 0,27919 22,445 57,683
CP3 0,16899 13,586 71,269
CP4 0,14667 11,792 83,061
CP5 0,11047 8,881 91,942
CP6 0,05324 4,280 96,222
CP7 0,04698 3,777 100,000
CP = Componente principal
Para decidir cuántos componentes principales deberían ser considerados significativos, aún cuando no hay pruebas estadísticas inferenciales permitiendo probar la significancia de dichos valores; existen criterios que ayudan a tomar tal decisión. Uno de ellos es el de Cliff (1987), considera como aceptables los componentes que expliquen un 70% o más de la varianza total, o el criterio de Jolliffe (1986), considera como significativos los componentes cuyos valores propios son superiores a un valor específico y no significativos si éstos son inferiores a este valor, entre otros (PAST, 2006).
Jolliffe). La Figura 4 (diagrama de sedimentación) muestra la proporción de la varianza total explicada por cada componente (valores propios), donde se retendrían los tres primeros componentes anteriores al punto de inflexión de la curva.
Figura 4. Proporción de la variancia explicada por los componentes
principales del análisis de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga - semilla fresca
En el Cuadro 9, se muestra la correlación lineal de las siete variables originales con los componentes principales en la caracterización de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga. El primer componente principal contribuyó con más del 35% de la varianza total explicada, siendo las contribuciones de las variables: dulzura y frutal, por su correlación positiva y relativamente alta las que más contribuyeron a dicho componente. Los resultados anteriores indican que el primer componente permitió distinguir los clones de cacao por su dulzura (sabor básico) y el frutal (sabor específico).
Cuadro 9. Correlación lineal de 7 variables originales con los componentes
principales en la caracterización de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga - semilla fresca
Variable CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 CP6 CP7
Dulzura 0,660 -0,063 0,384 0,568 0,297 -0,018 0.026 Acidez -0,139 -0,673 0,396 -0,262 0,199 0,493 -0.14 Astringencia -0,202 -0,357 0,398 -0,043 -0,131 -0,740 0.327
Amargor 0,096 -0,357 -0,716 0,112 0,363 -0,140 0.202 Floral 0,151 -0,374 -0,148 0,319 -0,809 0,083 -0.227 Frutal 0,687 -0,026 -0,039 -0,698 -0,158 -0,097 0.07 Peso
semilla fresco
0,004 -0,053 -0,033 -0,070 0,208 -0,416 -0.88
El segundo componente principal contribuyó con más del 22% de la varianza total explicada, no existiendo correlaciones positivas y altas. Por el contrario, la dulzura y el amargor, fueron las variables que más contribuyentes en forma negativa a dicho componente. Por sus valores de correlación positiva y relativamente altos, resultan ser más eficientes en la discriminación de los clones de la colección Huallaga.
El tercer componente principal contribuyó con más del 13% de la varianza total explicada, teniendo una contribución secundaria las variables astringencia, acidez y dulzura, cuyas correlaciones fueron positivas y relativamente altas.
De modo complementario cabe señalar que las contribuciones del frutal al componente 4, el floral al componente 5, la astringencia al componente 6 y el peso de semilla fresca al componente 7, los coeficientes de correlación fueron negativos, lo cual se interpretaría como una contribución de modo inverso a estos componentes.
el cálculo con las demás variables. En el cuadro 10 se presenta los resultados obtenidos.
En el Cuadro 10, las variables amargor y acidez que explican la mayor proporción de la varianza explicada, son las más discriminatorias y, por tanto, su importancia es mayor cuando quisiéramos clasificar el germoplasma de cacao de la colección Huallaga. Le sigue en orden de importancia las variables dulzura y frutal. El peso de semilla fresca, si bien su importancia y poder discriminatorio en los 3 primeros componentes es despreciable, si es significatva su contribución en el CP7 y CP6, tal como se puede apreciar en el Cuadro 9.
Cuadro 10. Proporción de la variancia explicada por cada variable original sobre los 3 primeros componentes principales en la caracterización de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga - semilla fresca
Variable CP1 CP2 CP3
Porcentaje de varianza
explicada
Dulzura 0,436 0,004 0,147 0,587
Acidez 0,019 0,453 0,157 0,629
Astringencia 0,041 0,127 0,158 0,326
Amargor 0,009 0,272 0,513 0,794
Floral 0,023 0,140 0,022 0,185
Frutal 0,472 0,001 0,001 0,474
Peso fresco semilla 0,000 0,003 0,001 0,004
Por tratarse de un análisis normalizado (con datos estandarizados), las coordenadas de las variables sobre cada componente principal son iguales a la correlación entre las variables originales y los componentes principales, por tanto, se puede representar e interpretar la proyección bidimensional (biplot) de los clones y las variables originales sobre los dos primeros ejes principales.
En la Figura 5, se observa que las variables más vinculadas en sentido casi positivo con el primer eje son: la dulzura y el frutal, siendo la mejor asociación de acuerdo a su separación angular que forma sus proyecciones y la distancia entre cada una de estas a partir del origen. Le siguen las variables floral y amargor, que están vinculadas pero en sentido negativo a dicho eje, y finalmente, las variables acidez y astringencia, que se encuentra vinculadas también en sentido negativo al segundo eje.
En el diagrama de dispersión biplot de la Figura 5 correspondiente a las accesiones Huallaga, se observa que en el primer cuadrante con excepción al resto de los puntos (accesión) que fueron colectados en el sector Naranjillo (Sr. Reyes), los puntos 51 (accesión H-53), 54 (accesión H-56) y 59 (accesión H-61), corresponden a los sectores Pendencia (Sr. Mendoza) y Los Milagros, (Sr. Fernàndez), respectivamente. Asimismo, en el segundo cuadrante, los puntos 52 (accesión H-54) y 60 (accesión H-62), proceden del sector de Pendencia y Los Milagros, respectivamente, y los puntos restante proceden de Naranjillo.
Pendencia, Anda (Sr. Centeno) y Los Milagros, respectivamente. Finalmente, los puntos 53 (accesión H-55), 55 (accesión H-57) y 57 (accesión H-59), proceden de los sectores de Pendencia y Pueblo Nuevo (Sr. Encarnación), repectivamente.
La existencia de árboles (accesiones Huallaga) de distinta pero cercana procedencia geográfica (Pendencia, Los Milagros, Pueblo Nuevo y Anda) en la finca del Sr. Luis Reyes (sector Naranjillo), la recolección de mazorcas y siembra de semillas de árboles sobresalientes en la finca del Sr. Reyes, cuya proximidad genética al resto del material genético es más notoria en el tercer y segundo cuadrante, pero menos notoria en el primer y cuarto cuadrante. Esto se podría explicar por la diferente constitución genética (genotipo), la recombinación y segregación genética de los árboles entre sectores pero también dentro de un sector, como es el caso de árboles procedentes del sector de Pendencia.
Aun cuando la mayoria de los clones estudiados de la colección Huallaga proceden del sector Naranjillo, la diversidad dentro de la colección Huallaga ha resultado de la combinación de fuerzas naturales con la intervención humana (ZHANG et al., 2006).
1=H-1, 2=H-3, 3=H-4, 4=H-5, 5=H-6, 6=H-7, 7=H-8, 8=H-9, 9=H-10, 10=H-11, 11=H-12, 12=H-13, 13=H-14, 14=H-15, 15=H-16, 16=H-17, 17=H-18, 18=H-19, 19=H-20, 20=H-21, 21=H-22, 22=H-23, 23=H-24, 24=H-25, 25=H-26, 26=H-27, 27=H-28, 28=H-29, 29=H-30, 30=H-31, 31=H-32, 32=H-34, 33=H-35, 34=H-36, 35=H-37, 36=H-38, 37=H-39, 38=H-40, 39=H-41, 40=H-42, 41=H-43, 42=H-44, 43=H-45, 44=H-46, 45=H-47, 46=H-48, 47=H-49, 48=H-50, 49=H-51, 50=H-52, 51=H-53, 52=H-54, 53=H-55, 54=H-56, 55=H-57, 56=H-58, 57=H-59, 58=H-60, 59=H-61, 60=H-62.
B=dulzura C=acidez D=astringencia E=amargor F=floral G=frutal H=peso fresco semilla
Figura 5. Diagrama de dispersión (biplot) de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga y 7 caracteres organolépticos originales sobre el primer y segundo componente principal – semilla fresca
Milagros Naranjillo Pendencia Anda
Componente 1
III IV
I II
I
4.2.2 Análisis de agrupamientos o análisis Clústers (AC)
En la Figura 6, se muestra el dendrograma de similaridad calculada en base a la distancia euclidiana y a la técnica de encadenamiento del ligamiento promedio.
En dicha Figura se puede observar a un nivel arbitrario de distancia (similaridad taxonómica) igual a 0,5 (valor absoluto), 4 grupos o conglomerados: Grupo I, con 02 subgrupos, el primero con los OTUs 7 (H-8), 34 (H-36), 16 (H-17) y 47 (H-49), y el segundo con los OTUs 8 (H-9), 26 (H-27), 30 (H-31), 19 (H-20), 45 (H-47), 33(H-35), 10 (H-11), 29 (H-30), 9 (H-10), 24 25), 43 45), 13 14), 22 23), 40 42), 1 1), 28 29), 59 (H-61), 51 (H-53) y 54 (H-56).
En el Grupo I, subgrupo 02, las OTUs 51 (H-53) y 54 (H-56) que pertenecen al sector Pendencia y la OTU 59 (H-61), a Los Milagros, estaría corroborando la lejana proximidad (menor similaridad) de estas OTUs con relación a las otras OTUs con mayor parecido genético del sector Naranjillo que se encuentran ordenadas en el primer cuadrante de la figura 5. Si bien las OTUs 51, 54 y 59 forman el subgrupo 2 con la OTU 28 del Grupo 1, su lejanía genética con el resto de OTUs del sector Naranjillo estaría explicando su diferente constitución genética.
entre la OTU 55 (H-57) de Pendencia y la OTU 17 (H-18) de Naranjillo, la estrecha similaridad genética se explicaría por la compartición de genes idénticos por descendencia cuyo origen sería un ancestro común. La OTU 2 (H-3) perteneciente al sector Naranjillo, aun cuando se muestra como unidad independiente, se enlaza con las demás OTUs del grupo 2 a un nivel de similaridad de 0,62. Este comportamiento se explicaría por un evidente polimorfismo y/o alto grado de heterocigosidad de la misma.
En el Grupo 3, subgrupo 2 la OTU 52 (H-54), si bien procede del sector Pendencia, al estar agrupada con otros OTUs pertenecientes al sector de Naranjillo, estaría evidenciando cierto grado de similaridad genética con ellos. La OTU 36 (H-38) perteneciente al sector Naranjillo, aun cuando se muestra como unidad independiente, se enlaza con las demás OTUs del grupo 3 a un nivel de similaridad de 0,60. La explicación sería similar a la expresada para la OTU 2 (H-3).
Finalmente, en el Grupo 4, es evidente la presencia de 2 subgrupos claramente definidos. El primer subgrupo constituido por las OTUs 5 6), 14 15), 56 58), 23 24), 42 44), 25 26), 39 41), 12 (H-13), 41 (H-43), 58 (H-60), 27 (H-28), 48 (H-50), 20 (H-21), 60 (H-62), 35 (H-37), 31 (H-32), 49 (H-51), 50 (H-52), y 46 (H-48), y el segundo subgrupo constituido por las OTUs 37 (H-39), 38 (H-40) y 44 (H-46).
tratarse de hermanos completos. Una explicación similar se daría al segundo subgrupo 2 del grupo 4 constituído por el OTU 58 (H-60) del sector Los Milagros y el OTU 27 (H-28) del sector Naranjillo; así como, al tercer subgrupo del grupo 4 constituído por el OTU 60 (H-62) del sector Los Milagros y el OTU 35 (H-37) del sector Naranjillo. El segundo subgrupo constituido por los OTUs de Naranjillo se enlaza con los dos primeros subgrupos del grupo 4 a un nivel de similaridad de 0,53.
Para validar los análisis de agrupamiento de tipo jerárquico, es necesario analizar la concordancia del dendrograma con la matriz de afinidad mediante la “prueba de bondad de ajuste” en la que se estima un coeficiente de correlación cofenética (CCC). Este valor mide la distorsión puesto que las relaciones de afinidad son necesariamente distorsionadas al ser llevadas a una representación bidimensional (CRISCI y LÓPEZ, 1983).
G1 G2 G3 G4
1=H-1, 2=H-3, 3=H-4, 4=H-5, 5=H-6, 6=H-7, 7=H-8, 8=H-9, 9=H-10, 10=H-11, 11=H-12, 12=H-13, 13=H-14, 14=H-15, 15=H-16, 16=H-17, 17=H-18, 18=H-19, 19=H-20, 20=H-21, 21=H-22, 22=H-23, 23=H-24, 24=H-25, 25=H-26, 26=H-27, 27=H-28, 28=H-29, 29=H-30, 30=H-31, 31=H-32, 32=H-34, 33=H-35, 34=H-36, 35=H-37, 36=H-38, 37=H-39, 38=H-40, 39=H-41, 40=H-42, 41=H-43, 42=H-44, 43=H-45, 44=H-46, 45=H-47, 46=H-48, 47=H-49, 48=H-50, 49=H-51, 50=H-52, 51=H-53, 52=H-54, 53=H-55, 54=H-56, 55=H-57, 56=H-58, 57=H-59, 58=H-60, 59=H-61, 60=H-62, G=grupo
Figura 6. Dendrograma de similaridad de 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga generado por la técnica aglomerativa
V. CONCLUSIONES
1. Los caracteres organolépticos que mostraron mayor variabilidad en las accesiones Huallaga fueron: la astringencia, el floral y la acidez; mientras que el peso fresco de semilla y la dulzura, tuvieron valores bajos y medios, respectivamente.
2. Las accesiones de cacao de la colección Huallaga que destacaron por su superior perfil organoléptico, fueron: H-1, H-11, H-19, H-42 y H-56, pero ligeramente inferior al clon EET-62 (fino de aroma y sabor).
3. El diagrama de dispersión de las 60 accesiones Huallaga, muestra 5 diversos grupos con gran parecido genético y accesiones con genotipos exóticos procedentes de otras poblaciones de distinto origen geográfico como son Los Milagros, Pendencia, Pueblo Nuevo y Anda.
4. Los caracteres que mejor contribuyeron a los componentes principales y que permiten una mejor discriminación de las accesiones de cacao fueron el amargor y la acidez, siguiéndoles en orden de importancia, la dulzura y el frutal.
VI. RECOMENDACIONES
1. Completar la caracterización de la variabilidad genética del germoplasma de la colección Huallaga con otros caracteres morfológicos y moleculares, y de ser posible, fitoquímicos.
2. Con los datos disponibles y otros que se deberán compilar, iniciar la implementación de una base de datos computarizada para documentar la colección Huallaga y las demás colecciones existentes en el Banco de germoplasma de cacao de la UNAS-Tingo María.
VII. RESUMEN
El presente trabajo se realizó en el Banco de Germoplasma de Cacao de la Universidad Nacional Agraria de la Selva (UNAS) - Tingo María, durante los meses de Abril a Julio del 2012, con el objetivo de estudiar la variabilidad fenotípica y elaborar la clasificación intraespecífica del Germoplasma de Cacao de la colección Huallaga, basado en las características organolépticas de la semilla.
Como material genético se utilizó 60 accesiones de cacao de la colección Huallaga y siete características organolépticas de la semilla fresca, distribuidos en 4 sabores básicos (dulzura, acidez, astringencia y amargor), 2 sabores específicos (floral y frutal) y 1 carácter cuantitativo (peso de semilla fresca). Para el análisis estadístico se utilizaron estadísticos descriptivos univariados (de tendencia central y de dispersión) y multivariados (análisis de componentes principales y análisis de agrupamientos). En la evaluación sensorial se utilizó una escala hedónica cuyos valores oscilaban del 0 al 5.
dulzura y el peso de semilla fresca. Los caracteres de mayor variabilidad y que son discriminantes, por su importante valor taxonómico fueron el amargor y la acidez, siguiéndoles en orden de importancia, la dulzura y el frutal.
El análisis de componentes principales (ACP) mostró un diagrama de dispersión donde se pudo visualizar en un espacio bidimensional con 5 grupos de accesiones de cacao claramente definidos con estrecha proximidad o parecido genético y algunos árboles (accesiones exóticos) que fueron introducidos de otras fincas no muy lejanas (Los Milagros, Pendencia, Pueblo Nuevo y Anda), tal como lo evidencian las coordenadas geográficas.
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