Contenido de hierro de variedades de frijol común

Contenido de hierro de variedades de frijol común ( Phaseolus vulgaris ) biofortificadas, identificadas en el mercado y recomendadas por ISABU , antes y después del cultivo en la provincia de Ruyigi, Burundi: una evaluación agronómica comparativa.

Munezero Belyse ^1,2,3* , Kisuse Juma ⁴ , Senkoro Mbazi ⁴ , Sagam Caleb ⁵ , Mfinanga Sayoki ⁴ , Sindayikenger Sévérin ^1,2,3 , Niyukuri Jonathan ^1,2,3 1 Centro de Investigación en Ciencia y Tecnología de los Alimentos (CRSTA), Universidad de Burundi, Bujumbura, Burundi . ² Escuela de Doctorado, Universidad de Burundi, Bujumbura, Burundi . ³ Instituto de Ciencias de la Nutrición de África Oriental, Bujumbura, Burundi . ⁴ Instituto Nacional de Investigaciones Médicas, Dar-ES-Salam, Tanzania . ⁵ Instituto de Investigaciones Médicas de Kenia, Nairobi, Kenia . DOI: 10.4236/fns.2026.1711064 PDF HTML XML 3 Descargas 50 Vistas

PUBLICADO EN : Scientific Reseaech            https://www.scirp.org/journal/paperinformation?paperid=155143

Abstracto

Antecedentes : La deficiencia de hierro es una de las principales causas de anemia infantil en todo el mundo y en Burundi. La biofortificación de cultivos básicos como los frijoles comunes ( Phaseolus vulgaris ) puede aumentar la ingesta diaria de hierro. El distrito de Butezi, que tiene una de las tasas más altas de desnutrición crónica en la provincia de Ruyigi, donde la anemia infantil afecta al 71%, ilustra este problema. Los niveles de hierro en una variedad de frijol en el momento de la cosecha dependen de rasgos genéticos, prácticas agrícolas y condiciones del suelo, lo que resalta la necesidad de comprender cómo los factores relacionados con el suelo influyen en el contenido de hierro. Objetivo: Esta investigación tuvo como objetivo evaluar el contenido de hierro de cuatro variedades de frijol biofortificado identificadas localmente disponibles en el mercado y compararlas con cuatro variedades oficiales de ISABU adecuadas para el cultivo y el clima del distrito de salud de Butezi. Las comparamos antes y después del cultivo bajo condiciones de campo consistentes dentro del área de estudio. Métodos: Recolectamos y analizamos muestras de suelo antes de la siembra. En ISABU, las pruebas de laboratorio en semillas de ocho variedades determinaron los niveles iniciales de hierro. Cultivamos cuatro de estas variedades (el grupo recomendado por ISABU) en cuatro colinas experimentales, con una parcela por variedad en cada colina, y las reevaluamos después de la cosecha. Seleccionamos las cuatro variedades identificadas en el mercado a través de una encuesta comunitaria previa en la que los hogares nombraron las variedades biofortificadas con hierro que reconocían, seguida de visitas a los mercados más comúnmente utilizados para comprar estas variedades para análisis de laboratorio. Debido a que no pudimos verificar de forma independiente el estado de biofortificación de estos lotes de semillas, los describimos a lo largo del texto como variedades identificadas en el mercado en lugar de variedades biofortificadas confirmadas. Luego comparamos el contenido de hierro dentro de cada variedad antes y después del cultivo, y entre los dos grupos. Resultados: Las cuatro variedades recomendadas por ISABU en el área de estudio tuvieron un contenido promedio de hierro de 115,0 mg/kg, más del doble de los 53,1 mg/kg encontrados en las cuatro variedades biofortificadas identificadas en el mercado. Después de un ciclo de cultivo en cuatro tipos de suelo en Butezi, el contenido de hierro disminuyó en 15 de 16 combinaciones variedad-suelo, con una disminución media del 51,3% en estas combinaciones (que oscila entre −83,7% y +57,1%); calculada directamente a partir de las medias generales del grupo, la disminución fue del 57,9% (de 115,0 a 48,4 mg/kg). El promedio final fue de 48,4 mg/kg, por debajo de los niveles iniciales de las variedades identificadas en el mercado. La retención de hierro fue mayor en suelo arcilloso (promedio: 60,3 mg/kg), mientras que el suelo pedregoso mostró la menor (37,0 mg/kg), a pesar de tener los contenidos totales de hierro y fósforo más altos. Solo la variedad Kaneza mostró un aumento en el contenido de hierro, específicamente en suelo arcilloso (+57,1%). Los cambios en los niveles de zinc, calcio y proteínas después del cultivo fueron mínimos. Conclusión:Los beneficios genéticos esperados del hierro en los frijoles biofortificados ISABU fueron inconsistentes bajo las condiciones agrícolas actuales en Butezi. En cambio, el tipo de suelo, particularmente el contraste entre suelos arcillosos y suelos pedregosos ricos en fósforo, se asoció más fuertemente con la expresión de estos beneficios en la cosecha que la elección de la variedad. Dado que cada colina representaba un solo tipo de suelo, esta asociación no puede separarse estadísticamente de otras condiciones específicas de cada colina. Estos resultados sugieren que la promoción de frijoles biofortificados con hierro en Ruyigi debería basarse en ensayos adicionales, mejor replicados y específicos para cada tipo de suelo, para confirmar si los rasgos genéticos pueden manifestarse de manera más consistente. El beneficio observado en suelo arcilloso en Kaneza se basa en una sola medición y debe considerarse datos preliminares (piloto), que requieren una mayor validación mediante ensayos adicionales.

Palabras clave

Biofortificación , contenido de hierro , frijol común , Phaseolus vulgaris , hierro en el suelo , Burundi , nutrición infantil

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Belyse, M., Juma, K., Mbazi, S., Caleb, S., Sayoki, M., Sévérin, S. y Jonathan, N. (2026) Contenido de hierro de variedades de frijol común ( Phaseolus vulgaris ) biofortificadas identificadas en el mercado y recomendadas por ISABU, antes y después del cultivo en la provincia de Ruyigi, Burundi: una evaluación agronómica comparativa. Food and Nutrition Sciences , 17 , 1073-1090. doi: 10.4236/fns.2026.1711064 .

1. Introducción

La deficiencia de hierro sigue siendo una de las deficiencias de micronutrientes más comunes en todo el mundo y la principal causa de anemia entre los niños pequeños. Aunque ha disminuido a nivel mundial en los últimos treinta años, los niños menores de cinco años en países de ingresos bajos y medios, particularmente en el África subsahariana, siguen soportando la mayor carga [ 1 ] [ 2 ]. En los niños, la deficiencia de hierro puede obstaculizar el desarrollo cognitivo, ralentizar el crecimiento físico y provocar pérdidas de capital humano a largo plazo [ 3 ] [ 4 ]. Por lo tanto, las directrices internacionales enfatizan la importancia de las intervenciones dirigidas a los niños pequeños [ 5 ] [ 6 ]. A menudo vinculada a otras deficiencias de micronutrientes, forma parte del problema más amplio del hambre oculta, que afecta a casi dos mil millones de personas en todo el mundo. Esta deficiencia suele coexistir con el retraso del crecimiento y, cada vez más, con el sobrepeso dentro de las mismas poblaciones y hogares [ 7 ] [ 8 ]. La deficiencia de zinc, estrechamente relacionada con la deficiencia de hierro, complica aún más este desafío, particularmente en países como Burundi, con un progreso limitado previsto para la próxima década [ 9 ] [ 10 ]. Las repetidas encuestas nacionales muestran altas tasas de anemia y retraso del crecimiento entre los niños en Burundi [ 11 ]- [ 13 ], lo que subraya la necesidad urgente de intervenciones nutricionales para abordar estos problemas.

Los enfoques basados ​​en alimentos son alternativas importantes y sostenibles a la suplementación y el enriquecimiento, especialmente en zonas rurales donde el acceso a alimentos procesados ​​y atención médica es limitado. La biofortificación aumenta el contenido de micronutrientes de los cultivos básicos principalmente mediante dos métodos: la biofortificación agronómica, que aplica fertilizantes minerales durante el cultivo para mejorar la absorción de nutrientes, y la biofortificación genética, que utiliza técnicas convencionales de mejoramiento vegetal para optimizar el contenido de micronutrientes.

Esta última estrategia se ha utilizado ampliamente para cultivos básicos como legumbres y cereales distribuidos a través de programas internacionales como HarvestPlus, lo que ha generado mayores beneficios y una mejor relación costo-beneficio en cuanto al hierro, el zinc y la vitamina A en la dieta en muchos países.

Sin embargo, el potencial genético observado en condiciones de reproducción controladas no siempre se traduce en beneficios nutricionales comparables cuando los cultivos se cultivan en suelos agrícolas típicos [ 14 ].

La brecha entre el potencial genético y el rendimiento real de los cultivos se está ampliando a medida que la variabilidad climática reduce el contenido de micronutrientes de los cultivos alimentarios básicos, una tendencia influenciada tanto por factores edafológicos como por procesos fisiológicos específicos de las plantas. Esto resalta la necesidad de estrategias para verificar el contenido de nutrientes en condiciones de cultivo reales, en lugar de depender únicamente de los datos de mejoramiento genético [ 15 ].

El frijol común ( Phaseolus vulgaris ) es la leguminosa más cultivada y consumida en todo el mundo. Desempeña un papel esencial en la dieta y proporciona importantes beneficios nutricionales en la región de los Grandes Lagos, donde el consumo per cápita es elevado [ 14 ] [ 16 ] [ 17 ]. La región se caracteriza por una gran diversidad de variedades locales y líneas de mejoramiento, con una considerable variación en el contenido de hierro y zinc de las semillas, lo que la convierte en un objetivo prioritario para los esfuerzos de biofortificación.

Estas iniciativas han evolucionado hasta convertirse en programas de selección genética en África Occidental y América Latina [ 18 ] [ 19 ]. El mejoramiento convencional ha producido variedades de frijol ricas en hierro que ahora están disponibles en la institución nacional de investigación, ISABU, en Burundi [ 20 ] [ 21 ].

El contenido de hierro en las semillas de frijol está influenciado por factores genéticos, agronómicos y nutricionales, lo que subraya la necesidad de realizar pruebas locales. La selección de variedades puede aumentar el contenido de hierro en las semillas entre un 60 % y un 80 % en comparación con las variedades no seleccionadas [ 14 ]. Sin embargo, el contenido de hierro varía considerablemente según el genotipo, la calidad del suelo y la ubicación, y las interacciones entre estos factores pueden producir una variación comparable a las diferencias genéticas [ 22 ] [ 23 ].

Las características del suelo, como el pH, la materia orgánica y la disponibilidad de hierro en el momento de la siembra, determinan cuánto potencial genético de hierro se expresa en la semilla final [ 24 ] [ 25 ].

Una variedad seleccionada por su alto contenido en hierro en condiciones de investigación controladas puede tener un rendimiento diferente según el tipo de suelo. Además, las semillas biofortificadas que se venden en mercados locales informales, a menudo con varias generaciones de diferencia respecto a las variedades certificadas, pueden no conservar el mismo contenido de hierro que las variedades ISABU actualmente recomendadas.

Así, se establece una cadena desde el suelo hasta la nutrición, en la que las prácticas agrícolas, más allá de la simple elección de variedades cultivadas, influyen en cómo el potencial genético de un cultivo se traduce en beneficios tangibles para los consumidores [ 26 ]. El resultado nutricional depende no solo del contenido de hierro, sino también de factores antinutricionales como el ácido fítico y los polifenoles, que están presentes de forma natural en la cubierta de la semilla y los cotiledones. Estas sustancias pueden reducir notablemente la absorción de hierro, incluso cuando el contenido de hierro se mide con precisión [ 16 ] [ 27 ] [ 28 ].

Además, las características agronómicas y de composición, como el tiempo de cocción y la tolerancia a la sequía [ 29 ] [ 30 ], influyen en la adopción y el uso de una variedad en los hogares. Por lo tanto, el beneficio nutricional real de la biofortificación depende del potencial genético de hierro de la variedad, las condiciones de cultivo y la biodisponibilidad poscosecha.

Este hallazgo coincide con evidencia más amplia proveniente de hogares de agricultores de subsistencia en zonas rurales de Burundi, donde la desnutrición infantil está más estrechamente relacionada con la escasa diversidad dietética y los bajos ingresos no agrícolas que con la producción agrícola en sí misma [ 31 ] [ 32 ]. Esto subraya la importancia de evaluar si las legumbres biofortificadas disponibles y consumidas pueden mejorar la ingesta de hierro en los hogares, dadas las condiciones ecológicas y del suelo locales.

Esta investigación tuvo dos objetivos principales. Primero, comparar el contenido inicial de hierro de cuatro variedades de frijol biofortificadas con hierro, disponibles localmente e identificadas por la población estudiada, con cuatro variedades biofortificadas incluidas en la lista oficial de la ISABU, adaptadas a las condiciones agroecológicas de la zona de estudio. Segundo, evaluar si el contenido de hierro se mantiene estable, aumenta o disminuye después de un ciclo completo de cultivo en suelos locales, considerando el estado del hierro en el suelo antes de la siembra.