Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial

Editorial

Osmodehydration Physalis peruviana L. using panela with ultrasound application and stirring

RESUMEN La conservación de alimentos es una de las preocupaciones más importantes de la ingeniería de alimentos y su importancia se refleja en una mayor vida útil de los mismos. En este trabajo se evaluó como afectan la temperatura y la panela en distintas concentraciones sobre los coeficientes de difusividad del agua (De,w) y sólidos (De,s) en la osmodeshidratación (OD) de Physalis peruviana con la aplicación de ultrasonido (40 kHz) y agitación (50-100 rpm). Para tal fin, los frutos se osmodeshidrataron en panela en concentraciones entre 30 y 60 % (en peso) y temperaturas entre 30 y 60 °C por un periodo de 7 horas, al cabo del cual, se procedió a calcular los valores de De,w y De,s. Los resultados muestran que el ultrasonido mejora la pérdida de agua (WL) y ganancia de sólidos (SG) cuyos valores fueron de 14,25 y 46,62 % respectivamente. Los valores de De,w en agitación estuvieron entre 2,004 y 4,694x10-10 m2/s mientras que los De,s variaron entre 1,93 y 4,23 x 10-10 m2/s, en tanto que con ultrasonido se obtuvieron valores de De,w entre 2,76 y 5,90 x 10-10 m2/s y de De,s entre 2,617 y 4,925 x 10-10 m2/s. La influencia de la concentración de panela y temperatura sobre De,w y De,s muestra que es significativa (p<0,05). Por otro lado, en los tratamientos cuyos valores para las variables independientes fueron los más altos, existió una pérdida de vitamina C del 60,23 % para agitación, del 58,67 % para el tratamiento testigo y del 25,47 % con la aplicación de ultrasonido; similar efecto se obtuvo para la capacidad antioxidante. En el tratamiento con ultrasonido se obtuvo una ganancia adicional de calcio, con un incremento del 11,45 %. En consecuencia, el incremento de la temperatura y concentración de agente osmótico incrementa los procesos difusivos de la OD.

ABSTRACT Food preservation is one of the most important concerns of food engineering and its importance is reflected in a longer shelf life. In this work it was evaluated how temperature and panela in different concentrations affect the diffusivity coefficients of water (De,w) and solids (De,s) in the osmodehydration (OD) of Physalis peruviana with the application of ultrasound (40 kHz) and agitation (50-100 rpm). For this purpose, the fruits were osmodehydrated in panela at concentrations between 30 and 60% (by weight) and temperatures between 30 and 60 °C for a period of 7 hours, after which, the values of De,w and De,s. The results show that ultrasound improves water loss (WL) and solids gain (SG), whose values were 14,25 and 46,62 %, respectively. The De,w values in agitation were between 2,004 and 4,694x10-10 m2/s while the De,s varied between 1,93 and 4,23 x 10-10 m2/s; while with ultrasound, De,w values between 2,76 and 5,90 x 10-10 m2/s and De,s between 2,617 and 4,925 x 10-10 m2/s were obtained. The influence of panela concentration and temperature on De,w and De,s shows that it is significant (p<0,05). On the other hand, in the treatments whose values for the independent variables were the highest, there was a loss of vitamin C of 60,23 % for agitation, 58,67 % for the control treatment and 25,47 % with the application of ultrasound. Similar effect was obtained for the antioxidant capacity. In the ultrasound treatment, an additional calcium gain was obtained, with an increase of 11,45 %. Consequently, the increase in temperature and concentration of osmotic agent increases the diffusive processes of the DO.

Selection of efficient rhizobia in lines of common bean (Phaseolus vulgaris L.) drought tolerant

RESUMEN El rendimiento de frijol común (Phaseolus vulgaris L.) se ve limitado por condiciones de sequía prolongada y escasez de nutrientes en el suelo. La Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria (AGROSAVIA) seleccionó cinco genotipos de frijol común por presentar características de biofortificación, buen tamaño de grano y tolerancia al déficit hídrico, sin embargo, se requiere técnicas sostenibles que contribuyan a la adaptación de estos genotipos, y mitiguen el impacto de la sequía y escasez de nutrientes en la producción de este cultivo. Las rizobacterias promotoras de crecimiento vegetal son una alternativa para mejorar la absorción de nutrientes y la adaptación de las plantas a condiciones adversas. En este trabajo se evaluó la eficiencia de rizobios en la fijación biológica de nitrógeno (FBN) en los genotipos de frijol común seleccionados. Se tomaron muestras de suelo en la rizósfera y raíces de los cinco genotipos de frijol en el Centro de Investigación Motilonia, como también dos muestreos alternativos en otras zonas del departamento del Cesar. Se utilizaron las semillas de frijol como trampa para obtener nódulos en el laboratorio. También se evaluó la nodulación y la FBN de 11 cepas del banco de AGROSAVIA en los cinco genotipos de frijol y se midió la eficiencia simbiótica de 7 de las cepas en cuatro de los genotipos. Se obtuvieron 3 aislados con características de rizobios, simbiontes del genotipo 77-SMG22. Las cepas más eficientes en la FBN fueron la P17 y P22 en el genotipo 45-HTA10-2, las cepas C229 y P37 en el 48-HTA14-1, en el genotipo 56-DAB295 todas las cepas simbiontes fueron eficientes (C229, P03, P22 Y P37), y en el genotipo 77-SMG22 el tratamiento más eficiente fue el inoculante comercial Rhizobiol®. Por tanto, las cepas del banco de AGROSAVIA promueven el desarrollo de algunos genotipos de frijol común reflejado en el crecimiento de las plantas.

PALABRAS CLAVES: Phaseolus vulgaris L; Déficit hídrico; Estrés abiótico; Nodulación; Fijación biológica de nitrógeno; Leguminosas; Fertilización inorgánica; Rizobacterias; Rizobios; Biofertilización.

ABSTRACT Common bean (Phaseolus vulgaris L.) yield is limited by prolonged drought conditions and nutrients scarcity in the soil. The Colombian Agricultural Research Corporation (AGROSAVIA) selected five common bean genotypes for presenting biofortification characteristics, good grain size and water deficit tolerance, however, sustainable techniques are required that contribute to the adaptation of these genotypes, and mitigate the impact of drought and nutrient scarcity on the crop production. Plant growth promoting rhizobacteria is an alternative to improve nutrients absorption and plants adaptation to adverse conditions. In this work, the efficiency of rhizobia in biological nitrogen fixation (BNF) in selected common bean genotypes was evaluated. Soil samples were taken in the rhizosphere and roots of the five bean genotypes at the Motilonia Research Center, as well as two alternative samplings in other areas of the Cesar department. Bean seeds were used as a trap to obtain nodules in the laboratory. The nodulation and biological nitrogen fixation of 11 strains from the AGROSAVIA bank in five bean genotypes were evaluated and the symbiotic efficiency of 7 of the strains in four of the genotypes was measured. Three isolates with rhizobia characteristics, symbionts of the 77-SMG22 genotype, were obtained. The most efficient strains in BNF were P17 and P22 in genotype 45-HTA10-2, strains C229 and P37 in 48-HTA14-1, in genotype 56-DAB295 all symbiont strains were efficient (C229, P03, P22 and P37), and in the 77-SMG22 genotype the most efficient treatment was the commercial inoculant Rhizobiol®. Therefore, the strains from the AGROSAVIA bank promote the development of some common bean genotypes reflected in the growth of the plants.

Microorganism and substrate evaluation from organic wastes for cellulases production

RESUMEN La necesidad de reducir los costos de producción de las enzimas y su amplia utilización en diferentes sectores industriales, ha incrementado el interés en la valorización de residuos agroindustriales como sustratos para la obtención de estos bioproductos. Los residuos agrícolas son una fuente tanto de celulosa como de microorganismos productores de celulasas, por lo que este estudio tuvo como propósito la selección de bacterias celulolíticas aisladas previamente de residuos generados en plazas de mercado y la evaluación de medios formulados a partir de estos. 11 cepas bacterianas fueron cultivadas en caldo Mandels durante 72 horas, evaluando su actividad celulolítica a 30 y 50 ºC. Para la formulación de medios de cultivo se determinó el contenido de celulosa, nitrógeno y carbono orgánico total de los ameros de mazorca y vainas de leguminosas recolectados en una plaza de mercado. Se elaboraron tres medios de cultivo utilizando los residuos como fuente de celulosa y suplementándolos con peptona, sulfato de amonio y urea como fuente de nitrógeno. El medio A se formuló con residuos troceados y deshidratados, en el medio B estos tuvieron el mismo tratamiento adicionando un paso de licuado y para el medio C se utilizaron residuos licuados sin deshidratar. De las 5 cepas celulolíticas seleccionadas, C6M2 fue cultivada a 37 ºC en los tres medios y la actividad enzimática fue monitoreada durante las 96 horas de fermentación. En los medios A y B se evidenció la producción de celulasas, siendo A el que presentó una mayor actividad (19,82 ± 3,0 U/mL), mientras que en el medio C no se evidenció actividad celulolítica. En conclusión, la cepa bacteriana seleccionada C6M2 es capaz de producir celulasas en medios de cultivo formulados con ameros de mazorca y vainas de leguminosas troceados y deshidratados.

ABSTRACT The necessity of reducing enzyme production costs and their wide use in several industrial sectors, have increased the interest on agro-industrial wastes valorization as substrates for the obtention of these bioproducts. Given that agricultural wastes are both a source of cellulose and cellulolytic microorganisms, the purpose of this study was the selection of previously isolated cellulolytic bacteria from wastes generated in marketplaces and, the evaluation of media formulated from this waste. 11 bacterial strains were grown in Mandel’s broth for 72 hours evaluating their cellulolytic activity at 30 and 50 ºC. To formulate the culture media, the cellulose, nitrogen and total organic carbon content in corn cob leaves and legume seed pods collected in a marketplace was determined. Three types of media were made using cellulose, sourced from waste, supplemented with peptone, ammonium sulfate and urea: the last three added as Nitrogen source. Medium A was formulated with chopped and dehydrated wastes. Medium B had the same treatment than medium A plus a liquefy step. Medium C was made with un-dehydrated and liquefied waste. From the 5 selected cellulolytic strains, C6M2 was cultured at 37 ºC on each of the three media and the enzyme activity was monitored for 96 hours of fermentation. Cellulase production was achieved in media A and B. Medium A presented higher production (19,82 ± 3,0 U/mL). On the other hand, no cellulolytic activity was evidenced in medium C. The corn cob leaves and legume seed pods, chopped and dehydrated, allow the cellulase production using the bacterium strain C6M2.

Biostimulant effect of a synthetic chalcone on guajiro beans(Vigna unguiculata L. Walp)

RESUMEN El frijol guajiro es un cultivo de subsistencia importante en zonas secas del caribe colombiano, allí, los tensores ambientales a menudo ocasionan estrés vegetal y limitan la producción agrícola. Los bioestimulantes vegetales mejoran el desempeño de las plantas bajo condiciones de estrés; las chalconas no se han estudiadas como bioestimulantes pero son moléculas multifuncionales que expresan bioactividad y están involucradas en la regulación del metabolismo vegetal, por lo anterior es conveniente estudiar sus propiedades como bioestimulantes en la agricultura. El objetivo del trabajo fue evaluar el efecto de la chalcona sintética 3-(4-nitrofenil)-1-(piridin-2-i)-prop-2-en-1-ona (CHSNPP) sobre el crecimiento temprano del frijol guajiro (Vigna unguiculata), bajo condiciones de cámara de crecimiento vegetal, para aportar evidencia sobre una posible aplicación como biestimulante. Se probaron soluciones de CHSNPP a concentraciones de 25, 50, 100 y 150 ppm, y se evaluaron dos formas de aplicación (por aspersión foliar- AF e inmersión - IM de plántulas en la solución). El tratamiento mediante IM con 25 ppm ocasionó un incremento del 321 % en el área superficial de raíces, con 50 ppm hubo incremento del 78 % en el número de nódulos formados por la simbiosis con rizóbios nativos presentes en el suelo, además de incrementos del 111 % en biomasa y del 16 % en el índice de contenido de clorofila -ICC, finalmente con 150 ppm se incrementó el número de raíces hasta el 82 %; por su parte, el tratamiento mediante AF con 150 ppm ocasionó incrementos en área foliar y biomasa del 101 % y 137 %. Se concluye que las respuestas observadas en las plantas tratadas con CHSNPP son características de los mecanismos de acción de algunos bioestimulantes no microbianos, lo que permite sugerir un posible uso como bioestimulante en frijol guajiro.

ABSTRACT Guajiro bean is an important subsistence crop in dry lands of the Colombian Caribbean, where environmental stresses often enhance plant stress and limit crop production. Plant biostimulants improve plant performance under stress conditions; chalcones have not been studied as biostimulants but they are multifunctional molecules that express bioactivity and are involved in the regulation of plant metabolism; therefore, it is convenient to study their properties as biostimulants in agriculture. The aim of this work was to evaluate the effect of the synthetic chalcone 3-(4-nitrophenyl)-1-(pyridin-2-i)-prop-2-en-1-one (CHSNPP) on the early growth of guajiro bean (Vigna unguiculata), under plant growth chamber conditions, to provide evidence for a possible application as a biostimulant. CHSNPP solutions were tested at concentrations of 25, 50, 100 and 150 ppm, and two forms of application were evaluated (foliar spray - AF and immersion - IM of seedlings in the solution). The IM treatment with 25 ppm caused an increase of 321 % in the surface area of roots, with 50 ppm there was an increase of 78 % in the number of nodules formed by symbiosis with native rhizobia present in the soil, in addition to increases of 111 % in biomass and 16 % in the chlorophyll content index -ICC, finally with 150 ppm the number of roots increased up to 82 %; the PA treatment with 150 ppm resulted in increases in leaf area and biomass of 101 % and 137 %. It is concluded that the responses observed in plants treated with CHSNPP are characteristic of the mechanisms of action of some non-microbial biostimulants, which suggests a possible use as a biostimulant in guajiro beans.

Physicochemical characteristics and fatty acid composition of squash, pumpkin and soybean oils, during heat treatment

RESUMEN Los aceites son importantes en la alimentación humana y debido a sus componentes y características que dependen de su origen y tipo de procesamiento están relacionadas con la salud. El objetivo de esta investigación es realizar un estudio comparativo del comportamiento de los aceites de semilla de zapallo y semilla de calabaza cuando son sometidas a tratamiento térmico en relación a un aceite comercial. Para este propósito se han obtenido los aceites de las semillas de zapallo y calabaza, mediante extracción con CO2 supercrítico y el aceite comercial fue el de soya obtenido del mercado local. Estos aceites se sometieron a un tratamiento térmico a diferentes temperaturas (20, 120, 150, 180 y 200 °C) luego a un tratamiento térmico a 180 °C a diferentes tiempos de calentamiento (0, 10, 30, 60 y 120 min), en cada caso se determinaron sus características fisicoquímicas (Índice de acidez, Índice de peróxidos, Índice de refracción y compuestos polares) y para la determinación de ácidos grasos esenciales se sometieron a tratamiento térmico hasta 240 °C. Se encontraron diferencias significativas en los parámetros fisicoquímicos y contenido de ácidos grasos en los tres aceites. El aceite de soya presenta mejor estabilidad en su calidad fisicoquímica (índice de acidez e índice de peróxidos) hasta 150 °C, los aceites de semilla de calabaza y zapallo presentan estabilidad hasta 120 °C. Los compuestos polares a 180 °C x 120 minutos presentan porcentajes de 13,5 % en soya, 16 % en zapallo y 15,5 % en calabaza, los ácidos grasos en los tres aceites (a 240 °C) presentan disminución en los insaturados e incremento en los saturados. Se concluye que los aceites de semilla de calabaza y zapallo son menos estables que el aceite comercial, se recomienda que su consumo debe realizarse en frio o máximo a 120 °C para garantizar su calidad consumible.

ABSTRACT Oils are important in human nutrition and due to their components and characteristics that depend on their origin and type of processing, they are related to health. The objective of this research is to carry out a comparative study of the behavior of pumpkin seed and pumpkin seed oils when subjected to heat treatment in relation to a commercial oil. For this purpose, oils have been obtained from pumpkin and squash seeds by extraction with supercritical CO2 and the commercial oil was soybean oil obtained from the local market. These oils were subjected to a heat treatment at different temperatures (20, 120, 150, 180 and 200 °C) then to a heat treatment at 180 °C at different heating times (0, 10, 30, 60 and 120 min), in each case their physicochemical characteristics (acidity index, peroxide index, refractive index and polar compounds) were determined and for the determination of essential fatty acids they were subjected to heat treatment up to 240 °C. Significant differences were found in the physicochemical parameters and content of fatty acids in the three oils. Soybean oil has better stability in its physicochemical quality (acidity index and peroxide index) up to 150 °C, pumpkin seed and squash oils have stability up to 120 °C. The polar compounds at 180 °C x 120 minutes present percentages of 13,5% in soybeans, 16 % in pumpkin and 15,5 % in pumpkin, the fatty acids in the three oils (at 240 °C) present a decrease in the unsaturated and increase in saturates. It is concluded that pumpkin and squash seed oils are less stable than commercial oil, it is recommended that their consumption should be carried out cold or at a maximum of 120 °C to guarantee their consumable quality.

Evaluation of inhibitory activity of essential oils against pathogenic bacteria present in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) responsible for foodborne diseases

RESUMEN Esta investigación evaluó el efecto inhibidor de aceites esenciales (AE) de romero y orégano silvestre contra bacterias patógenas encontradas en trucha arcoiris, promotoras de enfermedades transmitidas por alimentos. Los AE fueron extraídos mediante fluidos supercríticos y se determinó su densidad, índice de refracción (IR), y compuestos orgánicos volátiles. Las bacterias se identificaron con el sistema Phoenix® y la susceptibilidad por Kirby-Bauer. Las actividades antimicrobianas y bactericida ejercida por AE contra S. aureus y B. cereus, se determinaron por microdilución. Como resultados se obtuvo una densidad de 0,89 y 0,93 g/cm3; IR de 1,46 y 1,40; humedad de 8,42 % y 8,34 % y rendimiento global de 2,42 % y 2,05 % para el aceite esencial de romero (AER) y el aceite esencial de orégano (AEO), respectivamente. La caracterización química por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas determinó como compuestos representativos alcanfor (26,95 %) y trans-cariofileno (22,80 %) para el AER y timol (76,25 %) para el AEO. El AER ejerció un mayor efecto antimicrobiano y antibacteriano contra S. aureus (CMI y CMB= 28480 µg/mL) en comparación con el AEO, no obstante AEO presentó una mejor respuesta antimicrobiana (CMI= 44640 µg/mL) y antibacteriana (CMB=59520 µg/mL) contra B. cereus frente a AER, lo que sugiere un potencial efecto bioprotector de estos aceites esenciales como conservantes naturales de productos cárnicos.

ABSTRACT This work evaluated the inhibition effect of essential oils (EO) from rosmarinus and wild oregano against pathogenic bacteria present in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) that promote foodborne diseases. EO extraction was carried out using supercritical fluids; EO were characterized by density, refractive index (RI), and volatile organic compounds. The identification of bacteria present in rainbow trout was carried out with the Phoenix® system and susceptibility by Kirby-Bauer. The antimicrobial and bactericidal activities exerted by EO against S. aureus and B. cereus were determined by microdilution. As a results: density of 0,89 and 0,93 g/cm3; RI of 1,46 and 1,40; moisture of 8,42 % and 8.34 % and total yield of 2,42 % and 2,05 % for rosemary essential oil (REO) and oregano essential oil (OEO), respectively. The chemical characterization by gas chromatography coupled to mass spectrometry showed that the representative compounds of REO were camphor (26.95 %) and trans-caryophyllene (22.80 %), and thymol (76,25 %) was representative in OEO. The REO exerted a greater antimicrobial and bactericidal effect against S. aureus (MIC and MBC=28480 µg/mL) compared to the OEO, however OEO presented a better antimicrobial (MIC=44640 µg/mL) and bactericial (MBC=59520 µg/mL) against B. cereus compared to REO, suggesting a potential bioprotective effect of these essential oils as natural preservatives in meat products.

Scattered trees in farms in eastern Cundinamarca and their contribution to the connectivity of the landscape

RESUMEN El diseño, implementación y manejo de sistemas agropecuarios productivos que contemplen la incorporación del componente arbóreo como un eje estratégico para salvaguardar la diversidad ecosistémica en las regiones, es vital cuando se quiere preservar la biodiversidad local y recuperar la conectividad ecológica de fragmentos boscosos en las cuencas hidrográficas. La heterogeneidad del paisaje, la diversidad de cultivos en los sistemas productivos agrícolas y el análisis de los árboles dispersos en predios rurales productivos, son parte de los aspectos constitutivos para el estudio de la conectividad a escala local y regional logrando determinar los cambios en las coberturas vegetales, la provisión de material genético e incluso, establecer puntos locales para acciones de restauración de ecosistemas. Esta investigación evaluó las coberturas del suelo de 32 fincas ubicadas en los municipios de Chipaque, Cáqueza, Quetame y Guayabetal, en el oriente de Cundinamarca y analizó los indicadores de conectividad generados por los árboles remanentes con el fin de establecer indicadores que permitan en el futuro optimizar los procesos de reforestación. Se seleccionaron 8 predios por cada uno de los municipios. La información fue recolectada directamente en campo a partir de mediciones de áreas, coberturas e inventarios florísticos predio a predio. Para facilitar el análisis de la información se utilizó el software fragstats versión 4.2.1. El estudio muestra que, en algunos casos, las coberturas más abundantes corresponden a pastos, pero que en otros casos existen parches importantes de bosque que pueden ser considerados para orientar más eficientemente los procesos de reforestación a futuro.

ABSTRACT The design, implementation and management of productive agricultural systems that include the incorporation of the tree component as a strategic axis to safeguard ecosystem diversity in the regions is vital when preserving local biodiversity and recovering the ecological connectivity of forest fragments in watersheds. The heterogeneity of the landscape, the diversity of crops in productive agricultural systems and the analysis of dispersed trees in productive rural properties are part of the constituent aspects for the study of connectivity at local and regional scales, determining changes in vegetation cover, the provision of genetic material and even establishing local points for ecosystem restoration actions. This research evaluated the land covers of 32 farms located in the municipalities of Chipaque, Cáqueza, Quetame and Guayabetal, in the east of Cundinamarca and analyzed the connectivity indicators generated by the remaining trees in order to establish indicators that will allow optimizing reforestation processes in the future. Eight properties were selected for each of the municipalities. The information was collected directly in the field based on measurements of areas, cover and floristic inventories on a property-by-property basis. Fragstats software version 4.2.1 was used to facilitate the analysis of the information. The study shows that, in some cases, the most abundant cover corresponds to pastures, but in other cases there are important patches of forest that can be considered to guide future reforestation processes more efficiently.

Evaluation of leather obtained from Cachama Negra fish skin (Colossoma macropomum) using tannins extracted from pseudostem of banana (Musa paradisiaca)

RESUMEN Los taninos son compuestos fenólicos de gran interés económico y ecológico, con diversos usos entre los cuales se encuentran la curtición natural de pieles, los cuales ayudan a la minimización del impacto ambiental causado por el uso indiscriminado del cromo. Por tal razón, en esta investigación, se propuso extraer, cuantificar y evaluar el efecto curtiente de taninos en la piel de pescado de la especie cachama (Colossoma macropomum), extraídos de la savia del pseudotallo del plátano (Musa paradisiaca) en estado de senescencia. Para esto, se realizaron extracciones con diferentes concentraciones de disolvente Savia/Etanol/Agua variando su temperatura (4 y 30 °C) con el fin de encontrar la mejor relación de solventes para optimizar la extracción de taninos. Se encontró que la temperatura óptima de extracción de taninos del pseudotallo fue a 4 °C con una relación 1:1 Savia/Etanol. El extracto obtenido fue analizado mediante una prueba cualitativa logrando mostrar la presencia de taninos condensados en el pseudotallo en estado de senescencia. La cuantificación de los taninos se realizó mediante el análisis de espectrofotometría UV-Vis utilizando el método Folin Ciocalteu a una medición de 280 nm, obteniendo una concentración máxima de 12,27 g/L equivalentes a ácido gálico (EAG). Se realizó el proceso de curtido en piel de pescado Cachama (Colossoma macropomum), donde se determinaron las propiedades físico-mecánicas del cuero obtenido como resistencia a la tracción (26,3 MPa), porcentaje de elongación (91,2 %), resistencia al desgarre (58,6 N), temperatura de contracción (62 °C), distensión (13,72 mm) y rotura (53,16 daN), comparando la calidad del curtido con los extractos de tanino vegetal del pseudotallo respecto al curtido industrial con cromo (wet blue). Se encontró que el extracto del pseudotallo es un potencial sustituto a las sales de cromo, permitiendo procesos de curtiembres con propiedades similares y con menor impacto ambiental.

ABSTRACT Tannins are phenolic compounds of great economic and ecological interest, with various uses among which are natural tanning of skins, which help to minimize the environmental impact caused by the indiscriminate use of chromium. For this reason, in this research, it was proposed to extract, quantify and evaluate tanning effect of tannins on the skin of fish of the species cachama (Colossoma macropomum), extracted from the sap of the pseudostem of banana (Musa paradisiaca) in a state of senescence. For this, extractions were made with different concentrations of solvent Sap/Ethanol/Water varying its temperature (4 and 30 °C) with the purpose of finding the best ratio of solvents to optimize extraction of tannins. It was found that the optimal tannins extraction temperature of the pseudostem was at 4 °C with a ratio 1:1 Sap/Ethanol. The extract obtained was analyzed by a qualitative test to show the presence of condensed tannins in the pseudostem in a state of senescence. The quantification of tannins was performed by UV-Vis spectrophotometry analysis using Folin Ciocalteu method at a measurement of 280 nm, obtaining a maximum concentration of 12,27 g/L equivalent to gallic acid (EAG). The process of tanning in cachama fish skin (Colossoma macropomum) was performed, where physical-mechanical properties of the leather obtained were determined as tensile strength (26,3 MPa), elongation percentage (91,2 %), tear resistance (58,6 N), shrinkage temperature (62 °C), distension (13,72 mm) and breakage (53,16 daN), comparing the quality of tanning with vegetable tannin extracts of the pseudostem with industrial tanning with chromium (wet blue). It was found that the pseudostem extract can be a potential substitute to chromium salts, allowing tannery processes with similar properties and with less environmental impact.

Emissions nitrous oxide and methane in active pastures in the tropical humid forest living zone in Costa Rica

RESUMEN El manejo activo de los pastos incide en la productividad animal y en los procesos biogeoquímicos del suelo, el ciclaje de nutriente, donde la gestión de los pastos es un factor relevante para mantener estos procesos biogeoquímicos, productividad y el flujo de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). El objetivo principal del presente estudio fue evaluar las emisiones de GEI provenientes de tres tipos de fertilizantes (convencional, urea+inhibidor y biofertilizante) empleados para el mantenimiento de pasturas en la producción lechera en el trópico húmedo de Costa Rica, con el fin de identificar medidas de mitigación que contribuyan a la reducción de emisiones de GEI en el sector agropecuario y a la Contribución Nacionalmente Determinada (CND) de Costa Rica. El diseño experimental correspondió a un diseño en bloques completamente aleatorizado, donde con tres repeticiones por tratamiento (control, biofertilizante, urea+inhibidor y fertilizante convencional), el total de muestras correspondió a 497 muestras, durando el periodo de 81 días. La medición de las cantidades de metano (CH4), óxido nitroso (N2O) y el análisis de contenido de carbono y nitrógeno se realizó a una profundidad de -10 cm para tomar la muestra de suelo y ser analizadas mediante un método instrumental de oxidación seca. Los promedios de estas mediciones fueron: 0,104 mgN2O-N/m2/día y 0,037 mgCH4-C/m2/día. Las emisiones de los GEI durante el monitoreo estuvieron influenciadas por procesos de metanogénesis, desnitrificación, nitrificación y respiración. Además, el biofertilizante (biol) fue el fertilizante que presentó las menores emisiones de GEI considerando también las concentraciones de Carbono y Nitrógeno en el suelo.

ABSTRACT The active management of pastures affects animal productivity and soil biogeochemical processes of the soil, nutrient cycling, where pastures management is a relevant factor to maintain these biogeochemical processes, productivity, and the flow of Greenhouse Gas emissions. Greenhouse (GHG). The main objective of this study was to evaluate the GHG emissions from three types of fertilizers (conventional, urea and biofertilizer) used for the maintenance of pastures in dairy production in the humid tropics of Costa Rica, in order to identify measures of mitigation that contribute to the reduction of GHG emissions in the agricultural sector and that contribute to the NDC of the country. The experimental design corresponds to a completely randomized block design, where with three repetitions per treatment (Control, Biofertilizer, Urea and Conventional Fertilizer), the total of samples corresponds to 497 samples, during a period of 81 days. Measurement of the amounts of methane (CH4) and nitrous oxide (N2O). The analysis of the Carbon and Nitrogen content was performed at a depth of -10 cm to take the soil sample and analyze it by means of an instrumental method of dry oxidation. The mean values of these measurements were as follows: 0,104 mgN2O-N/ m2/day and 0,037 mgCH4-C/m2/day. GHG emissions during monitoring were influenced by processes of methanogenesis, denitrification, nitrification and respiration. The biofertilizer (biol) presented the lowest GHG emissions given considering the concentrations of Carbon and Nitrogen in the soil.

Microalgae: bibliometric relationship of biorefineries, circular economy and the environment

RESUMEN Por las ventajas que tienen las microalgas frente a los cultivos vegetales, como la rapidez de su crecimiento, el mayor consumo de CO2 y producción de O2, y la mayor variedad de productos que se pueden aprovechar, con el presente trabajo se buscó cuantificar las tendencias que hay en el mundo investigativo. Para dicho fin, teniendo en cuenta diferentes palabras claves relacionadas de varias formas, se realizó una búsqueda de los últimos diez años, utilizando las bases de datos de Scopus. Las palabras centrales utilizadas estuvieron más relacionadas con biorrefinerías, microalgas, productos y simulación. Igualmente se utilizó la plataforma Wizdom.ai y el software de análisis de datos VosViewer. Se encontró que entre los años 2015 y 2019, las publicaciones aumentaron entre el 74 y el 89 %. El análisis gráfico y estadístico a través de VosViewer permitió identificar que la relación entre biorrefinería y microalgas está representada por una tendencia en publicaciones sobre el tema de los biocombustibles y que en el escenario del análisis planteado entre microalgas y simulación de procesos aún existe poca información que corresponda al concepto de biorrefinería. Basados en un análisis global de los resúmenes de la mayor parte de las publicaciones, se identificaron las principales dificultades y vacíos informativos que se han tenido en los procesos bajo el concepto de biorrefinerías, especialmente relacionado con los procesos, los costos, la economía circular y los aspectos ambientales.

ABSTRACT Microalgae have various advantages over vegetable crops, such as their growth speed, the greater consumption of CO2 and production of O2, and the vast variety of products where they can be used. For this reason, the present work seeks to quantify the trends that exist in microalgae research, by running related keywords in Scopus databases in a span of ten years. The central words used were related to biorefineries, microalgae, products and simulation. Likewise, the Wizdom.ai platform and VosViewer data analysis software were used. It was found that between 2015 and 2019, publications increased around 74 and 89 %. The graphical and statistical analysis through VosViewer allowed identifying the relationship between biorefinery and microalgae. Which showed that there is a trend in publications on the topic of biofuels, and that there is still little information corresponding to the biorefinery concept related to the analysis between microalgae and process simulation. Based on a global analysis of the abstracts of most of the publications, the main difficulties and information gaps in the processes under the biorefinery concept were identified, especially relating processes, costs, circular economy and environmental aspects.

Sustainability in the brewing industry: a critical review of the waste generated and its management

RESUMEN En el sector de fabricación de bebidas, la cerveza ocupa una posición estratégica puesto que es la bebida alcohólica más consumida en el mundo. Sin embargo, para su producción son utilizadas grandes cantidades de materia prima que posteriormente terminan convertidas en toneladas de desechos, los cuales traen repercusiones al medio ambiente, a la economía y a la sociedad. Bajo este panorama, han surgido diferentes alternativas de interés en pro de su reincorporación en la cadena productiva, que integran principios de la economía circular al mercado de la cerveza. Por ello, el presente artículo hace una revisión de cada uno de los subproductos generados en esta industria y de los posibles usos que han sido reportados hasta el momento en la literatura, además de ofrecer una descripción actual del mercado de la cerveza y de su proceso de elaboración. Los resultados de esta investigación muestran que en la fabricación de esta bebida fermentada son generados principalmente 4 residuos: bagazo de malta, trub, levadura de cerveza y tierra diatomácea. Estos materiales se caracterizan por tener una amplia gama de propiedades físico-químicas que permiten que su reaprovechamiento sea versátil, por lo que es posible aplicarlos en diferentes campos, como en el ambiental, aportando en la remoción de contaminantes; en el campo agropecuario, como alimento animal; en el campo civil, como sustituto de materiales, entre otros. En general, se prevé que esta revisión sea un referente para el sector de la cerveza, dado que presenta una compilación de múltiples técnicas y modificaciones que podrían dar un valor agregado a los subproductos de esta industria.

ABSTRACT Beer occupies a strategic position in the beverage-manufacturing sector, as it is the most consumed alcoholic beverage in the world. However, large quantities of raw material are used for its production, which is subsequently converted into tons of waste, whith its repercussions for the environment, the economy, and society. Under this scenario, different alternatives have emerged that are of interest for their reincorporation into the production chain, integrating principles of the circular economy into the beer market. For this reason, this article reviews each of the by-products generated in this industry and the possible uses that have been reported so far in the literature, besides offering a current description of the beer market and its brewing process. The results show that in the manufacture of this fermented beverage, four main residues are generated: brewers’ spent grain, trub, brewer's yeast and diatomaceous earth. These materials are characterized by having a wide range of physical-chemical properties that allow their reuse to be versatile; therefore, it is possible to apply them in different fields, such as in the environmental field, contributing in the removal of pollutants; in the agricultural field, as animal feed; in the civil field, as a substitute for materials, among others. In general, this review is expected to be a reference for the beer sector, since it presents a compilation of multiple techniques and modifications that could add value to the by-products of this industry.

Food processing trends in the context of COVID-19 and global globalization

RESUMEN El procesamiento de los alimentos es el proceso modificación, transformación y manufactura de una materia prima a fin de generar diversos subproductos demandados por los consumidores. La revisión que se presenta tiene el propósito de analizar las principales tendencias de desarrollo en la industria alimentaria, considerando los desafíos de la reciente pandemia y el fenómeno de la globalización. En este contexto, se destacan las dimensiones en las que se evidencia un desarrollo significativo, en base a la investigación documental realizada en los principales organismos rectores a nivel mundial del área y en las bases de datos Science Direct, Scielo, Dialnet y Elsevier. Se concluye que existe una relevancia en la aproximación hacia una ética ambiental a través del desarrollo tecnológico inteligente de este sector productivo, aunado a la explotación de nuevos subproductos junto a la preservación de nutrientes de alta calidad, manejo de nuevos empaquetados, aprovechamiento de residuos y nuevas prácticas de comercialización.

ABSTRACT Food processing is modifying, transforming, and manufacturing a raw material to generate various by-products demanded by consumers. The review presented has the purpose of analyzing the main development trends in the food industry, considering the challenges of the recent pandemic and the phenomenon of globalization. In this context, the dimensions in which significant development is evident are highlighted based on the documentary research carried out in the central governing bodies worldwide in the area and the Science Direct, Scielo, Dialnet, and Elsevier databases. It is concluded that there is relevance in the approach towards an environmental ethic through the intelligent technological development of this productive sector, the exploitation of new by-products, the preservation of high-quality nutrients, the high-quality of new packaging and use of waste, and contemporary marketing practices.

Effect on microbial activity in soils due to the application of biochar: Review

ABSTRACT Biochar (BC) is presented as an amendment based on biomass pyrolysis residue that promotes an increase in the amount of beneficial bacterial and mycorrhizal communities and the quantity of elemental nutrients for plant fertility; in addition, by its characteristics, it provides recalcitrant carbon, generates physicochemical changes, such as an increase in pH, increase in water retention in soil and cation exchange capacity. Most studies about BC focus on evaluating the results in physicochemical variables into soils, however, few studies show and explain reasons because BC increases beneficial bacterial and mycorrhizal communities to plant growth, for this reason is necessary to selectively analysis to define the mechanisms between BC and microorganisms. This review examines publications of the last 12 years of research on BC in different databases (ScienceDirect, Scopus, Springerlink, SciELO, Google Scholar), focusing on the years (2020-2022), to elucidate the underlying mechanisms that let the interaction between BC-soil microbial communities and its benefits as an agricultural amendment. An accepted hypothesis is the high porosity into BC that serves as a "microhabitat" since it allows ideal conditions of space, temperature, humidity, air, and food growing levels of rhizobacteria and mycorrhizal fungus involved in the solubilization of nutrients such as N, P and K increasing the exo-enzymatic activity of dehydrogenase, β-glucosidase, urease between others improving soil fertility and plant growth.

RESUMEN El biochar (BC) se presenta como una enmienda para suelos a partir del residuo de pirólisis de biomasa, que promueve el incremento de las comunidades bacterianas y micorrícicas benéficas y de nutrientes elementales para la fertilidad vegetal; por sus características, aporta carbono recalcitrante, genera cambios fisicoquímicos positivos como el incremento del pH, el aumento de la retención de agua en suelo y en la capacidad de intercambio catiónico. La mayoría de los artículos sobre BC se enfocan en evaluar los resultados de variables fisicoquímicas del suelo, sin embargo, son escasos los estudios que expliquen cómo y porqué el BC incrementa las comunidades microbianas benéficas para el crecimiento vegetal, razón por la cual es necesario analizarlos selectivamente para definir las causas y los efectos de la interacción entre el BC y los microorganismos del suelo. Esta revisión examina publicaciones de los últimos 12 años de investigación sobre el BC en diferentes bases de datos (ScienceDirect, Scopus, Springerlink, SciELO, Google Scholar), enfocándose en los años (2020-2022), con el fin de elucidar los mecanismos subyacentes que permiten la interacción entre BC-comunidades microbianas del suelo y sus beneficios como enmienda agrícola. La hipótesis aceptada es que la alta porosidad del BC que puede servir como “microhábitat” permite las condiciones ideales de espacio, temperatura, humedad y alimento para alterar los niveles de rizobacterias y hongos micorrícicos involucrados en la solubilización de nutrientes como N, P y K aumentando los niveles exo-enzimáticos de deshidrogenasa, β-glucosidasa, ureasa entre otras, mejorando la fertilidad del suelo y el crecimiento de plantas.