Residuos de agave con potencial cosmético, vinos de frutas y colorantes naturales, innovaciones presentadas en Congreso de la UNAL

 A partir de residuos de la planta de sisal (Agave sisalana) se elaborarían productos cosméticos naturales como hidratantes, fotoprotectores y aclaradores para la piel; así mismo, con las partes que no se aprovechan de las naranjas o del café se pueden elaborar vinos cuya producción sirva como emprendimiento en regiones con alta dependencia del cultivo de coca; y del fruto del árbol de la jagua (Genipa americana) se obtiene un tinte o colorante azul con gran proyección industrial.

Los líderes de dichas iniciativas dieron a conocer los avances de estas investigaciones durante el X Congreso Internacional en Desarrollo Humano y Rural Sustentable, realizado por la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Orinoquia entre el 23 y el 25 de octubre en Yopal (Casanare). En el evento se presentaron proyectos innovadores en sostenibilidad y bioprospección, así como alternativas económicas sostenibles que se adelantan en Colombia y en otros países como Brasil y México.

El profesor Roberto Bernal, director del Instituto de Estudios de la Orinoquia (IEO) de la UNAL Sede Orinoquia, señala que “la importancia de estos espacios académicos es fomentar iniciativas que aprovechan los recursos naturales de manera responsable”.

“Los aportes presentados aquí van en la línea de la bioeconomía y la sostenibilidad en territorios rurales, donde la bioprospección, que consiste en la exploración de la biodiversidad para fines comerciales, juega un papel fundamental como potencial estrategia de desarrollo para países ricos en biodiversidad como Colombia”.

De residuos a cosméticos

Uno de los proyectos más innovadores presentados fue el del profesor Marcio Ferrari, del Departamento de Farmacia de la Universidad Federal de Río Grande del Norte (Brasil), quien propone el uso de residuos del sisal o henequén (Agave sisalana) para producir productos cosméticos.

“Solo el 4 % de la hoja del sisal se utiliza para producir fibras –como cuerdas y artesanías–, mientras que el 96 % restante es desechado sin ningún tratamiento ni valor comercial”, afirmó el experto Ciencias Farmacéuticas.

La investigación que lidera ha desarrollado un proceso para convertir estos residuos en ingredientes multifuncionales para productos como hidratantes, fotoprotectores y aclaradores de piel, promoviendo así la economía circular, “donde el residuo de una industria puede generar materia prima para otra, además de ofrecer una nueva fuente de ingresos para las comunidades rurales que dependen del sisal”.

Vinos y cocina molecular ¿alternativa al cultivo de coca?

Otro proyecto destacado fue el “Laboratorio de Sabores”, una iniciativa de la Institución Educativa Técnica Domingo Belisario Gómez en Bolívar (Cauca), el cual busca reducir la dependencia del  cultivo de coca a través de emprendimientos agroindustriales liderados por los estudiantes de esta institución.

Según Samuel Sebastián Burbano, estudiante de grado 11, “hemos desarrollado productos a través de la exploración química aprendida en el colegio, como derivados lácteos, chorizos, o vinos de frutas locales que usualmente se desperdician, como la naranja que tiene temporadas de abundancia en nuestro municipio”.

Así, se ha demostrado que es posible generar ingresos de manera sostenible y legal. Esta iniciativa no solo brinda alternativas económicas a la comunidad, sino que además contribuye a la formación científica de los estudiantes.

Jorge Alberto Aguilar, biólogo y docente director del proyecto, enfatizó en que “este es un ejemplo de cómo la educación y la agroindustria pueden integrarse para ofrecer soluciones sostenibles a problemáticas como el conflicto armado y la falta de oportunidades en zonas rurales”.

“Los estudiantes aplican conocimientos de la ciencia de alimentos como la cocina molecular para encapsular sabores, y en química orgánica para transformar materias primas locales en productos innovadores, como el vino de café, de naranja, la hidromiel, etc., lo que ha generado un impacto positivo en la comunidad y ha fomentado un cambio de mentalidad entre los jóvenes”.

Color azul natural del fruto, para proteger el árbol

Por otra parte, la ingeniera agrónoma Deisy Carolina García Sánchez, representante de la empresa Ecoflora, presentó una propuesta basada en la extracción de un colorante azul natural, a partir del fruto del árbol de la jagua (Genipa americana), una especie nativa de Colombia. Este colorante, que ha sido aprobado por la Administración de Medicamentos y Alimentos de Estados Unidos, se ha convertido en una opción sostenible para la industria alimentaria y cosmética, debido a sus propiedades naturales y su estabilidad en condiciones ácidas.

“Este desarrollo no solo representa una alternativa a los colorantes sintéticos, sino que además contribuye a la preservación de la jagua en su hábitat natural, promoviendo la bioeconomía y la sostenibilidad en las regiones donde se cultiva, pues la producción de este colorante no solo reduce la contaminación, sino que también brinda nuevas oportunidades económicas para las comunidades rurales”, precisó.

El Congreso también sirvió como un espacio para la articulación entre la academia y el sector empresarial, por lo que profesor Bernal señala que “eventos como este son esenciales para promover el desarrollo de productos que aprovechen de manera sostenible la biodiversidad local, al tiempo que se generan oportunidades económicas para la comunidad; en la Orinoquia abundan los recursos naturales que pueden ser utilizados de manera responsable”.

La participación de estudiantes y jóvenes investigadores también fue un aspecto central del Congreso. El profesor Marcio Ferrari expresó su satisfacción por la diversidad de participantes, que incluyó no solo a científicos sino también a emprendedores y representantes de comunidades rurales. “El intercambio de conocimientos entre diferentes sectores ha enriquecido mucho las discusiones y ha abierto nuevas oportunidades de colaboración”, concluyó el académico.

Café cultivado a la sombra es sostenible y de tipo exportación

 Esta técnica, en la que los cafetales se cultivan bajo la cobertura de los árboles, protege el suelo, regula la temperatura y crea un hábitat ideal para la flora y la fauna nativas, ayudando a disminuir la deforestación porque no se talan los árboles y la sombra de estos protegen el suelo. Así lo evidenció una investigación de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) realizada en fincas cafeteras con más de un siglo de historia.

Según el investigador Javier Camilo Guevara Rodríguez, de la Maestría en Medio Ambiente y Desarrollo del Instituto de Desarrollo Ambiental (IDEA) de la UNAL, “cultivar café bajo sombra no solo mitiga el impacto ambiental, sino que además mejora la calidad del grano –reconocido por su sabor superior– porque protege los cafetos de los fuertes vientos, la lluvia y la radiación solar”.

“El café cultivado bajo sombra puede tener un rendimiento promedio de 2,4 kg de granos por planta durante 9 cosechas, lo que es comparable con el rendimiento de cultivos a libre exposición. Este sistema también regula la cantidad de luz y la temperatura, conformando un microclima adecuado para la producción del grano”.

Según la Federación Nacional de Cafeteros de Colombia, alrededor del 37 % de las 869.158 hectáreas cultivadas con café se establecen bajo sombra. En 2022 la producción del grano en el país fue de 11,1 millones de sacos, lo que representó una disminución del 12 % frente a 2021. En diciembre de 2022 la producción alcanzó los 981.000 sacos, un descenso del 29,2 % respecto a diciembre de 2021.

Impacto ambiental y productivo

El estudio realizado en las fincas Buenavista, en El Socorro (Santander) y Los Ángeles, en Venecia (Cundinamarca), ambas entre la mejor temperatura para cultivar café, que es de 22 °C en promedio, demostró que este sistema agroforestal reduce la erosión, mejora la fertilidad del suelo y evita el uso de agroquímicos. Las dos fincas mantienen una producción completamente orgánica, lo que les permite ofrecer café de alta calidad para exportación.

En la investigación se utilizaron sistemas de información geográfica, una herramienta para el tratamiento de datos del espacio (SIG) mediante el método Corilan Cover,que sirve para realizar inventario y uso de la tierra. Allí se tomaron fotografías a gran escala con dron, lo que permitió realizar un mapeo completo de las fincas y los usos del suelo en cuanto a las extensiones de tierra usadas para este cultivo.

También se aplicó la estructura agroecológica principal (EAP), técnica creada por el profesor Tomás Enrique León, del IDEA de la UNAL, tutor de la tesis. Se trata de un índice que mide la agro-biodiversidad y permite hacer un diagnóstico preciso de los agro-ecosistemas, que son el conjunto de plantas y animales domesticados y controlados por el hombre para producir y obtener productos para el consumo humano y animal.

“El EAP ha sido clave para entender cómo los sistemas agroforestales, como los cafetales bajo sombra, pueden integrarse mejor con la naturaleza”, anota el investigador Guevara.

La información se enriqueció con datos geográficos y entrevistas a los implementadores, trabajadores y recolectores de café, así como a los encargados de la Secretarías de Ambiente de El Socorro y Venecia para entender cómo funcionan y manejan los cultivos bajo sombra.

Así, identificó que el grano de este café es apto para exportación por ser de alta calidad, es decir que la sombra de los árboles no interfirió en el crecimiento ni en la calidad.

Con el diagnóstico y el diseño del ICA para evaluar los sistemas agroforestales (actividad de utilizar los árboles para proteger un cultivo), además del uso de productos químicos, también se evidenció que las fincas tienen un cultivo completamente orgánico.

Pese a los positivos hallazgos, el estudio llama la atención sobre los retos que enfrentan los productores de café bajo sombra, como el mal estado de las vías y la falta de apoyo gubernamental. Además la gestión de residuos como las aguas miel, generadas en el proceso de lavado del café, representa un desafío ambiental importante que debe ser atendido para evitar la contaminación del suelo.

La investigación concluye que el café bajo sombra no solo es una alternativa viable para combatir la deforestación y la pérdida de biodiversidad, sino que además tiene el potencial de convertirse en un motor de desarrollo económico sostenible en Colombia.

Polvo instantáneo de uchuva, fresa y mora: dosis de vitaminas C y A

 El producto tiene propiedades antioxidantes y potencialmente anticancerígenas, y una vida útil de alrededor de 6 meses, en comparación con los 5 días que dura la fruta fresca. Sus usos irían desde la preparación de un “jugo” instantáneo hasta su uso como materia prima de cremas cosméticas, helados o yogures.

Según la Sociedad de Agricultores de Colombia, el país es uno de los mayores productores de frutas en el mundo, una actividad que genera 765.000 empleos directos y 1,8 millones de empleos indirectos.

Manuela Gallón Bedoya, doctora en Ciencia y Tecnología de Alimentos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, afirma que “estas cifras podrían mejorar si reconocemos que no somos un gran exportador y buscamos alternativas que agreguen valor a estos productos, que aumenten su vida útil y faciliten su transporte y distribución a otros países”.

Por eso, y con el fin de hacer un aporte a la competitividad en el sector agroindustrial y agroalimentario, la investigadora seleccionó tres frutas con altos índices de producción, sobre todo en Antioquia: fresa, mora de Castilla y uchuva, que además tienen buenas propiedades sensoriales y una alta cantidad de compuestos antioxidantes.

“Estas frutas duran alrededor de 5 días en etapa poscosecha, y si no se consumen se tienen que descartar. Por eso el proyecto que formulamos también pretende alargar su tiempo de utilidad sin que pierdan vitaminas ni minerales. Para lograrlo pensamos en una metodología que se llama secado por aspersión, que básicamente consiste en retirarle toda el agua a la fruta, que es uno de los factores más críticos para su deterioro”, agrega.

Para esto, primero determinó la cantidad de cada fruta que debía utilizar, y concluyó que la más abundante debía ser la uchuva, pues era la que más sólidos aportaba y una de las más económicas según el análisis de costos.

“Así, la uchuva aportó un 50 % de los sólidos, seguida de la fresa con el 18 %, y lo demás en mora. Otro punto interesante es que como ‘material de pared’ para proteger el producto durante el secado, que se hace a muy altas temperaturas, elegimos la maltodextrina con un 6,3 % y la goma arábiga con un 0,6 %, cantidades muy bajas frente a productos comerciales similares, que tienen más aditivos que fruta”, explica.

Más duradero que una fruta en estado natural

A partir del secado por aspersión, la investigadora obtuvo un polvo ligero que, por el alto contenido de fructosa que absorbe agua, se volvía pegajoso y se adhería a las superficies del equipo y el empaque.

“Este fue uno de los principales retos que afrontamos. Por eso optamos por una técnica adicional que aglomera, con la que se hacen productos como el café instantáneo y algunas bebidas achocolatadas, pues convierte el polvo en gránulos más grandes, evitando que se pegue y permitiendo que se disuelva en líquidos”, explica.

Después evaluó otras características como el tiempo que dura el producto en buen estado, y encontró que mantiene sus propiedades hasta 6 meses. “Para saberlo, almacenamos el producto en unas bolsas con características similares a las que se le ofrecerían al consumidor final, que garantizan una barrera a elementos como el oxígeno y el vapor de agua, y las sometemos a distintas condiciones, por ejemplo a temperaturas de 15, 25 y 35 °C”.

Luego de monitorear cada mes las bolsitas, comprobó que aunque a 35 °C había más deterioro que a 15 °C, durante 6 meses se mantenía una estabilidad total. “Un estudio futuro sería muy valioso en ese sentido, para encontrar alternativas de durabilidad a altas temperaturas”.

Antioxidante y con potencial anticancerígeno

El producto final aporta el 90 % del valor diario recomendado de vitamina C y el 15 % de vitamina A, además de que tiene una alta proporción de antioxidantes. “Como la mayoría de los productos que tienen esta última cualidad también suelen ser anticancerígenos, aprovechamos la oportunidad de evaluarlo, gracias a una beca de la Universidad de Almería (España), en donde tienen un línea celular de cáncer de colon”, continúa la investigadora Gallón.

Este tipo de experimentos se llevan a cabo para determinar la “viabilidad celular”. Así, si un producto arroja una baja viabilidad celular en cierto tiempo o según cierta concentración de antioxidantes, se considera con capacidad anticancerígena. Así, se encontró que con una concentración de antioxidantes de 170 microgramos por mililitro se disminuía un 50 % de las células viables de cáncer de colon.

Otro punto destacable es que la metodología también se probó a escala industrial, en convenio con Proexcar, de manera que se procesaron de manera exitosa 100 kg de fruta y se obtuvo el registro sanitario del Instituto Nacional de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos (Invima).

“Entre las formas de consumirlo sugerimos una porción de 40 gramos de polvo en 200 mililitros de agua, lo que nos da un ‘jugo’ de estas tres frutas. No obstante, el aglomerado también sirve como materia prima para la industria cosmética y de alimentos, para elaborar cremas, helados, yogures, etc., facilitando el manejo de la fruta, pues no habría que almacenarla en frío ni desinfectarla”, finaliza.

La tesis se desarrolló gracias al Sistema Nacional de Regalías y tuvo la asesoría de los profesores Misael Cortés Rodríguez y Jesús Humberto Gil González, ambos adscritos a la Facultad de Ciencias Agrarias de la UNAL Sede Medellín.

Identifican materiales genéticos “élite” de la palma americana de aceite

 Se estima que en los últimos 50 años las poblaciones de estas palmas han disminuido a la mitad, a pesar de que sus características nutricionales son mejores que las de la palma africana. Por ello, un estudio evaluó híbridos que dieron resultados prometedores para la industria aceitera, ya que estos tendrían mayor resistencia a enfermedades como la pudrición –una de las principales amenazas para estos cultivos en Colombia–, le harían frente a la extinción y representarían una mayor vida útil.

La palma americana (Elaeis oleifera) es una especie nativa de América que se encuentra en los valles de los ríos Sinú, Cauca y Magdalena, y en la Amazonia colombiana. Históricamente ha sido apreciada por su resistencia a enfermedades, sus características nutricionales y por la alta calidad de sus aceites con concentraciones de ácidos grasos insaturados como el ácido oleico y linoleico, similares a los de oliva.

Esta planta está en peligro de desaparecer debido a la pérdida de su hábitat natural a causa de la deforestación. Sin embargo, la baja productividad de la palma americana y su carácter silvestre, en comparación con su hermana africana, han limitado su cultivo a zonas naturales y de reserva, dejando su potencial en gran parte sin explorar.

Entre 2006 y 2010 la pudrición del cogollo destruyó las plantaciones en el sur del país, llevando a la erradicación de aproximadamente 35.000 hectáreas que fueron afectadas en el municipio de Tumaco (Nariño), en donde se realizó el estudio. Como respuesta se han replantado cerca de 20.000 hectáreas con “híbridos interespecíficos” producto del cruce entre palmas americana y africana más resistentes a esta enfermedad.

Para producir híbridos más resistentes a enfermedades ante el riesgo de extinción en Colombia, el estudio halló posibles parentales de gran importancia y con características heredables para ser usados en programas de mejoramiento genético.

El proyecto de la investigadora Leidy Paola Moreno Caicedo, magíster en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, inició en 2014 con la selección de materiales genéticos que la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria (Agrosavia), resguarda en su colección, y allí adelantó el trabajo de la tesis.

Luego se caracterizaron el tamaño, la estructura y la forma para seleccionar las mejores palmas madre, evaluando color del racimo y productividad. A partir de ellas la tesista hizo cruzamientos para crear “nuevas progenies” o plantas que pueden ser parentales para nuevos materiales genéticos. Las semillas obtenidas se germinaron y sembraron en condiciones controladas y luego se trasplantaron al vivero.

Estos híbridos, además de superar los 40 años de vida útil en comparación con los 25 años de la palma africana, mostraron un rendimiento superior, alcanzando hasta 42 toneladas de racimos por hectárea, frente a las 24 toneladas que produce la palma africana.

“En palma no es que los materiales dejen de ser productivos, sino que cuando se dificulta la cosecha por la altura (superior a los 25 m) es necesario hacer renovación de cultivo, por lo que estos híbridos permiten tener una vida útil mayor de la plantación”, explica.

Con los resultados, la magíster identificó la herencia de genes de palma americana con características de interés para la producción de híbridos interespecíficos OxG (americana africana), se mostró precocidad en la floración y resistencia a la pudrición de cogollo, por lo que son candidatos prometedores para futuros programas de mejoramiento ya que pueden garantizar la sostenibilidad y productividad del cultivo en esta región del país, asegurando su resistencia frente a futuras amenazas fitosanitarias.

Además se ajustaron los procesos de germinación de las semillas, logrando superar el bajo porcentaje de germinación que caracteriza a la palma americana (alrededor del 2 %). Estos avances no solo mejoran la capacidad de producción de híbridos, sino que además contribuyen a la conservación de una especie nativa cuya población ha disminuido considerablemente en las últimas décadas.

El proceso de siembra se desarrolló en tres fases: primero en previvero, donde las palmas jóvenes se mantuvieron bajo observación para evaluar el crecimiento inicial; luego, en la fase de vivero, se midieron parámetros de crecimiento como la altura y el grosor del tallo, los cuales son indicadores importantes en programas de mejoramiento. Por último, las plantas se trasladaron a campo abierto, donde se sembraron a una distancia de 9 m para permitir un óptimo desarrollo.

La investigadora evaluó cada 6 meses el crecimiento de las palmas y la aparición de los primeros racimos, factores determinantes para el interés agronómico. También dio especial atención a la precocidad en la floración, que en algunos casos se presentó a los 30 meses, así como a la herencia de la altura de las plantas, que mostró un alto grado de transmisión de padres a hijos.

El siguiente paso en el proyecto incluye la publicación de los resultados en revistas científicas, así como la implementación de pruebas a mayor escala en diferentes zonas afectadas del país, ya que se espera que estos híbridos se conviertan en la nueva base genética para la industria palmera en Colombia, con el incremento de la producción de aceite por hectárea y la conservación de la biodiversidad.