En cáscara de papaya buscan antioxidantes con potencial para la industria alimenticia

 La cáscara de la papaya tiene compuestos químicos bioactivos, entre ellos los denominados fenólicos, que tienen un amplio espectro de propiedades biológicas, como por ejemplo efecto antioxidante, lo que permitiría usarlos en la producción de aceites vegetales, para cuya elaboración se utilizan hoy conservantes sintéticos.

Los antioxidantes sintéticos obtenidos de la industria petroquímica se usan en margarinas, mantequillas, aceites vegetales y todo alimento rico en lípidos y ácidos grasos insaturados, para conservar el sabor, color y aroma; sin embargo, pueden provocar tumores, quistes y daños hepáticos en humanos y animales. Por eso, la Organización Mundial de la Salud (OMS) ha hecho un llamado a los Gobiernos para que fomenten la alimentación saludable.

Como una posibilidad de dar respuesta a dicha problemática, la ingeniera agroindustrial Viviana Andrea Velasco Arango, estudiante del Doctorado en Ciencia y Tecnología de Alimentos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, ha centrado su interés en la papaya, debido a su alto consumo en el país y al aumento en su producción en el Valle del Cauca.

La investigación “Obtención y evaluación de un extracto de compuestos fenólicos a partir del epicardio de papaya como antioxidante natural en un aceite vegetal comestible”, que se adelanta en este momento, ha sido financiada con recursos de regalías gracias a la convocatoria del Programa Becas de Excelencia Doctoral otorgada por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación.

La estudiante explica que los compuestos fenólicos tienen capacidad antioxidante y pueden ser consumidos por las personas.

“Estos se encuentran en las hojas y en los tallos de los frutos. Son producidos por la planta como un mecanismo de defensa ante un posible factor de estrés que se puede causar por altas temperaturas, falta de riego o de nutrientes en el suelo”.

Además, señala que la cáscara de papaya es un residuo que no se utiliza, y como desecho orgánico contamina suelos y aguas e incrementa la huella de carbono.

“La idea con el proyecto es aprovechar la cáscara de la papaya como subproducto y reincorporarla en la cadena alimentaria para cumplir con la economía circular, que quiere decir que todo residuo sea aprovechado e incluido de nuevo en la cadena de producción agroindustrial”.

De hecho, los compuestos fenólicos también se pueden aplicar a margarinas, carnes y productos cárnicos, procesados y ultraprocesados, para evitar que se pongan rancios.

Residuo prodigioso

El proyecto tiene tres objetivos: (i) hacer una evaluación cualitativa y cuantitativa de los compuestos fenólicos presentes en cáscara de papaya, (ii) hacer un proceso de extracción  asistida por ultrasonido, método para maximizar la concentración, y (iii) evaluar su aplicación para saber si cumple o no con la función antioxidante.

A partir de la revisión bibliográfica y científica, la investigadora constató que los compuestos fenólicos tienen capacidad antioxidante y que pueden ser consumidos por las personas.

Así mismo, que en la cáscara de la papaya se hallan en concentraciones de ácido cafeico, ácido ferúlico y p-cumárico.

Además, contiene vitamina C y concentraciones altas de carotenoides, que también cumplen funciones antioxidantes y tienen un alto potencial en la industria alimentaria.

El siguiente paso ha sido la puesta en marcha de las técnicas experimentales como espectrofotometría (mide la cantidad de luz absorbida por una sustancia) y cromatografía líquida (separa los componentes individuales de una muestra), con las que ensaya en laboratorio los métodos científicos evaluados por otros investigadores, para en la siguiente etapa identificar las cualidades de los compuestos hallados.

A partir de estas metodologías la investigadora hace la extracción del compuesto fenólico total de la cáscara de la papaya y mide su absorbencia para hacer la cuantificación.

En una fase posterior, la estudiante de doctorado espera que el extracto cumpla con la función antioxidante y luego sea escalado en la industria nacional de alimentos.

En su trabajo, la investigadora ha estado acompañada por el profesor de la UNAL Sede Palmira Luis Eduardo Ordóñez, Ph. D. en Alimentos: Valor Nutritivo, Tecnología y Seguridad de la U. de Santiago de Compostela, y el docente de la Sede Medellín Misael Cortés Rodríguez, Ph. D. en Ingeniería de Alimentos de la UNAL.

La producción y el consumo de papaya repuntan en el mundo

En los últimos 20 años la producción de papaya ha aumentado en todo el mundo; en 2020 registró 13,89 millones de toneladas métricas.

Según Statista GmbH, portal de estadística en línea alemán, el principal productor es India (38,61 %), seguido de Brasil (17,5 %), Indonesia (6,89 %), Nigeria (6,79 %), México (6,18 %), Etiopía (2,34 %), República Democrática del Congo (2,12 %) y Colombia (2,08 %).

En Colombia, los departamentos que reportan mayor producción de papaya son Córdoba, Magdalena, Santander y Valle del Cauca.

En Antioquia será posible volver a cultivar papaya variedad UN Cotové

 Las semillas de dicha variedad mejorada de papaya, que hasta 1999 tuvo mucha aceptación por parte de los fruticultores de Antioquia, Risaralda y Valle del Cauca, podrían volver a germinar en los campos de país gracias al trabajo de ingenieros agrónomos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín.

Los resultados de la investigación adelantada por la estudiante Ruby Alejandra Loaiza Ruiz, de la Maestría en Ciencias Agrarias de la UNAL Sede Medellín, se convierten en un importante paso para obtener papaya variedad UN Cotové.

Retomando el trabajo realizado en los años noventa por el ingeniero agrónomo Carlos Reyes, profesor del Grupo de Mejoramiento Genético de Especies Andinas y Tropicales de la UNAL Sede Medellín, la estudiante combinó en su investigación las áreas de la fisiología vegetal y el mejoramiento genético para buscar semillas élites de dicha variedad, resistente al virus de la mancha anular, enfermedad más limitante de la producción de esta fruta, pues acorta la vida productiva de la planta.

Aunque el cultivo de papaya ha sido tradicional en los municipios de Santa Fe de Antioquia y Sopetrán, este se ha visto afectado por el virus de la mancha anular, generando que los campesinos dejen de producirla.

Por esta razón, el profesor Reyes lideró un trabajo que permitió obtener semilla de papaya resistente a la enfermedad, la cual fue denominada UN Cotové, porque las pruebas de su eficacia se adelantaron en el Centro Agropecuario Cotové de la UNAL Sede Medellín, ubicado en Santa Fe de Antioquia.

La estudiante explica que “existen diferentes tipos de mejoramiento genético, unos son convencionales, como el que hizo el profesor Reyes yendo al campo, revisando y seleccionando las plantas con las mejores características, como producción precoz y buena altura para su cosecha”.

“Así, se tomaron las semillas de las variedades locales y de otras como la Cariflora, que se cultiva en el Caribe y en Florida (Estados Unidos), tolerante al virus de la mancha anular”, amplía.

Cuando las plantas crecieron se seleccionaron las líneas de mejor calidad, y de los frutos se obtuvieron las semillas que fueron plantadas de nuevo. “Mediante procesos de polinización natural se cruzaron entre ellas; la acción se repitió por varios ciclos continuos hasta obtener las características deseadas: una planta resistente a la mancha anular, de porte bajo y con un fruto de buen sabor”.

La variedad UN Cotové se cultivó en Antioquia y en Venezuela con gran aceptación entre productores y consumidores; sin embargo, como la papaya suele cruzarse con facilidad, las semillas mejoradas perdieron su pureza, es decir que la planta dejó de ser resistente a la enfermedad”, relata.

Considerando la importancia del trabajo, los grupos de investigación en Ecofisiología de Plantaciones Agrícolas Tropicales y en Mejoramiento Genético de Especies Andinas y Tropicales de la UNAL Sede Medellín se unieron para rescatar el aporte científico que representa esta variedad en el occidente antioqueño.

Aporte a la región

La estudiante menciona que “en mi trabajo evalué los mecanismos que explican el desarrollo y el comportamiento de la especie en el bosque seco tropical: cómo la afecta el medioambiente, cómo es su proceso de fotosíntesis o cómo se da el proceso de respiración”.

Con este diagnóstico se identificaron los individuos con características élites, que los convierten en potenciales padres para comenzar el proceso de mejoramiento y así obtener de nuevo la variedad UN Cotové.

Con unas semillas de esta variedad que aún se conservaban se empezó el trabajo investigativo, mediante el cual se lograron germinar alrededor de 200 plántulas que luego se trasplantaron en la Estación Agraria Cotové, donde comenzó el análisis.

Este consistió en evaluar todas las características morfológicas (altura de la planta, número de hojas, altura a la que empezaba a florecer y número de frutos, entre otras) y fisiológicas, como por ejemplo la hora del día en la cual produce más fotosíntesis, en qué cantidades y cómo se afecta según las humedades presentes en el suelo, qué grupos de individuos eran más eficientes durante el día y las tasas de transpiración, pues de ahí depende sus requerimientos de agua; también se midió la fluorescencia de la clorofila, un indicador clave del estrés de la planta.

“Con todos estos datos obtenidos cada mes se hizo un escáner completo de cada planta; luego se realizó un análisis estadístico de conglomerados, mediante el cual identificamos por grupos cuáles podían ser usadas como material parental en el proceso de mejoramiento”, agrega la estudiante Loaiza.

Las semillas obtenidas de este proceso se podrán usar en futuros programas de mejoramiento.

Hongo protegería la papaya de la araña roja

Un hongo entomopatógeno (Isaria fumosorosea), que produce enfermedades letales en arácnidos, sería la mejor alternativa contra el ácaro Tetranychus urticae, plaga conocida como araña roja que reduce hasta en 50 % del rendimiento del cultivo si no se controla oportunamente.

El investigador evaluó tres extractos de origen vegetal, un aceite agrícola y el hongo mencionado, por medio de ensayos controlados en el Laboratorio de Acarología de la UNAL Sede Palmira y un yo en Roldanillo (Valle del Cauca), directamente con la papaya sembrada en el lugar.

La papaya ocupa el tercer lugar en demanda por los consumidores a nivel mundial. Se estima, según cifras de 2017 de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), que existen aproximadamente 440.629 hectáreas sembradas en todo el planeta, 6.200 de las cuales están en Colombia .

Pruebas en laboratorio

En la investigación se utilizaron tres extractos de origen vegetal (ajo-ají, Sophora 1, Sopohora 2), un aceite agrícola (complejo mineral de ácidos grasos) y un hongo entomopatógeno (Isaria fumosorosea), causante de enfermedades en diversos insectos y ácaros.

El objetivo fue evaluar, en condiciones de laboratorio, cuál sería el porcentaje de eclosión de los huevos, el número de huevos colocados y el porcentaje de mortalidad en adultos de la araña roja.

Los efectos de dichos productos se compararon con los de los tres plaguicidas más utilizados en el Valle del Cauca en el cultivo de papaya (abamectina, spiromesifen, fenazaquin), lo que dio 9 tratamientos con 30 repeticiones, incluyendo un tratamiento testigo en el que se utilizó solo agua.

Entre los resultados más significativos se destaca que el tratamiento en el que se aplicó el hongo se presentó la mortalidad más alta de los huevos y adultos de la araña roja –85 y 81 % respectivamente– incluso por encima de los tratamientos con pesticidas. Esta misma tendencia se mantuvo frente a la eclosión y el número de huevos del ácaro. 

Efectos en el cultivo 

Para complementar la información obtenida y validar los resultados se diseñó un experimento en Roldanillo, para lo cual se evaluaron seis tratamientos aplicados al cultivo: un extracto de origen vegetal (ajo-ají), un complejo mineral de ácidos grasos, el hongo entomopatógeno, los agentes químicos (abamectina, spiromesifen, fenazaquin), un testigo control sin la aplicación de ningún compuesto, y un testigo agricultor (cultivo de papaya comercial en óptimas condiciones).

Los criterios de evaluación fueron la reducción de la población del ácaro, el número de hojas/planta, el diámetro del tallo, el número de flores/planta, el número de frutos/planta y el rendimiento del cultivo de papaya.

“En el tratamiento con el hongo entomopatógeno (I. fumosorosea) se encontró la menor población acumulada de araña roja (12.060 individuos) y no presentó diferencias significativas con el testigo agricultor y con el tratamiento químico”, concluyó el investigador Herrera.

En términos de rendimiento, el tratamiento con el hongo no presentó diferencias significativas con el testigo agricultor, mientras que en el tratamiento testigo control (sin ninguna aplicación), el rendimiento se redujo en cerca de un 33 %.

En el Valle del Cauca, la papaya alcanza una siembra de 700 hectáreas, posicionándose en sexto lugar como región productora de esta fruta tropical, teniendo en cuenta que en 2017 Colombia produjo 180.000 toneladas, con un rendimiento de 29 toneladas/hectárea.

Para incrementar esta producción, el investigador recomienda incorporar la alternativa del hongo entomopatógeno como agente de control en un sistema de manejo integrado.

Fuente Universidad Nacional de Colombia - Palmira 

Ácaro reduciría hasta en 50 % rendimiento de la papaya

Papaya
La época crítica del ataque de la especie Tetranychus urticae en el cultivo va desde mitad de la etapa de floración hasta el llenado de fruto, ocasionando la drástica reducción del rendimiento del cultivo si no se maneja oportunamente.

Tetranychus urticae es una de las especies que más problemas ocasiona a la agricultura en el mundo.

Así lo estableció Yuri Mercedes Mena Pérez al evaluar el ataque del ácaro durante el desarrollo fenológico del cultivo de papaya en el municipio de Roldanillo (Valle del Cauca - Colombia )), como parte de su tesis del Doctorado en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, dirigida por la docente Nora Cristina Mesa Cobo.

“Aunque los daños de este ácaro y su afectación a los cultivos de papaya en el Valle del Cauca se han registrado desde hace mucho tiempo, no se han realizado suficientes estudios que demuestran el impacto de su ataque sobre la producción”, apuntó la investigadora Mena. 

Tampoco existen registros sobre la etapa fenológica del cultivo que más se afecta o si hay otras especies de ácaros fitófagos (que se alimentan de papaya) y depredadores que regulen los que son plaga.

Del mismo modo, con el fin de aportar conocimientos para el manejo de este ácaro fitófago, considerado como una plaga de alto impacto en el Valle del Cauca por ser causante de defoliación (caída prematura de las hojas de los árboles y plantas), se realizaron visitas en diferentes departamentos productores de Colombia para colectar hojas en cultivos comerciales y no comerciales.

A partir de la colección se identificaron diferentes especies de ácaros, entre los cuales las familias Tetranychidae (fitófagos) y Phytoseiidae (depredadores) presentaron la mayor diversidad y abundancia.

Producción de papaya en Colombia

Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), en 2010 se registró una producción de más de 11 millones de toneladas, siendo los países más productores: 

India, Brasil, Indonesia, Nigeria, México, Etiopía, Colombia, Tailandia y Guatemala.

En la Encuesta Nacional Agropecuaria del Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE), en 2015 nuestro país produjo 105.459 toneladas de papaya, con rendimiento promedio de 29,7 ton/ha al año.

 Córdoba fue el principal productor, seguido de Valle del Cauca, Meta y Nariño.

En el caso del Valle, la investigadora encontró que el ácaro Tetranychus urticae estaba generando problemas, especialmente en la zona del municipio de Roldanillo.

 Normalmente los agricultores usan plaguicidas de síntesis química para el control, pero estos tienen repercusiones desfavorables en el cultivo: aumento en costos de producción, residuos tóxicos y calidad inferior del fruto.

En ese contexto, se realizaron experimentos en condiciones de campo con el cultivo de papaya (híbrido Tainung-1) en tratamientos que consistieron en la evaluación de diferentes etapas fenológicas con infestación del ácaro Tetranychus urticae.

Los resultados mostraron que “las poblaciones de Tetranychus urticae presentan un crecimiento exponencial desde mitad de la etapa de floración hasta el llenado de fruto, época considerada como crítica del ataque, explicó la investigadora.

Alternativas de manejo

Por último, la investigadora realizó la evaluación de depredadores (como los ácaros Phytoseiulus persimilis y Neoseiulus californicus, y el insecto Chrysoperla carnea) para combatir al ácaro Tetranychus urticae, es decir, establecer un control biológico sin la incorporación de plaguicidas.

Sin embargo los diferentes tratamientos no demostraron que los depredadores liberados ejercieran un control de las poblaciones de T. urticae: “posiblemente factores abióticos o bióticos no permitieron que se establecieran en el cultivo de papaya en las condiciones de prueba utilizadas, por lo cual se requieren de experimentos de verificación en los que se puedan mejorar las condiciones metodológicas”, dijo la investigadora Mena.

En esa medida, la tesis doctoral permitió desarrollar el trabajo de maestría “Evaluación de productos alternativos para el manejo de Tetranychus urticae”, de Ángel Mauricio Palacios, estudiante de la UNAL Sede Palmira, con el fin de seguir en la búsqueda de alternativas para proteger este cultivo.

Fuente : Universidad Nacional de Colombia - sede Palmira .