Abstract The objective of this research was to evaluate the influence of the enzymatic process on the physicochemical stability of a colloidal system based on cape gooseberry pulp, skin, and seeds (CSCG). The pulp, seed, and skin mixture were homogenized by shearing in a rotor-stator system at 10,000 rpm. A completely randomized factorial design was used, considering the independent variables: Viscozyme® L enzyme concentration [Enzyme] (50, 125, and 200 ppm) and hydrolysis time (HT) (0, 30, 60, 90, and 120 minutes), and the dependent variables: viscosity (µ), zeta potential (ζ), particle size (percentiles D10, D50, and D90), spectral absorption index (R). Both independent variables had a significant impact on the process. [Enzyme] affected mainly μ, D50, D90, and R and HT affected μ and D10. The optimization of the formulation was performed under the criterion of obtaining a CSCG with higher physicochemical stability. The optimization showed desirability of 74.2% with [Enzyme] at 78.5 ppm and HT of 120 minutes. The dependent variables obtained experimentally were: µ = 371.3 ± 242 cP, ζ = -21.8 ± 0.3 mV, D10 = 3.5 ± 0.3 µm, D50 = 135 ± 3.6 µm, D90 = 565.7 ± 25.5 µm, and R = 0.655 ± 0.007. The integration of homogenization processes and enzymatic treatments contributed to obtaining a physicochemical stable colloidal system based on cape gooseberry pulp, skin, and seeds.

Resumen Se comparó la composición química y la actividad antioxidante del aceite esencial de manzanilla (Matricaria chamomilla L.) obtenido mediante extracción con fluidos supercríticos (supercritical fluid extraction, SFE) y otras técnicas de extracción verdes (arrastre con vapor, AV; hidrodestilación, HD; destilación por arrastre con vapor y extracción simultánea con solvente orgánico, DES, y maceración, MC). Se optimizó el proceso de extracción evaluando el efecto de la temperatura (T) (35-65 °C) y la presión (P) (90-210 bar) en el rendimiento de la extracción (% p/p) y se determinó que una temperatura de 65 °C y una presión de 210 bar eran las mejores condiciones de extracción (0,87 % p/p). La composición química se analizó por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS) y se establecieron los constituyentes con base en sus patrones de fragmentación y el índice de retención de Kovats. La actividad antioxidante se evaluó mediante el método ABTS. Los componentes principales fueron enindicicloeter, P-farneseno y óxido de bisabolol A. Los resultados de los análisis de GC-MS indicaron que la composición y concentración del aceite esencial cambiaron al emplear diferentes métodos de extracción, por ejemplo, en los aceites extraídos por MC el componente mayoritario fue el enindicicloeter, en tanto que en los extraídos por HD fue el β-farneseno y con DES fue el óxido de bisabolol A. El aceite obtenido por AV (27,56 μmol de trolox/ml de aceite) presentó una mayor actividad antioxidante en comparación con los otros métodos de extracción, incluso comparado con el SFE (15,25 μmol de trolox/ml de aceite).

Abstract The chemical composition and antioxidant activity of the chamomile essential oil (Matricaria chamomilla L.) obtained by supercritical fluids extraction (SFE) and other green techniques (steam stripping, AV; hydrodistillation, HD; steam-dragging distillation with simultaneous steam-extraction using an organic solvent, DES, and maceration (MC). We optimized the extraction process with supercritical fluids by checking the effect of temperature (35-65°C) and pressure (90-210 bar) on the extraction yield (% w/w) and we determined that the best extraction conditions (0.87% w / w) were at 65°C and 210 bar. We analyzed the chemical composition by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and identified the constituents based on their fragmentation patterns and Kovat's index. We evaluated the antioxidant activity using the ABTS method. The main components were en-yn-dicycloeter, β-farnesene, and bisabolol oxide A. The results of the GC-MS analyses indicate that when using different extraction methods the composition and concentration of the essential oil changes, for example, the oils extracted by MC had en-yn-dicycloeter is their main component while for those extracted by HD it was β-farnesene, and by DES ii was bisabolol oxide A. The oil obtained by AV (27.56 μmol trolox/ml of oil) had a higher antioxidant activity compared to the other extraction methods, even when compared with SFE (15.25 μmol trolox/ml of oil).

Resumen En el municipio de Ipiales, departamento de Nariño, se concentra la mayor área cultivada con arveja (Pisum sativum) de Colombia, con cerca de 3.070 ha, en donde se ha identificado un alto uso de plaguicidas asociado al establecimiento del modelo productivo. Por tanto, el objetivo de este estudio es evaluar el riesgo de impacto ambiental que genera la aplicación de los principales fungicidas, insecticidas, herbicidas y bactericidas. Para ello, se consideraron tres grupos de campesinos, previamente identificados como C1, C2 y C3 con una muestra de diez fincas por grupo. En una parcela de cada finca se determinó la materia orgánica, pH, textura, densidad aparente, distancia a fuentes hídricas y se caracterizaron los plaguicidas usados en dos ciclos de cultivo de arveja. La información recolectada fue ingresada al sistema de soporte IIRAmb para estimar el indicador I-PHY, el cual determinó el impacto ambiental de los plaguicidas. Los resultados sugieren la presencia de 44 ingredientes activos, con un uso promedio finca de 25,1 kg/ha/año; el indicador I-PHY global presentó diferencias estadísticas significativas entre C1 (4,04) respecto a C2 (5,06) y C3 (5,28), estos últimos grupos, mostraron el mayor riesgo ambiental principalmente por el tipo de moléculas usadas y las condiciones en las cuales se desarrolló el cultivo. A partir de estos resultados se genera una herramienta de monitoreo y evaluación, con el fin de mejorar las intervenciones en el sistema para incrementar el nivel de sustentabilidad.

Abstract The Municipality of Ipiales (Department of Nariño, Colombia) concentrates the largest area cultivated with pea (Pisum sativum L.) in the country, nearly 3.070 ha, where an extensive use of pesticides has been associated with the implementation of a production-based model. Therefore, the objective of this study is to evaluate the environmental impact of the application of the most common fungicides, insecticides, herbicides, and bactericides. For that purpose, 30 farms were divided into three groups of ten farms each: C1, C2, and C3. The organic matter, pH, texture, apparent density, and distance to water sources of the plot of each farm were determined, and the pesticides used in the two cultivation cycles of pea were characterized. The collected information was entered into a support system, IIRAmb, in order to estimate the indicator, I-PHY, which determined the environmental impact of the pesticides. The results suggest the presence of 44 active ingredients, with an average use per farm of 25.1 kg/ha/year. The global I-PHY indicator presented significant statistical differences between C1 (4.04), C2 (5.06), and C3 (5.28). The last two groups showed the highest environmental risk, especially because the type of molecules they used and the conditions under which the crops developed. These results can be used to create a monitoring and evaluation tool in order to improve the adjustments to the system and increase its sustainability.

Resumen Las variedades nativas presentan la oportunidad para recuperar la biodiversidad y contribuir a la seguridad alimentaria en algunas regiones de bajo desarrollo, sin embargo no han sido estudiadas lo suficiente. Se someten a diferentes temperaturas de almacenamiento las variedades de papa nativa Curiquinga y Ratona Morada cultivadas en el departamento de Nariño para observar el comportamiento de características como humedad, pérdida de peso, contenido de glucosa y ácido ascórbico. La variedad Ratona Morada conserva mejor sus características en refrigeración, deteriorándose más rápido en incubación, la Curiquinga en cambio presenta mayor deterioro en refrigeración que en temperatura ambiente e incubación. Se recomienda profundizar los estudios de almacenamiento pos cosecha en variedades nativas para enlazar la producción con el procesamiento que permita generar cadenas agroindustriales de valor agregado, conservar estos recursos genéticos y brindar alternativas a pequeños productores.

Abstract Native varieties present the opportunity to recover biodiversity and contribute to food security in regions of low development. These varieties, however, have not been studied sufficiently. The varieties of native Curiquinga and Ratona Morada potatoes cultivated in the department of Nariño are subjected to different storage temperatures to observe the behavior of characteristics such as moisture, weight loss, glucose content and ascorbic acid. The Ratona Morada variety better conserved its characteristics in refrigeration, deteriorating faster in incubation, while the Curiquinga presented greater deterioration in refrigeration than in room temperature and incubation. Further studies of post-harvest storage in native varieties is recommended in order to link production with processing that generates additional value to agroindustrial chains, conserve these genetic resources, and provide alternatives for small producers.

RESUMEN La cáscara de papa es un residuo originado por su procesamiento agroindustrial, que genera un gran impacto ambiental debido a su inadecuado manejo o eliminación. No obstante, la cáscara de papa es una buena fuente de ingredientes funcionales como los glicoalcaloides (GA). Este estudio investigó la extracción de dos GA (α-solanina y α-chaconina) de cáscara de papa nativa (Solanum phureja) variedad ratona morada del departamento de Nariño-Colombia, utilizando la tecnología de extracción con líquidos presurizados (ELP), mediante un diseño experimental central compuesto, con el fin de determinar el efecto de la presión (P) y la temperatura (T), sobre el rendimiento y la composición de GA. Los extractos se analizaron por cromatografía líquida HPLC. Los resultados obtenidos permitieron establecer que la temperatura ejerció un efecto significativo (p <0,05) sobre el rendimiento, α-solanina y α-chaconina. El rendimiento óptimo fue de 5,62 % p/p. Los GA, α-solanina y α-chaconina, aumentaron su concentración al disminuir la temperatura. La extracción con líquidos presu-rizados promete ser una buena alternativa al uso de solventes orgánicos para obtener compuestos bioactivos de cáscara de papa.

SUMMARY Potato peel is a waste originated by its agro-industrial processing, generating an environmental impact due to its inadequate handling or elimination. However, potato peel is a good source of functional ingredients such as glycoalkaloids (GA). This study investigated the extraction of two GA (α-solanine and α-chaconine) from native potato rind (Solanum phureja) ratona morada variety from the department of Nariño-Colombia, using the technology of extraction with pressurized liquids (PLE), through a experimental central composite design, in order to determine the effect of pressure (P) and temperature (T), on the performance and composition of GA. The extracts were analyzed by liquid chromatography HPLC. The results obtained allowed us to establish that the temperature exerted a significant effect (p <0.05) on the yield, α-solanine and α-chaconine. For the yield an optimum value of 5.62 % w/w was reached. α-solanine and α-chaconine increased their concentration as the temperature decreased. The extraction with pressurized liquids promises to be a good alternative in the use of organic solvents to obtain bioactive compounds of potato husk.

RESUMEN Rhizoctonia solani es un hongo que afecta la producción de tubérculos y vigor de las plantas de papa Solanum tuberosum L. Las consecuencias ambientales que genera su control han impulsado la búsqueda de alternativas menos contaminantes, en donde los aceites esenciales tienen gran potencial. El arbusto silvestre Lippia origanoides H.B.K. (Verbenaceae) ha sido estudiado por sus propiedades fungicidas en su extracto esencial, por ello, el objetivo de esta investigación fue evaluar la actividad biocida del aceite esencial de L. origanoides sobre R. solani en condiciones in vitro. La extracción del aceite se realizó mediante arrastre con vapor. La composición química se determinó por cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) y la actividad biocida del aceite se evaluó mediante la técnica de dilución en medio de cultivo, complementando los resultados con la técnica de bioautografía, la cual permitió identificar al timol como el compuesto mayoritario del aceite (60,7%) y responsable de la inhibición del hongo. La concentración 110 /μL mL-1 limitó el crecimiento de R. solani al afectar sus estructuras, con ello se demostró el efecto biocida del aceite esencial y el potencial agente antifúngico natural.

ABSTRACT Rhizoctonia solani is a fungus that affects the production of tubers and vigor of potato plants, Solanum tubero-sum L. The environmental consequences generated by its control have driven the search for less contaminating alternatives, and essential oils have great potential. The wild shrub Lippia origanoides H.B.K. (Verbenaceae) has been studied because of its attractive fungicidal properties in its essential extracts; therefore, the objective of this research was to evaluate the biocidal activity of L. origanoides essential oil on R. solani, in vitro. The oil extraction was carried out with steam dragging, the chemical composition was determined with Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS), and, finally, the biocidal activity of the oil was evaluated with the dilution technique in the culture medium, which was complemented with the bioautography technique, which identified thymol as the major compound of the oil (60.7%), responsible for the fungus inhibition. The concentration 110 /μL mL-1 limited the growth of R. solani by affecting the structures, thereby demonstrating the biocidal effect of this essential oil and its potential antifungal agent.

Resumen: En este trabajo se evaluó el proceso de extracción de aceite de semillas de maracuyá (Passiflora edulis Sims.) procedentes de residuos generados de su procesamiento agroindustrial. El aceite se obtuvo mediante la tecnología de extracción con fluidos supercríticos utilizando CO2 como solvente. Se evaluaron diferentes condiciones de presión y temperatura frente al rendimiento de aceite, utilizando un diseño factorial de experimentos 22 con 4 puntos centrales. Se determinaron las características fisicoquímicas para aceites tales como densidad e índices de refracción, saponificación, yodo, acidez y peróxido. Se determinó el contenido de ácidos grasos mediante cromatografía de gases y de esteroles por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. Se estudió la actividad antioxidante del aceite por el método DPPH*. Las mejores condiciones de extracción de aceite de maracuyá fueron 350 bar y 60°C, en las cuales se obtuvo un rendimiento de 15.7±0.5% en aceite. La caracterización fisicoquímica indicó que el aceite cumple con los estándares de calidad establecidos para aceites comestibles y podría tener interés en la industria cosmética. El aceite de maracuyá es rico en ácidos grasos saturados e insaturados y contiene en mayor proporción el ácido linoleico (67.0%), seguido por los ácidos oleico (16.6%) y palmítico (14.5%) y en menor proporción los ácidos esteárico, palmitoleico y linolénico. El análisis cromatográfico permitió determinar la presencia de componentes minoritarios tales como β-sitosterol, estigmasterol, campesterol, lanosterol y en mayor concentración escualeno. La actividad antioxidante se evidenció con un valor de EC50 de 433.40 g aceite/g DPPH* y una eficiencia antiradical de 2.31E-03.

Abstract: The extraction process of passion fruit seed oil (Passiflora edulis Sims.) from waste generated from agro-industrial fruit processing was evaluated. The oil was obtained by supercritical fluid extraction technology using CO2 as a solvent. Different conditions of pressure and temperature were evaluated against the oil yield using a factorial design of experiments 22 with 4 central points. The physicochemical characteristics were determined for vegetable oils such as density and refractive values, saponification, iodine, peroxide and acidity were determined. The fatty acids was measured by gas chromatography, and sterols using gas chromatography-mass spectrometry, to determine the antioxidant activity of the oil by DPPH* method. The best conditions for passion fruit oil extraction were 350 bar and 60°C, in which a yield of 15.7% oil was obtained. The physico-chemical characterization shows that the oil meets the quality standards set for edible oils. The passion fruit seed oil is rich in saturated and unsaturated fatty acids, and contains a high proportion of linoleic acid (67.0%), followed by oleic (16.6%) and palmitic acids (14.5%). To a lesser extent, stearic and linolenic acids were detected. Chromatographic analysis revealed the presence of minor components found in the oil was β-sitosterol, stigmasterol, campesterol, lanosterol and squalene. The antioxidant activity was demonstrated with an EC50 value of 433.40 g oil/g DPPH* and antiradical efficiency 2.31E-03.

The yield, composition and antioxidant activity of the extract product at different conditions of pressure and temperature were evaluated. The identification of oil components was performed using gas chromatography and the antioxidant activity was determined using the ABTS method. The highest yield obtained was 14.5% under the best working conditions: 350 bar of pressure and temperature of 60°C. The oil from R. glaucus seed contains 96% of unsaturated fatty acids, of which linoleic acid is the most abundant (61.6%) and the presence of substances such as β-sitosterol, 24-methyl-cycloartenol, α-tocopherol, γ-tocopherol, δ-tocopherol, and antioxidant trolox equivalent capacity of 604 µmol/100 g oil.

En este trabajo se estudió el efecto de los parámetros de extracción del aceite de semillas de mora (Rubus glaucus), utilizando CO2 supercrítico como solvente. Se evaluaron diferentes condiciones de presión y temperatura, que permitieron analizar el rendimiento, la composición y la actividad antioxidante del producto extraído. La identificación de los componentes del aceite se realizó a través de cromatografía de gases y la actividad antioxidante se determinó aplicando el método de ABTS. El rendimiento más alto fue 14.5%, obtenido bajo las mejores condiciones de trabajo: 350 bar de presión y 60°C de temperatura. El aceite proveniente de semillas de R. glaucus se caracteriza por contener un 96% de ácidos grasos insaturados, de los cuales el ácido linoléico es el más abundante (61.6%) y por la presencia de sustancias como β-sitosterol, 24-metil-cicloartanol, α-tocoferol, γ-tocoferol, δ-tocoferol, además de una capacidad antioxidante equivalente al trolox de 604 µmol/100 g aceite.

The extraction of soursop seed oil by supercritical carbon dioxide was performed, using pressures between 20 MPa and 35 MPa and temperatures from 313 K to 333 K, with a constant CO2 flow of 30 g.min-1 and an extraction time of 150 min. A central composite experimental design was used to study the effect of pressure (P) and temperature (T) on the yield, fatty acids profile and sterols. The fatty acids profile and sterols were analyzed by gas chromatography. The pressure had a significant effect (p<0,05) on the yield and an optimum yield of 12.9% was reached. Oleic acid is the major fatty acid, followed by palmitic and linoleic acid. Stearic, palmitoleic, linoleic and dodecanoic acids were found in smaller proportions. The presence of campesterol, stigmasterol and β-sitosterol was also found. Therefore, the solvent-free oil obtained shows potential to be used as a natural ingredient in different industries.

Se estudió la extracción de aceite de semillas de guanábana utilizando dióxido de carbono supercrítico a presiones entre 20 y 35 MPa y temperaturas entre 313 y 333 K, con un flujo de dióxido de carbono constante de 30 g.min-1 y un tiempo de extracción de 150 min. Se planteó un diseño experimental compuesto central para estudiar el efecto de la presión (P) y la temperatura (T) sobre el rendimiento, el perfil de ácidos grasos y esteroles. La composición en ácidos grasos y esteroles se analizó por cromatografía de gases. La presión tuvo un efecto significativo (p<0,05) sobre el rendimiento alcanzando un rendimiento óptimo del 12.9%. El ácido oleico es el ácido graso mayoritario, seguido del ácido palmítico y linoleico. En menor proporción se encontraron el ácido esteárico, palmitoleico, linolénico y dodecanoico. Además, se encontró la presencia de campesterol, estigmasterol y β-sitosterol. Por lo tanto, el aceite obtenido libre de solventes muestra potencial para ser usado como ingrediente natural en diferentes industrias.

Phytophthora infestans (Mont.) de Bary es el fitopatógeno más perjudicial de la papa (Solanum tuberosum) al causar la enfermedad conocida como ‘gota o tizón tardío’. El objetivo de este trabajo fue evaluar la actividad in vitro del aceite esencial obtenido de una especie de orégano silvestre (Lippia origanoides H.B.K.) sobre Phytophthora infestans. Para el efecto se evaluaron diferentes concentraciones de este aceite esencial (10, 50, 100, 150, 200, 250 µg/ml) y de un fungicida comercial usado como testigo. La actividad antifúngica se determinó con base en la evaluación del crecimiento del micelio mediante el método de dilución en agar tomate. A partir de una concentración de aceite de 150 µg/ml se inhibió completamente el crecimiento del patógeno, por lo que ésta fue considerada como la concentración letal. Este estudio demostró que el aceite esencial de orégano silvestre del Alto Patía, Colombia, es un potencial agente antifúngico que podría ser usado en sistemas de control integrado de P. infestans.

Phytophthora infestans is the most damaging agent for potato crops in the humid areas of the world, causing the disease known as ‘drop or late blight’. In vitro activity of an essential oil obtained from a wild oregano specie (Lippia origanoides) was investigated. Different concentrations of the essential oil (10, 50, 100, 150, 200, 250 µg/mL) and a commercial fungicide used as control were evaluated. The antifungal activity was determined based on the assessment of mycelial growth by the agar tomato dilution method. From a concentration of 150 µg/mL the patogen’s growth was completely inhibited, therefore it was considered the lethal concentration. This study showed that essential oil of wild oregano from Alto Patía region, Cauca Department, Colombia, could be a potential antifungal agent to use in P. infestans integrated control systems.

En este estudio se evaluó el efecto del origen (cuatro zonas), la época de recolección (lluviosa y seca) y la edad de las hojas (jóvenes y maduras) sobre el rendimiento y el contenido de timol del aceite esencial (AE) de plantas de Lippia origanoides, que crecen en estado silvestre en la región del Alto Patía al suroccidente de Colombia. Las extracciones de AE se realizaron mediante la técnica de hidro-destilación asistida por radiación de microondas (MWHD) y fueron analizadas por cromatografía de gases. Los rendimientos de AE variaron entre 2.53 y 3.28% y sólo se encontraron diferencias significativas (P < 0.05) para la zona de origen de las plantas. Para el contenido de timol se observaron diferencias relacionadas con la época de recolección, siendo mayor el contenido en las muestras recolectadas en época seca. Los compuestos principales identificados en los AE fueron timol (50.8 - 81.6%), r-cimeno (7.5 - 19.5%) y g-terpineno (2.3 - 7.4%).

The purpose of this research was to evaluate the effect of the origin (4 localities), the plant's leaves age (young and mature) and the season (rainy and dry season) on the essential oil's (EOs) yield and thymol content of Lippia origanoides growing wild in the Alto Patía region (south-west of Colombia). The extractions were performed through microwave-assisted hydrodistillation technique (MWHD) and the EOs were analyzed by gas chromatography. Yields of EOs varied between 2.5 and 3.3% and were obtained where the origin factor showed statistical differences (P< 0.05) over the yielding. Taking into account the thymol content, differences related to the season were observed. The highest thymol content in the EOs were obtained in the dry season. The major compounds identified in the EOs were thymol (50.8 - 81.6%), r-cymene (7.5 - 19.5%) and g-terpinene (2.3 - 7.4%).