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El desafío de una Producción Sustentable de Frutos de Maqui (Aristotelia chilensis) avances en la investigación y domesticación Hermine Vogel Universidad de Talca
Maqui • Familia Elaeocarpaceae • Especie dióica • Árbol /arbusto siempreverde1 o inviernoverde2 • Planta pionera, formando “macales” • Parte de matorrales esclerófilos y bosques caducifolios de Nothofagus3,4 • Floración: primavera, fructificación: verano Rodríguez (2005) 1
2
Seminario “Recursos Genéticos Para la Alimentación y Agricultura del Futuro en el Contexto de Cambio Climático”
Distribución
Maqui
• Centro y sur de Chile (30-46°S) • Zonas cordilleranas adyacentes de Argentina, bosques andinos en la Patagonia • Costa, valle central, precordillera hasta 2.500 m • Archipiélago Juan Fernández
• Planta sagrada del pueblo Mapuche • “símbolo de benévola y pacífica intención”5
5 Wilhelm
Etnobotánica – Alimento – Planta medicinal (Diego de Rosales y Alonso de Ovalle, siglo XVI) – Ingrediente para los helados
Exportaciones de frutos de maqui (> 400 t a Europa, fines XIX 7) Consumo del fruto silvestre fresco centro y sur de Chile Chicha (“tecu”) mediante fermentación de los frutos Medicina tradicional5,8,9,10: hojas y bayas deshidratadas para – – – – –
diarrea o disentería afecciones de la garganta tumores intestinales febrífugo tratamiento de las heridas
de Mösbach
Estudios sobre la salud humana
• Benjamín Vicuña Mackenna 1877 6
• • • •
Damascos y Prado (2001) 3 Gajardo (1994) 4 Amigo et al. (2000)
• • • • • •
Capacidad antioxidante de su fruto11,12 Efectos anti-inflamatorios13 Anti-diabéticos14,15 Antimicrobianos16,17 Miranda-Rottmann et al., 2002 Araya et al., 2006 Actividades gastroprotectoras Céspedes et al., 2010a Rojo et al., 2012 Efectos cardioprotectoras18,19 Fuentes et al., 2013 11
12
13
14
15
16
17 5 Wilhelm 6
de Mösbach Hoffmann et al. 1992 7 Brauch et al., 2016 8, Muñoz et al., 1981 9, Montes et al., 1987 10 Silva et al., 1995
Avello et al., 2009 Mølgaard et al., 2011 et al., 2008 y 2010b
18,19 Céspedes
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Conservación • Colección de genotipos destacados – Universidad de Talca – Universidad Austral de Chile – Jardín Particular Franz Baehr
AMENAZA PARA LA CONSERVACIÓN: Alta demanda por frutos de Maqui (Aristotelia chilensis)
• Semillas en bancos de germoplasma: - Universidad de Chile - INIA
Especie nativa de Chile Recolección Silvestre
Exportaciones de maqui ene-sep15 • US$ 4,4 mio
Destinos
(168% incremento de 2014)
• 188.758 kg (63% incremento de 2014)
– – – – – –
Congelado Polvo Jugo Conserva Deshidratado Preparaciones alimenticias
Japón Corea del Sur Italia EEUU Alemania Australia Dinamarca
Recolección sostenible
Cultivos comerciales
• Evitar que la recolección merme producción futura • Capacitar a recolectores para evitar daños estructurales de las plantas • Ética profesional y empresarial • Certificación debe basarse en estudios científicos
• Domesticación • Selección de genotipos aptos para el cultivo • Estándar de calidad • Rendimiento frutos • Desarrollo de técnicas de manejo • Volumen de producción acorde a demanda
otros
Datos INFOR; C. Carbonell (ODEPA) en: La Segunda Online 20 noviembre de 2015
Erosión genética en recolección silvestre
Producción sostenible de maqui
→ Producto con alta variabilidad → Producto poco variable → Puede afecta la variabilidad → NO afecta la variabilidad genética natural genética natural
La Industria Procesadora requiere… • Materia prima de alta calidad – Homogeneidad – Composición – Concentración
Material genético seleccionado Técnicas de producción optimizadas y estandarizadas
• Disponibilidad – Producción sostenible
Producción de la cantidad demandada Disponibilidad a largo plazo Evitar sobre-explotación para conservar el material genético
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Domesticación: tomar una planta silvestre en cultivo • Recoger material de propagación del material genético más apropiado y mejorar genéticamente la población • Encontrar la mejor forma de propagación
Selección de material genético de maqui apto para el cultivo comercial Pre-proyecto (2007 a 2011) Universidad de Talca – Fundación Chile
• Encontrar las condiciones óptimas de cultivo (suelo, clima, sombra, régimen de riego) • Encontrar medios para proteger las plantas contra plagas y enfermedades • Encontrar medios para eliminar las malas hierbas • Elegir la época de recolección más apropiada • Examinar las posibilidades de mecanización • Elegir el mejor sistema para almacenar la cosecha Directrices sobre conservación de plantas medicinales OMS UICN WWF
Proyecto FONDEF*
Propagación
Diciembre 2011- dic. 2014 Ensayos de manejo
2012
Establecimiento de clones en 5 lugares
Curicó
Osorno
Poda
Riego
Fertilización Polinización
Chillán
2013
Panguipulli
Talca
Muestreo de 9 – 10 macales silvestres
2014
Evaluación de producción frutal 3ª temporada en 5 lugares
Evaluación ensayos de riego, poda, fertilización y polinización
Análisis químicos de frutos Selección de plantas madres destacadas
“Screening de material genético y desarrollo de clones y técnicas de manejo de maqui (Aristotelia chilensis) para mejorar la oferta de materia prima exportable y agroindustrial”, código D10I1252. Ejecutores: Universidad de Talca y Fundación Chile; empresas asociadas: Surfrut, Agrícola Ana María, Domingo Echegaray, AgroQueñi, Hortifrut, Bayas del Sur
Encontrar las condiciones óptimas de cultivo SUELO
Proyecto FONDEF “Efecto de factores determinantes en la micropropagación de clones seleccionados de maqui (Aristotelia chilensis) para el desarrollo de un protocolo eficiente de multiplicación in vitro” código ID14I10108
Encontrar las condiciones óptimas de cultivo CLIMA
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Encontrar las condiciones óptimas de cultivo
Encontrar las condiciones óptimas de cultivo
LUZ - SOMBRA
Encontrar las condiciones óptimas de cultivo Maqui (Aristotelia chilensis): Caracterización morfo-fenológica para diseñar técnicas de cultivo de alto rendimiento
Encontrar medios para proteger las plantas contra plagas y enfermedades • Prevención • Identificar organismos fitopatógenos • Aplicar medidas de control de acuerdo a indicaciones de fitopatólogos
H. Vogel, P. Peñailillo, U. Doll, G. Contreras, G. Catenacci, B. González (2014) Maqui (Aristotelia chilensis): Morpho-phenological characterization to design high-yielding cultivation techniques. JARMAP 1(4): 123-133
Elegir la época de recolección más apropiada
rojo
morado
pinta
verde
rojo
DPPH
morado
pinta
verde
Flavonoides
Examinar las posibilidades de mecanización
Wolfram E, González López B, Hostettler L, Meier B, Vogel H (2013) HPTLC method for phytochemical and radicalscavenging profiles of Chilean "Maqui" berries (Aristotelia chilensis) at different ripening stages from cultivated accessions. Planta Medica 79 - PK44. DOI: 10.1055/s-0033-1352304
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Elegir el mejor sistema para almacenar la cosecha
Polyphenol, anthocyanin and antioxidant content in different parts of maqui fruits (Aristotelia chilensis) during ripening and conservation treatments after harvest
35 35 30
30
25
25
20
Sólidos Solubles (°Brix) Polifenoles (%)
15
Antocianinas (%)
Sol
20
Sombra
15
Refrigerado
10
Congelado
5
10
0
5
Sólidos Solubles
0 0h
4h
8h
24 h
2d
3d
4d
El desafío de producir materia prima a partir de plantas silvestres Estudios científicos Inversión a largo plazo
Producción sostenible Recolección silvestre sostenible
Mantener tradiciones
Domesticación
Polifenoles
Antocianinas
B. González, H. Vogel, I. Razmilic, E. Wolfram (2015) Polyphenol, anthocyanin content and antioxidant capacity in different parts of maqui fruits (Aristotelia chilensis) during ripening and conservation treatments after harvest. Industrial Crops and Products 76 (2015) 158–165
Proyectos FONDEF D10I1252 e ID14I1018 UTalca y Fundación Chile Asistentes de Co-investigadores: Empresas: investigación: Ursula Doll Surfrut Benita González Iván Razmilic Agrícola Ana María Giordano Catenacci Patricio Peñailillo AgroQueñi Valeria Muñoz Domingo Echegaray César Acevedo Paola Salgado Eduardo Fuentes Hortifrut Chile Mauricio Lolas
Involucrar población local Desarrollo de una industria local
REFERENCIAS (BIBLOGRAFIA) Amigo, J., J. San Martín, L. García. 2000. Estudio fitosociológico de los bosques de Nothofagus glauca (Phil.) Krasser del Centro-Sur de Chile. Phytocoenologia 30(2), 193-221. Araya H., C. Clavijo, C. Herrera. 2006. Capacidad antioxidante de frutas y verduras cultivadas en Chile. Archivos Latinoamericanos de Nutrición 56(4), 361-364. Avello, M., R. Valdivia, R. Sanzana, M. Mondaca, S. Mennickent, V. Aeschlimann, M. Bittner, J. Becerra. 2009. Extractos antioxidantes y antimicrobianos de Aristotelia chilensis y Ugni molinae y sus aplicaciones como preservantes en productos cosméticos. BLACPMA 8(6), 479-486. Brauch, J., Buchweitz, M., Schweiggert, R.M., Carle R. 2016. Detailed analyses of fresh and dried maqui (Aristotelia chilensis (Mol.) Stuntz) berries and juice. Food Chemistry 190, 308–316 Céspedes, C., M. El-Hafidi, N. Pavon, J. Alarcon. 2008. Antioxidant and cardioprotective activities of phenolic extracts from fruits of Chilean blackberry Aristotelia chilensis (Elaeocarpaceae), Maqui. Food Chemistry 107, 820-829. Céspedes, C., Alarcón, J., Avila, J., Nieto, A. 2010a. Anti-inflammatory activity of Aristotelia chilensis Mol. (Stuntz) (Elaeocarpaceae). Boletín Latinoamericano y del Caribe de Plantas Medicinales y Aromáticas, 9 (2), 127 – 135. Céspedes, C., Alarcón, J., Avila J.G. , El-Hafidi, M. 2010b. Anti-inflammatory, Antioedema and Gastroprotective Activities of Aristotelia chilensis Extracts, Part 2. BLACPMA 9(6), 432-439. Damascos M. y C.H. Prado (2001) Leaf phenology and its associated traits in the wintergreen species Aristotelia chilensis (Mol.) Stuntz (Elaeocarpaceae). Revista Chilena de Historia Natural 74: 805-815 Donoso, C. 1992. Ecología forestal. El bosque y su medio ambiente. Editorial Universitaria, Santiago de Chile. 369 pp. Escribano-Bailón, M.T., C. Alcalde-Eon, O. Muñoz, J. Rivas-Gonzalo, C. Santos-Buelga. 2006. Anthocyanins in berries of maqui (Aristotelia chilensis Mol. Stuntz). Revista de Agroquímica y Tecnología de los Alimentos 24, 538-550. Fuentes, O., M. Fuentes, S. Badilla, F. Troncoso. 2013. Maqui (Aristotelia chilensis) and rutin (quercetin-3-O-rutinoside) protects against functional impairment of the endothelium-dependent vasorelaxation caused by a reduction of nitric oxide availability in diabetes. BLACPMA 12(3), 220-229. Gajardo, R. 1994. La vegetación natural de Chile. Editorial Universitaria, Santiago de Chile, 165 pp. González, B., Vogel, H., Razmilic, I., Wolfram, E. 2015. Polyphenol, anthocyanin and antioxidant content in different parts of maqui fruits (Aristotelia chilensis) during ripening and conservation treatments after harvest. Industrial Crops and Products 76, 158-165. Hoffmann, A., C. Farga, J. Lastra, E. Veghazi. 1992. Plantas medicinales de uso común en Chile. Ed. Fundación Claudio Gay, Santiago de Chile, p. 130-133. Salazar, E. y P. 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Museo Chileno de Arte Precolombino, Fundación Andes, Editorial Andrés Bello, Santiago de Chile, p. 91. Muñoz, M., E. Barrera, I. Meza. 1981. El uso medicinal y alimenticio de plantas nativas y naturalizadas en Chile. Museo Nacional de Historia Natural. Publicación Ocasional 33, p. 37. OMS, UICN, WWF. 1993. Directrices sobre conservación de plantas medicinales. UICN, Gland, Suiza, p. 26. Olate, V. 2008. Estudio químico y actividad antioxidante de los antocianos presentes en los frutos de maqui. Tesis Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de Talca, Chile. Rodríguez, R. 2005: Elaeocarpaceae Juss ex DC. In: “Flora de Chile Vol. 2(3) Plumbaginaceae-Malvaceae”, Ed. C. Marticorena y R. Rodríguez, Universidad de Concepción, Chile. P. 15-16. Rojo L.E., Ribnicky, D., Logendra, S., Poulev, A., Rojas-Silva, P., Kuhn, P., Dorn, R., Grace, M., Lila, M., Raskin, I. 2012. In vitro and in vivo anti-diabetic effects of anthocyanins from Maqui Berry (Aristotelia chilensis). 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Journal of Applied Reseach on Medicinal and Aromatic Plants 1: 123-133. http://www.theplantlist.org/tpl/record/kew-2652039 (revisado 31.03.2015)
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