16-12-2015 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 1 16-12-2015 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 2 16-12-2015 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 3 16-12-2015 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 4 16-12-2015 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. 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Mølgaard, P., Holler, J., Asar, B., Liberna, I., Bakkestrøm Rosenbæk, L., Ploug Jebjerg, C., Jørgensen, L., Lauritzen, J., Guzman, A., Adsersen, A., Toft Simonsen, H. 2011. Antimicrobial evaluation of Huilliche plant medicine used to treat wounds. Journal of Ethnopharmacology 138 (2011) 219– 227. Montes, M. y T. Wilkomirsky. 1987. Medicina Tradicional Chilena. Editorial de la Universidad de Concepción, p. 86-88. de Mösbach, E.W. 1992. Botánica Indígena de Chile. 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. 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