La producción de vino y pisco representa una de las principales actividades agrícolas en todo el mundo, esta producción se acompaña con la generación de grandes cantidades de desechos que son ricos en compuestos bioactivos (especialmente compuestos fenólicos) con capacidad antioxidante. El propósito de este trabajo es seleccionar y optimizar las condiciones de extracción de compuestos fenólicos a partir de cáscara de uva variedad Quebranta provenientes de vinificaciones empleando un método convencional (sólido líquido) y extracción asistida por ultrasonido para su posterior estudio como agente reductor en la síntesis de nanopartículas metálicas. Para ello se evalúa y selecciona los parámetros de extracción tanto para la extracción convencional (solvente etanol (0 – 80 % v/v), tiempo (5 - 300 minutos) temperatura (30 – 90 °C)) como para la extracción asistida por ultrasonido (amplitud (20 – 90 %) y tiempo de irradiación (5 – 40 minutos)), en la extracción de compuestos fenólicos totales. Para determinar las condiciones óptimas se usa la metodología de superficie de respuesta con un diseño experimental a través de Box - Behnken, donde se evalúan tres niveles de cada factor: etanol (45 -55 % v/v), tiempo (160 – 200 minutos) y temperatura (75 - 85 °C) para la extracción convencional y, para la extracción asistida por ultrasonido, amplitud (50 – 90 %), ciclo de trabajo (0.2 – 1.0 s) y tiempo (5 – 15 minutos). Para ambos métodos de extracción, el modelo obtenido es un modelo de segundo orden. Los análisis de regresión muestran que más del 91.7 % y 98.7 % de la variación es explicada por los modelos para la extracción convencional y extracción asistida por ultrasonido de dichos compuestos respectivamente. Los extractos obtenidos bajo las condiciones optimizadas se usan como agentes reductores en la síntesis de nanopartículas de oro y plata. Los extractos obtenidos mediante la extracción asistida por ultrasonido muestran mejores resultados en la síntesis de nanopartículas de plata y de oro. / Tesis

Memoria de Título para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo / Los compuestos fenólicos son metabolitos secundarios que se encuentran en algunos alimentos, tales como el vino. Están conformados por dos grandes grupos: Flavonoides y no flavonoides. Los ácidos fenólicos (AF) forman parte del grupo de compuestos fenólicos no flavonoides. Estos AF son de bajo peso molecular y se subagrupan en ácidos benzoicos y ácidos cinámicos. En el subgrupo de los ácidos benzoicos destacan los ácidos gálico (G), vainillínico (V) y protocatéquico (P) y en el subgrupo de los ácidos cinámicos destacan los ácidos ferúlico (F), p-cumárico (CU) y cafeico (CA). Otro ácido fenólico de gran interés enológico es el ácido tánico (T). Los polifenoles afectan las características organolépticas de la uva y el vino, como color, aroma y astringencia. La astringencia se ha descrito como sensación de sequedad provocada por la interacción de los polifenoles con las proteínas salivales.

El presente trabajo se centró en la síntesis y la caracterización de carbón activado modificado con cobre con el propósito de a) potenciar las propiedades del carbón como material adsorbente de compuestos fenólicos: fenol, 4-nitrofenol y 4-clorofenol, b) evidenciar la propiedad bacteriostática del carbón modificado con cobre en contacto con las cepas de Escherichia coli. Se utilizaron como precursor semillas de aguaje (Mauritia Fleuxuosa L.f.), que es un material lignocelulósico, abundante y renovable. Se estudió el efecto de la funcionalización ácida del carbón activado variando la concentración del ácido, temperatura y tiempo de contacto, y analizando su efecto en el cobre incorporado en la superficie del carbón. Los resultados mostraron una disminución en la capacidad de adsorción del carbón funcionalizado y modificado con cobre. Se realizó el estudio de la capacidad adsortiva del carbón impregnado con Cu sin la funcionalización ácida considerando los siguientes aspectos: a) La influencia de la cantidad de Cu incorporado, pH de la solución y temperatura de reducción. Los resultados mostraron un aumento en la capacidad de adsorción del 4-nitrofenol, una reducción con el fenol y ninguna variación con el 4-clorofenol. b) La quimisorción de los compuestos fenólicos en presencia de oxígeno molecular (O2). Se obtuvo como resultado un incremento en la capacidad de adsorción del fenol y una reducción del 4-clorofenol y 4-nitrofenol. c) La evaluación de la propiedad bacteriostática del carbón modificado con cobre mostró la inactivación de las cepas de Escherichia coli puestas en contacto. d) El estudio cinético y en condiciones de equilibrio para evaluar el efecto del tiempo de equilibrio, pH de la solución, relación masa de carbón/volumen de solución y temperatura de adsorción. Los resultados experimentales se correlacionaron con losmodelos cinéticos y de isotermas. Como resultado final se determinó el proceso de adsorción de los compuestos fenólicos estudiados. / The present work focused on the synthesis and characterization of activated carbon modified with copper with the purpose of a) enhancing the properties of the coal as adsorbent material of phenolic compounds: phenol, 4-nitrophenol and 4-chlorophenol, b) evidencing the bacteriostatic property of copper-modified carbon in contact with strains of Escherichia coli. It was used as precursor seeds of aguaje (Mauritia Fleuxuosa L.f.) that is an abundant and renewable lignocellulosic material. The effect of acid functionalization of activated carbon was studied by varying the acid concentration, temperature and contact time, and analyzing its effect on the copper incorporated in the surface of the coal. The results showed a decrease in the adsorption capacity of the functionalized carbon and modified with copper. The study of the adsorptive capacity of the coal impregnated with Cu without acid functionalization was carried out considering: a) The influence of the amount of Cu incorporated, solution pH and reduction temperature. The results showed an increase in the adsorption capacity of 4-nitrophenol, a reduction with phenol and no variation with 4-chlorophenol. b) The chemisorption of the phenolic compounds in the presence of molecular oxygen (O2), resulting in an increase in the adsorption capacity of the phenol and a reduction with respect to 4-chlorophenol and 4-nitrophenol. c) Evaluation of the bacteriostatic property of copper-modified carbon which showed the inactivation of strains of Escherichia coli brought into contact. d) The kinetic study and under equilibrium conditions to evaluate the effect of equilibrium time, solution pH, mass ratio of carbon / volume of solution and adsorption temperature. The experimental results were correlated with kinetic and isothermal models. As a final result the adsorption process of the studied phenolic compounds was determined / Tesis

La uva (Vitis vinífera) es uno de los cultivos de gran importancia y mayor envergadura a nivel mundial para la industria vitivinícola. Su uso en la elaboración del vino y productos derivados en el Perú es una actividad a gran escala y como consecuencia surgen los subproductos, como la semilla, con altos contenidos de compuestos fenólicos y aceite. En el presente trabajo se determina el perfil y contenido de compuestos fenólicos, mediante las técnicas UHPLC-ESI-MS/MS y UV-Vis; el contenido de aceite, mediante técnicas de extracción tradicional y CO2 supercrítico; la composición de ácidos grasos mediante GC y, la evaluación del efecto gastroprotector in vivo del extracto de semillas de uva, que evidencia que conserva alto contenido de compuestos bioactivos, los cuales son responsables de diferentes actividades farmacológicas, que pueden ser aprovechados de mejor manera y así darle un valor agregado. Entre los resultados se observa un alto contenido de aceite (extraído con soxhlet) en semillas de uva con un valor máximo de 14 % con Soxhlet y un valor máximo de 25 % de ácidos grasos, compuesto principalmente de ácido linoleico (71 %). De la misma forma se identifican 27 compuestos fenólicos, donde los flavan-3-oles y procianidinas son los componentes mayoritarios, el alto contenido de fenólicos se corrobora con el método de Folin Ciocalteu, que alcanza un valor de 40,3 mg de ácido galico por g de semilla. Finalmente, los extractos alcohólicos de semillas de uva presentan efecto gastroprotector frente a la úlcera gástrica inducida por Naproxeno, el análisis estadístico sugiere que el tratamiento Ext. MeOH a una dosis de 600 mg/kg, posee un mayor efecto de entre todos los tratamientos aplicados, con un valor de inhibición de 80 % comparable con la Ranitidina. Estos resultados demuestran que la semilla, residuo de la industria vitinícola, es fuente importante de compuestos bioactivos, moléculas con importantes aplicaciones. / Tesis

La dieta desempeña un papel importante en la prevención de enfermedades (cáncer, enfermedad cardiovascular). El objetivo de la presente investigación fue evaluar la eficacia de un producto rico en compuestos fenólicos antioxidantes, elaborado a partir frutas rojas (uva, cereza y bayas), mediante la realización de estudios in vitro empleando cultivos celulares y estudios de intervención en humanos. El producto mostró claros efectos protectores en los ensayos en cultivos celulares, previniendo el daño oxidativo a lípidos y ADN. Por el contrario, estos efectos no se observaron de forma tan clara en los estudios de intervención en humanos. Así, en un primer estudio en un grupo de ancianos no se observaron cambios en el estado antioxidante tras 2 semanas de intervención. En un segundo estudio en un grupo de individuos jóvenes se observó una mejora del estado antioxidante de los individuos, principalmente mediante la disminución de la oxidación lipídica del suero sanguíneo. / Diet plays a key role in the protection against oxidative stress-related diseases (cancer, cardiovascular disease). The objective of the present research was to evaluate the antioxidant effectiveness of an antioxidant-rich product, made from pigmented fruits (grapes, cherries and berries). For that, cell culture assays and human intervention studies were carried out. In the cell culture assays, the product effectively protected cellular lipids and DNA from oxidative damage. Nevertheless, this protective effect was not clearly observed in vivo. In a first study in elderly subjects, a 2-week supplementation period had no effect on the antioxidant status. A second intervention study in a group of younger subjects achieved a weak improvement in the antioxidant status, which was revealed by a decrease in serum lipid peroxidation.

Se ha estudiado la influencia del grado de maduración de la uva y de las técnicas de elaboración en el color de vinos de Monastrell, con objeto de establecer una base sólida para obtener vinos de alta calidad: crianza, reserva y gran reserva. Para ello, se ha realizado un control de la uva desde el envero hasta sobremaduración, así como de vinificaciones con uva de diferente grado de madurez; con aplicación de dos enzimas comerciales (Lallzyme y Rapidase Excolor); dos taninos enológicos (Gallotanin B, tanino hidrolizable y Galotanin R, tanino condensado); tres levaduras comerciales (Fermirouge, Fermicrú VR5 y Rhône 2323); tres tiempos de maceración (15, 25 y 35 días) y dos sangrados parciales del mosto (7.5 y 15 %).Los resultados obtenidos muestran que es necesaria una ligera sobremaduración en la uva, para obtener vinos de alta intensidad de color. Con aplicación de Rapidase Excolor, el vino muestra una mayor estabilidad de color, aunque su efecto se ve reducido al aumentar el grado de maduración de la uva. La adición de taninos enológicos da lugar a vinos con menor intensidad de color y mayor tono que el vino testigo cuando la uva de partida es pobre en antocianos; en cambio, con uva con 14 ºBe y rica en antocianos, la adición de estos compuestos y principalmente el tanino condensado da lugar a vinos con mejores características cromáticas y organolépticas. Con la utilización de Rhône 2323 como levadura de fermentación, se consiguen vinos con mejores características de color y estabilidad. Maceraciones de 15 días son suficientes para conseguir una extracción máxima y equilibrada de compuestos fenólicos y antocianos y también para conseguir una buena estabilidad del color. La aplicación de sangrados parciales antes de fermentación puede ser una práctica aconsejable para mejorar el color de los vinos de Monastrell, aunque la extensión del tratamiento debe ser decidido en función de las características de la uva de partida. Así, el sangrado deberá ser mayor cuando la uva de partida sea pobre en antocianos y menor cuando la uva sea rica en ellos, salvo si empleamos alguna forma de estabilizar estos compuestos (adición de tanino enológico). / The influence of the ripening degree of the grape and the effect of different enological techniques on Monastrell wines color have been studied, with the objective of establishing a solid base to obtain high quality wines (vintage wine). For this reason, a study of the grapes during the maturation period has been made and vinifications with grapes of different ripening degree; together with the application of two commercial enzymes (Lallzyme and Rapidase Excolor); two enological tannins (Gallotanin B, hidrolizable tannin and Galotanin R, condensed tannin); three commercial yeasts (Fermirouge, Fermicrú VR5 and Rhône 2323); three times of maceration (15, 25 and 35 days) and two parcial running-off of must before fermentation (7,5 and 15 %) have been followed to determine the effect of the different enological practices in wine color and its stability.The results obtained show that is necessary a slight overmaturation in the grape to obtain wines with high color intensity. With the application of Rapidase Excolor enzyme, the wines show a more stable color, although its effect is reduced when increasing degree of maturation of the grapes. The addition of enological tannins gives wines with less color intensity and higher tint than the control wine when the grape is poor in anthocyanins, however, with grapes with 14 ºBe and rich in anthocyanins, the addition of these compounds and especially the condensed tannins gives wines with better chromatic and sensorial characteristics than control wines. When the yeast Rhône 2323 was used, the wines show high color and stability. A maceration time of 15 days is enough to obtain a maximum and balanced extraction of phenolic compounds and anthocyanins and also to obtain a good color stability. The application of parcial running-off of the must before fermentation can be promising practice to improve the Monastrell wines color, although the extent of the treatment must be decided on the basis of the characteristics of the grape. Thus, the porcentaje of running-off should be greater when grapes are poor in anthocyanins and smaller when the grapes are rich in them, except if we used some practce to stabilize these compounds (addition enological tannins).

La extracción de los compuestos fenólicos, responsables de ciertas características de color de los vinos, va a depender entre otros, de la degradación de la pared celular, por lo que el uso de enzimas pectolíticos podría ser una técnica adecuada para obtener vinos con mayor carga polifenólica. Los resultados mostraron que la extracción de los compuestos fenólicos durante la maceración es incompleta. Además, estudiando la extractabilidad de los compuestos fenólicos en diferentes variedades se observó que ciertos parámetros indicativos de la madurez fenólica de la uva y de la composición de la pared celular de los orujos pueden ayudar a predecir algunos de los parámetros cromáticos más importantes en el vino. El estudio de la aplicación de enzimas comerciales, mostró que, dependiendo de las características de la uva y el tiempo de maceración, los resultados obtenidos varían, por tanto el uso de éstos estará en función de la uva a vinificar. / The extraction of phenolic compounds, main responsibles of wine color, will depend on the degradation of the cell wall, so the use of pectolytic enzymes could be a suitable technique for obtaining wines with greater polyphenol cotent.The results showed that extraction of phenolic compounds during the maceration is incomplete. In addition, studying the extractability of phenolic compounds in different varieties, it was observed that certain parameters indicative of phenolic ripeness of the grapes and the composition of the cell wall of the marc can help to predict some of the most important color parameters in wine. The application of commercial enzymes showed that depending on the characteristics of the grapes and how long the maceration process is, the results vary, therefore their use will depend on the characteristics of the grapes and the vinification process.

Tras su desaparición en Europa y redescubrimiento en Chile (1994), Carménère (familia Carmenet) es hoy la variedad vinífera emblemática de los vinos chilenos. Carménère difiere de otros Carmenets en la composición fenólica de semillas ((-)-epicatequina, epicatequina-3-O-galato, ácido gálico, procianidinas diméricas esterificadas con ácido gálico y porcentaje de galoilación) y hollejos (antocianos y flavonoides totales). Se estudió la interacción entre proteínas (salivales y albúmina) y taninos mediante implementación de método de observación de a) precipitación de proteínas y b) inhibición de la difusión de proteínas en suspensión sobre láminas de celulosa, ambas producidas por taninos. También su correspondencia con astringencia (panel sensorial). Se observó relación estrecha entre interacción proteínas salivales-taninos y percepción de astringencia e influencia del etanol y pH sobre ambos fenómenos. Finalmente, se caracterizó cambios progresivos en la reactividad de extractos fenólicos de semillas y hollejos Carménère con proteínas salivales y en la astringencia durante la maduración. / After disappearing in Europe and rediscovery in Chile (1994), Carménère (Carmenet's family) has become the emblematic variety of Chilean wines. Carménère has been found to differ from other Carmenets in the phenolic composition of both seeds ((-)-epicatechin, epicatechin-3-O-gallate, gallic acid, gallic esters of dimeric procyanidins and percentage of galloylation) and skins (anthocyans and total flavonoids). Interaction of proteins (salivary and seroalbumin) and tannins was studied by setting a method for observing the effect of tannins on a) protein precipitation and b) inhibition of diffusion on cellulose membranes displayed by suspended proteins. Also, correspondence of both phenomena with astringency perception (sensory panel) was assessed. A close association between salivary protein-tannins interaction and astringency perception was observed together with ethanol- and pH-dependences of either phenomenom. Lastly, progressive changes in reactivity towards salivary proteins displayed by phenol compounds extracted from Carménère seeds and skins at various times during maturation were observed.

Introducción. En el mar Mediterráneo la mayor cantidad de restos vegetales acumulados en la arena pertenecen a Posidonia oceánica (P.oceanica), estos se depositan en los arribazones. Existen diferentes usos de estos arribazones: sellado de vertederos, construcción, farmacia, industria y medio ambiente, aunque hasta la fecha, no hay evidencias de que se estén empleando en el sector de la agricultura, es por ello que el objetivo general de esta tesis fue estudiar la viabilidad del uso de los arribazones de P.oceanica en la agricultura. Experiencia I: empleo de arribazones de Posidonia oceanica como enmienda orgánica. Para dicha experiencia se realizaron 3 ensayos: (1) Evaluación de las características físico-químicas de P.oceanica como enmienda orgánica; (2) Evaluación de la composición de lixiviados procedentes de suelos agrícolas enmendados con P.oceanica y (3) Evaluación del efecto de los lixiviados obtenidos de suelos enmendados con P.oceanica en la germinación de Lycopersicum esculentum Mill. Según la caracterización físico-química de la P. oceanica, esta puede ser empleada como enmienda orgánica de acuerdo con la legislación. La capacidad de retención de agua de los suelos enmendados con P. oceanica aumentó entre un 200 y un 300%, en función del suelo empleado. El suelo ácido, mostró mayores ventajas tras ser enmendado con P.oceanica, ya que elevó el pH del medio hasta los valores de máxima disponibilidad de los nutrientes del suelo y enriqueció la disolución del suelo en Ca, Mg, y K. Para los lixiviados procedentes de los distintos suelos enmendados con P. oceanica tuvo un efecto bioestimulante en la germinación y el crecimiento. Experiencia II: empleo de arribazones de Posidonia oceanica como sustrato de cultivo. Para llevar a cabo esta experiencia se realizaron 2 ensayos: (1) Evaluación de las características físico-químicas de P.oceanica como sustrato de cultivo; (2) Desarrollo de plantas de tomate empleando P. oceanica como sustrato de cultivo. La caracterización físico-química de la P. oceanica, resultó cumplir con la actual legislación como sustrato de cultivo no inerte. Las plantas de tomate cultivadas con P. oceanica cribada (PSL) y cribada y lavada (PL) mostraron síntomas de estrés. En las PSL, pudo ser generado por la elevada salinidad del medio, mientras que para las PL, fue consecuencia de una elevada liberación de metabolitos secundarios. Las plantas PSL mostraron una menor productividad que las desarrolladas en fibra de coco, mientras que en las PL fue similar que para el sustrato control. Como las plantas cultivadas en P.oceanica estaban sometidas a estrés, los frutos presentaron mayores contenidos en compuestos fenólicos y licopeno, aumentando el valor nutricional respecto a los cultivados en fibra de coco. Experiencia III: efecto de la aplicación de extractos acuosos de Posidonia oceanica sobre el desarrollo vegetal. Para dicha experiencia se realizaron 3 ensayos: (1) Obtención y caracterización de extractos vegetales de P. oceanica; (2) Efecto de la aplicación de extractos acuosos de P. oceanica sobre la germinación de semillas de tomate Seny 1 y (3) Efecto de la aplicación foliar de extractos acuosos de P. oceanica a plantas de tomate sometidas a estrés salino. De los dos extractos de P. oceanica, el diluido, estimuló la germinación de las semillas. La aplicación de dicho extracto redujo el estrés oxidativo producido por salinidad, mejorando la integridad de las membranas plasmáticas de las células radiculares, y reduciendo el contenido en prolina, MDA y H2O2 foliar. Estos efectos beneficiosos frente al estrés salino confirmarian la actividad elicitora de los extractos de P.oceanica, debido a la presencia de Si en su composición y compuestos fenólicos.