Memoria para optar al Titulo Profesional de Ingeniero Agrónomo / La importancia de esta investigación radica en la existencia de un recurso natural, nativo de Chile, que corresponde a un berry llamado comúnmente maqui, el cual presenta un elevado poder antioxidante, debido a su gran contenido de polifenoles, por lo que promete ser una excelente materia prima para las industrias cosmética, alimentaria y farmacéutica, en la elaboración de productos naturales con beneficios para la salud. Esto genera una excelente oportunidad de negocio, la cual no está siendo suficientemente aprovechada debido a la falta de desarrollo y escasez de información. Es por eso, que el siguiente estudio tiene por objetivo formular y evaluar un plan de negocio relativo a la extracción de polifenoles de maqui (Aristotelia chilensis) y su posterior uso industrial. Se realizó un estudio de mercado, donde se pudo concluir que a pesar de la desinformación actual, la tendencia de la demanda y oferta por los antioxidantes presentes en los berries está en alza, sobretodo en el mercado internacional, ya que sus industrias están más desarrolladas. Por otro lado, sus precios son relativamente altos, manteniéndose contantes en el tiempo. Se elaboró un estudio técnico, donde se evaluó los insumos, servicios y equipos necesarios, para establecer este negocio, resultando ser técnicamente viable debido a la disponibilidad de la tecnología necesaria. La planta estará ubicada en la Región de los Lagos, específicamente en la ciudad de Puerto Montt, debido al acceso a puertos, aeropuertos y materia prima, con un tamaño óptimo estimado a producir de 6,5 toneladas por año. Se realizó un estudio financiero, en donde se construyó un flujo de caja para el proyecto puro y se calcularon sus indicadores, los cuales asumieron los siguientes valores: VAN(9,4%): $220.728.628 y TIR: 30%, determinando la viabilidad económica del negocio. La evaluación del mismo proyecto, con dos estrategias de financiamiento distintas, resultaron ser del mismo modo, viables económicamente. Finalmente, se realizó una sensibilización de los 3 escenarios, la cual dio como resultado, alrededor de un 80% de probabilidades de ocurrencia de que los precios generen ganancias, con una máxima pérdida que bordea los $200.000.000 al 5%. / The importance of this research fall into the existence of a natural and native resource similar to berries but commonly called “Maqui”. This berry presents higher concentrations of antioxidants, this because the great quantity of polyphenols that can be found on them. And it pledges to become a raw material for cosmetic, pharmaceutics and food industries. Considering all the benefits that naturals products offer to human health. This generates important business opportunities which under my opinion it has not been correctly evaluated because of poor development in terms of technologies, resources and lack of information. Therefore the goal of this study is to formulate and evaluate a business plan to properly develop the extraction of polyphenols in Maqui (Aristotelia chilensis) and its posterior industrial development. A research considering the actual market development in terms of polyphenols demand despite the little information in our local market, concluded that there is a continuous growth of the international demand industries for natural materials and its price is considerable high and stable in long periods of time. A technical study about machineries, services and supplies needed for establishing this business was carried out, showing us the viability and development of this project. The plant would be located in Puerto Montt, Lagos’ Region close to the airport, ports, raw materials, and services. It is considered to produce about 6,5 tons per year. A financial study where a cash flow was built and its indicators calculated took the following values: VAN(9,4%): 220.728.628 and TIR: 30%, assuring the economical viability of this project. The evaluation of this project under two different economical models and strategies expressed the economical viability. Finally a model of three possible sceneries gave as results 80 % of probabilities that the product will rise in price and produce revenues. An estimated lost around $MM 200 considering 5 %.

Ingeniera Civil en Biotecnología / Aristotelia chilensis (Eleaocarpáceas), comúnmente conocida como maqui, es una especie vegetal distribuida en el Centro y Sur de Chile. El fruto de esta planta es de gran interés para la industria alimenticia y farmacológica debido a que posee potentes capacidades antioxidantes. Lo anterior es producto de su elevado contenido de antocianinas, en particular de delfinidinas, metabolitos secundarios implicados en la formación de la pigmentación azul y en la protección de las plantas contra la luz ultravioleta (UV). Actualmente, la producción frutícola de maqui se basa principalmente en la recolección del fruto desde árboles en condiciones silvestres. Además, su producción se ve limitada por la estacionalidad del fruto, que sólo se da en temporada de verano. Estas limitantes impiden que la demanda creciente de maqui se vea satisfecha. Debido a lo anterior, resulta fundamental la búsqueda de nuevas estrategias biotecnológicas para la producción de extractos ricos en antocianinas de maqui. El presente trabajo tiene por objetivo el desarrollo de una estrategia para la producción de extractos ricos en antocianinas a partir de cultivos celulares de A. chilensis. Para lograr lo anterior se estudió la inducción callogénica a partir de diferentes explantes (embrión, cotiledón y hoja) en diferentes combinaciones y concentraciones de reguladores del crecimiento. Las condiciones de cultivo que indujeron la formación de callos de maqui fueron medio Murashige & Skoog 4,43[g/L] con 3% de sacarosa, 0,7% de agar y la adición de las hormonas kinetina y NAA 1[mg/L] cada una. Además, para el mantenimiento de los callos inducidos, el medio de cultivo Gamborg b-5 3,21[g/L] brindó una mayor velocidad de crecimiento y aumento de biomasa. Posteriormente, se establecieron cultivos de células en suspensión en medio Murashige & Skoog 4,43[g/L] con 3% de sacarosa, 1[mg/L] de kinetina y NAA y exposición a luz (16 h luz; 8 h oscuridad). Los cultivos en suspensión fueron elicitados por medio de metil jasmonato (MJ) 100 µM y ácido abscísico (ABA) 100 µM, los cuales no entregaron resultados positivos en la producción de antocianinas. Además, se estableció un cultivo en suspensión con medio Gamborg b-5 3,21[g/L] con 3% de sacarosa, 2[mg/L] de 2,4-D y exposición a luz (16 h luz; 8 h oscuridad); el cual presentó características de crecimiento positivas, alcanzado una concentración de biomasa final de más de 5 veces la concentración inicial del cultivo. Asimismo, se estableció una línea de callos iniciados a partir de embriones y mantenidos en medio Gamborg b-5 3,21[g/L] con 3% de sacarosa, 0,7% de agar, 2[mg/L] de auxina 2,4-D y exposición a fotoperiodo (16 h luz; 8 h oscuridad). Esta línea presentó una pigmentación color violeta oscuro producto de la síntesis de antocianinas por parte de sus células. Análisis de los callos por medio de HPLC-PAD-MS revelaron la presencia de los mismos tipos de antocianinas presentes en el fruto de A. chilensis. Sin embargo, los perfiles de antocianinas fueron diferentes a los del fruto, conteniendo principalmente cianidinas. Finalmente, en el presente trabajo de tesis fue posible el establecimiento de cultivos celulares productores de antocianinas. Sin embargo, es necesaria la identificación de las variables críticas del proceso de producción de estos metabolitos, con el objetivo de maximizar su síntesis, particularmente la síntesis de delfinidinas glicosiladas.

In this dissertation, three different medicinal plants from Chile and the Fiji Islands, Baccharis linearis (R. et P.) Pers, Aristotelia chilensis (Mol.) Stuntz, and Dysoxylum lenticellare Gillespie were chemically studied. Fourteen compounds isolated from Baccharis linearis were identified based on IR, NMR and mass spectroscopic methods. These constituents included three new neo-clerodane type diterpenes, baclinal (1), baclinepoxide (2), and 13-epi-baclinepoxide (3), as well as one new perhydroazulene derivative, baclinic acid (6). The other identified compounds included portulide B (4), jewenol A (5), oleanolic acid (7), stigmasta-7, 22-dien-3 β-ol (8), stigmasta-7, 22-dien-3 β-ol β-D-glucopyranoside (9), maslinic acid (10), lachnophyllum ester (11), nepetin (12), quercetin 3-methyl ether (13) and werneria chromene (14). With the exception of oleanolic acid, lachnophyllum ester, and werneria chromene, all the other compounds are reported for this species for the first time. Oleanolic acid was isolated as the major component with a yield of 0.3% of dry plant material. Werneria chromene and lachnophyllum ester displayed anti-Mycobacterium tuberculosis activity as well as activity in the brine shrimp test (BST). Six alkaloids isolated from Aristotelia chilensis were identified as aristoteline (15), aristotelinone (16), serratoline (17), aristone (18), 2-epi-aristotelone (19), and aristotelone (20). Serratoline was previously isolated from Aristotelia serrata, a species native to New Zealand. This is the first study that reports serratoline as a natural constituent of A. chilensis from Chile. Another alkaloid, 2-epi-aristotelone, was previously obtained as a synthetic product and is reported here for the first time as naturally occurring. Aristoteline was isolated as the major compound (370 mg) with a yield of only 0.04% as based on dry biomass. Aristoteline showed a weak activity in the brine shrimp test. This work also led to the isolation and characterization of three biflavonoids from Dysoxylum lenticellare. Two biflavonoids were identified as isoginkgetin (21) and bilobetin (22), two of the active components in extracts of Ginkgo biloba, which are used to increase blood-flow and as vascular dilating agents. The third compound was elucidated as the novel natural product robustaflavone 4', 7"-dimethyl ether (23).

A sustainable approach to restoration of the post-mining landscape involves creating conditions where a viable growth medium can be established with the minimal amount of fertiliser inputs over a period of time. Ideally, this growth medium should comprise a combination of minerals, organic matter, and biological components with have the capacity to retain and release nutrients over time. When combined with a re-vegetation scheme appropriate to the biogeographic area, a self-sustaining ecosystem can be established. Regulatory requirements for mine restoration typically require the use of topsoil, which is often in limited supply. However, overburden is commonly present in vast quantities and has the potential to be used as a restoration substrate with appropriate amendments. There are significant gaps in our understanding of factors relating to the use and amendment of overburden as a growing medium. The main objective of this study was to investigate and quantify the effects of inorganic and organic amendments and weathering on nutrient availability and plant growth in topsoil and overburden material obtained from the OceanaGold Globe Progress mine at Reefton, New Zealand. A series of glasshouse experiments were carried out on topsoil, fresh overburden and mullock (old waste rock) amended with biosolids, green manure, sawdust, lime and mineral fertiliser nutrients (nitrogen (N) and phosphorus (P)). R esults demonstrated that 300 kg N ha⁻¹ was sufficient to overcome N deficiency in topsoil, while 100 kg P ha⁻¹ was required to overcome P deficiency. Addition of biosolids to topsoil and overburden increased plant biomass production, without increasing heavy metal concentrations. Amendment of overburden significantly affected weathering rates by accelerating the formation of secondary minerals. In particular, lupin green manure accelerated the formation of organic iron (Fe) and aluminium (Al) organic complexes, resulting from the decomposition of the green manure and release of Fe from primary minerals. Results revealed that wineberry and red beech required 200 kg N ha⁻¹ for optimum growth. Overall, the findings of this research identified key parameters for effective utilisation of overburden as a restoration substrate. A sustainable restoration method for managing the topsoil and/or any overburden or waste rock material remaining at mine sites can be achieved by careful selection of organic amendments and allowing an initial weathering period.