Resumen

En el presente trabajo se estudió, dos propiedades del ácido salicílico extraído de la corteza y hojas del Sauce blanco:

1. Estudiar el efecto de los tratamientos con compuestos aplicados en pre-cosecha en Coriandrum sativum, comparando las soluciones con concentraciones de 500 ppm de: a) ácido salicílico comercial (AS), b) ácido salicílico extraído de las hojas y corteza del sauce (AS de S), y c) ácido acetilsalicílico (AAS); observando sus efectos sobre el crecimiento y cantidad de semillas.
2. Elaborar un recubrimiento comestible para frutas a partir de ácido salicílico extraído de la corteza y hojas del sauce. Se realizaron pruebas con tres concentraciones de ácido salicílico , que se aplicó por inmersión, elaborados a partir de polisacárido, polímeros , grenetina, compuestos orgánicos provenientes de diferentes fuentes naturales que proporcionan propiedades mecánicas (tensión y flexibilidad) y ópticas (brillo, opacidad, transparencia), estabilidad, solubilidad,  y capacidad de intercambio de gases, adherencia al fruto y protección contra microorganismos patógenos o los asociados al deterioro del fruto. El recubrimiento es inocuos, biodegradables, incoloros e insípidos.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Hoy en día los recubrimientos comestibles son considerados una tecnología prometedora y respetuosa con el medio ambiente ya que reduce la utilización del envasado tradicional como las películas plásticas, además son biopolímeros naturales y biodegradables. Por lo tanto, se tiene como objetivo analizar las propiedades del AS para su aplicación y crear un recubrimiento que prolongue la vida útil de anaquel, manteniendo el valor comercial además de cumplir con los parámetros de seguridad alimentaria.

Antecedentes

El ácido salicílico (AS) es un compuesto fenólico endógeno en plantas y desempeña un papel importante en las etapas de crecimiento y desarrollo vegetal (Ali, 2020). El ácido salicílico estimula la expresión de genes de defensa contra el estrés, lo cual genera una respuesta de resistencia sistémica adquirida (SAR por sus siglas en inglés) (Kumar, 2014). Se sabe que el AS presenta propiedades de retraso de la senescencia (Bourbouloux et al., 1998).

ACIDO SALICILICO Y DAÑO OXIDATIVO

El daño o estrés oxidativo se presenta cuando la producción de especies activas de oxígeno (EAO) rebasa la capacidad de los sistemas antioxidantes y de captura de radicales libres de la célula. Normalmente el nivel de EAO es alto cuando la planta se ve sometida a alguna condición de estrés biótico o abiótico. Aunque la presencia de EAO causa daño por oxidación de DNA, lípidos y proteínas, las plantas también hacen uso de las EAO en la disipación energética y como señalizadores desencadenantes de respuestas de adaptación y defensa (Draper, 1997). Es probable que el AS tenga algún papel regulador sobre el balance de oxidación/reducción de las células vegetales, y ello tal vez explique la capacidad del AS de inducir respuestas tan variadas: fisiológicas, morfogénicas y adaptativas en las plantas. Lo anterior se sigue a partir del comprobado efecto del AS sobre la actividad de catalasa y otras enzimas que controlan el nivel de las EAO (Raskin, 1992) así como sobre la oxidasa alternativa mitocondrial (Murphy et al., 1999).

El AS comenzó a sobresalir como molécula señalizadora en plantas cuando se descubrió su papel como inductor de la termogénesis en plantas de la familia Araceae (Raskin, 1987). Poco después se demostró su importancia en las reacciones de defensa contra los patógenos (Malamy et al., 1990; Métraux et al., 1990). Asi mismo el AS parece relacionarse con la adaptación de las plantas a los ambientes extremos, y esto pudiera convertir a este compuesto y sus derivados en herramientas para el manejo agronómico del estrés.

Tucuch Haas (2015), reportan los resultados de dos experimentos independientes para evaluar el efecto del ácido salicílico (AS) en plántulas de trigo (Triticum aestivum L. ). Las plántulas de ambos experimentos se germinaron y crecieron en agrolita contenida en tubos de PVC y en condiciones de cielo abierto bajo un diseño experimental completamente al azar con 8 repeticiones por tratamiento, las plántulas se asperjaron durante 5 días con 1 y 0.1 µM de AS o agua como control. Diez días después fueron cosechadas y realizadas las mediciones. Los resultados señalan que el AS favoreció significativamente el peso fresco de la raíz, así como la altura y el peso fresco de la biomasa total, en comparación con el control. El mejor tratamiento para estimular el crecimiento de plántulas de trigo fue el de 1µM de AS.

Larqué-Saavedra (2010), concluye que las plántulas de tomate (Lycopersicon esculentum) asperjadas con AS a concentraciones de 1 μM o menores aumentan significativamente el crecimiento y desarrollo de su raíz y vástago La respuesta positiva al tratamiento por AS se detectó siete días después de la última aspersión.

Objetivo

Elaborar un recubrimiento a partir de ácido Salicílico extraído del sauce para alargar el tiempo de vida de  anaquel de la fruta y estudiar el efecto del AS del sauce,  comparado con AS comercial y ácido acetilsalicílico en el crecimiento de las plantas de Coriandrum sativum

Justificación

El desperdicio de frutas por hogares, servicios de alimentación, y almacenes conlleva al deterioro del medio ambiente como de los recursos naturales. De acuerdo a las exigencias actuales de los mercados internacionales de frutas y verduras, su comercialización es cada vez más estricta para el cumplimiento de normas de calidad e inocuidad que las rigen (Singh et al., 2014). Los factores de calidad importantes de los productos frescos que contribuyen a su comercialización son la textura, el color, la apariencia, el sabor, el valor nutricional y la seguridad microbiana (Raghav et al., 2016). 931 millones de toneladas de alimentos desperdiciados en el mundo fue el total registrado en el año 2019 según PNUMA.

Hipótesis

Si  utilizamos las propiedades del AS, en un polímero se podrá elaborar un recubrimiento efectivo  y su efecto en el crecimiento de plantas.

Método (materiales y procedimiento)

1. METODOLOGÍA DE LA EXTRACCIÓN DEL ÁCIDO SALICÍLICO

Para la extracción de acido salicilico se compra en el mercado de central de abastos de tultitlan corteza y hojas secas de sauce blanco.  Para su extracción se deside hacer por separado con las hojas y con la  corteza. A continuación de presenta la metodologia general.

1. Con un tamiz malla 50 separar la hoja del sauce blanco de la corteza.
2. Lavar y secar las hojas asi como la corteza.
3. Pesar en la balanza analiticas 30g de hojas trituradas y 30g de corteza.
4. Colocar las hojas y la corteza trituradas en un papel filtro y engraparlo.
5. Armar el equipo Soxhlet
6. Agregar 300ml de alcohol etílico al matraz de bola del equipo Soxhlet.
7. Mantener el sistema Soxhlet junto con la perilla.
8. Dejar fluir por 2hrs el sistema Soxhlet.
9. Dejar enfriar, después pasar a frascos de reactivo.

Ilustración 5. Metodología de extracción de Ácido Salicílico (AS).

1. SEPARAR EL ÁCIDO SALICÍLICO DEL ALCOHOL ETÍLICO A TRAVÉS DE UNA DESTILACIÓN:
2. Preparar el equipo de destilación
3. Esperar que destile el alcohol etílico a 78°C que es su punto de ebullición.
4. Recuperar el alcohol para otro proceso.
5. Reservar en un frasco de reactivo la extracción del Ácido Salicílico (AS)

Ilustración 6. Extracción 2. De AS

METODOLOGÍA PARA EVALUAR LOS EFECTO DE LOS TRATAMIENTOS CON ÁCIDO SALICÍLICO (AS ) COMERCIAL, ÁCIDO ACETIL SALICÍLICO (AAS),  ACIDO SALICÍLICO (AS ) EXTRAIDO DE CORTEZA Y HOJAS DEL SAUCE APLICADOS EN PRE-COSECHA EN CORIANDRUM SATIVUM.

1. ELABORACIÓN DE SOLUCIONES PARA REGAR LAS PLANTAS CON CONCENTRACIÓN DE 500 ppm

• Ácido acetil salicílico (AAS)

1. Se trituro  tabletas de una tira de Aspirina en un mortero
2. Después se pasó a un vaso de precipitado
3. Se le agrego  éter
4. Se dejó reposar un rato para la evaporación del éter
5. Se le agrego  alcohol etílico.
6. Se afora con agua hasta un litro.
7. Se pasó a un envase y se le agrego 1L de agua

Ilustración 7. Solución de Ácido acetil salicílico (AAS).

• Segundo Ácido salicílico comercial (A.S) Marca MAKER, lote C41611

1-Pesamos de ácido salicílico

2-Se disuelve en 10ml de alcohol etílico y agitar hasta su disolución total.

3-Despues se afora a un litro de agua.

Ilustración 8. Solución Ácido salicílico comercial (A.S) Marca MAKER, lote C41611

• Tercer ácido-Ácido salicílico de la corteza del sauce blanco (A.S)

1. El AS, se disuelve en 10 ml de alcohol etílico hasta su disolución completa.
2. Después se afora a un litro de agua.

Ilustración 9. Ácido salicílico de la corteza del sauce blanco (A.S).

1. GERMINAR CILANTRO

1-Preparar las macetas que se van a ocupar

2-Agregar la tierra a cada maceta

3-Triturar las semillas de cilantro hasta que estén a la mitad

4-Hechar bastantes semillas a cada maceta

5-Cubrir las semillas con la misma tierra

6-Mantener 10 a 15 días con la tierra húmeda

7-Debemos dejarlas donde les den el sol directo

8-Al día diez ya se van a empezar a ver los brotes de las primeras hojas

9-El día 40 ya se pueden cosechar

Ilustración 10. GERMINAR CILANTRO

1. CUIDADO Y RIEGO DE LAS PLANTAS

• Las plantas germinadas se trasplantan a macetas para su cuidado y crecimiento.
• Empezamos el 08 de agosto del 2023.
• Las pruebas fueron: 3 macetas que se riegan con sólo agua (blanco), 3 maceta se riega con la solución con 500 ppm de AS comercial, 3 maceta se riega con la solución con 500 ppm de AS extraído del sauce y 3 macetas se riega con la solución con 500 ppm de AAS.
• El riego es cada tercer día.
• Se compararon tres concentraciones diferentes:

• Posteriormente se les tomaba la medida de cada planta de abajo hacia arriba y se registraba el crecimiento de cada planta.

Ilustración: 11.  CUIDADO Y RIEGO DE LAS PLANTAS

1. PRODUCCIÓN DE SEMILLA CON LAS TRES PRUEBAS

Ilustración 12. PRODUCCIÓN DE SEMILLA CON LAS TRES PRUEBAS

RECUBRIMIENTO

1. EXTRACCIÓN DE LIGNINA A PARTIR DE RAMBUTÁN
2. Lavado de cáscaras de rambután.
3. Se pone en cocción las cáscaras de rambután con solución alcalina. Para la extracción de la lignina.
4. Retirar las cáscaras del licor negro, dado que la lignina se encuentra en el licor negro.
5. Precipitar la lignina.
6. Centrifugar el “licor negro”.
7. Lavándolo con agua destilada.
8. Llevar la lignina al horno de secado.
9. Triturar la lignina.
10. Tamizar con malla 100..

1. METODOLOGIA DE ELABORACION DE RECUBRIMIENTO

• Se diseña un recubrimiento a base de una proteína, pectina, PVA y plastificante.
• Se experimenta con formulaciones con dos concentraciones Lignina y AS extraído del sauce.
• Por cada 100ml de recubrimiento

Ilustración 14.        METODOLOGIA DE ELABORACION DE RECUBRIMIENTO

1. PRUEBAS DE EFECTIVIDAD

• Desinfectar las frutas antes de su tratamiento.
• Realizar las pruebas por triplicado
• utilizar la técnica por inmersión con cada fruta
• Para las pruebas se utiliza las frutas cortadas de los árboles (granada, pera, limón, naranja) del plantel Coacalco que aún no están maduras para saber si logran la maduración y en cuanto tiempo y frutas maduras (fresa, manzana, guayaba)
• Se realiza a temperatura ambiente y en frio.

1. PRUEBAS DE EFECTIVIDAD

• Desinfectar las frutas antes de su tratamiento.
• Realizar las pruebas por triplicado
• utilizar la técnica por inmersión con cada fruta
• Para las pruebas se utiliza las frutas cortadas de los árboles (granada, pera, limón, naranja) del plantel Coacalco que aún no están maduras para saber si logran la maduración y en cuanto tiempo y frutas maduras (fresa, manzana, guayaba)
• Se realiza a temperatura ambiente y en frio.

Galería Método

Resultados

1. EXTRACCIÓN DEL ÁCIDO SALICÍLICO

Por cada 300 grs de hojas o corteza de sauce blanco, se obtiene:

ESTUDIO DE LOS EFECTOS DE AAS, AS COMERCIAL Y AS EXTRAÍDO de SAUCE

1. ELABORACIÓN DE SOLUCIONES PARA REGAR LAS PLANTAS CON CONCENTRACIÓN DE 500 ppm

1. GERMINAR CILANTRO

• Las semillas fueron compradas en Central de Abastos de Tultitlan.
• Se, sembraron 50 macetas y en cada maceta se colocaron entre 5 o 6 semillas.
• De las 50 sólo germinaron 38, las que fueron utilizadas para las pruebas.

1. CUIDADO Y REGADO DE LAS PLANTAS

• Se inicia las pruebas a partir del 8 de agosto hasta 28 de septiembre, periodo en el que se regó cada tercer día con excepción los días que llovió.
• El clima fue variado dado que hubo días muy soleados entre 25 a 30 °C y en contraste cayeron tormentas. Las macetas estuvieron al aire libre donde les dio el sol.
• Se presentan los promedios de crecimiento de cada prueba:

De acuerdo al crecimiento podemos observar que en las tres pruebas de 5 ml el AS extraído del sauce tuvo mayor crecimiento, en segundo lugar, fue lugar la AS comercial la diferencia entre los dos fue 8.15% y en tercer lugar AAS que tiene una diferencia del 11.44%.

En la prueba 2, encontramos que en primer lugar de crecimiento está AS de sauce con 7.23% más que AS comercial y 13.16%.

Con respecto al blanco que (agua), el AS sauce es 20.7% creció más.

En la tercera y última prueba. El AS creció 11.36% más con respecto a AAS, mientras que, con respecto a AS comercial, el AS de sauce es 14.15% creció más.

Se observa que a la concentración de 15 ml se dio los mejores resultados de las tres pruebas para AS de sauce.

1. PRODUCCIÓN DE SEMILLA CON LAS TRES PRUEBAS

Después del periodo que se marca para cosechar se continuó regando las plantas de cilantro   con la intención de generar las semillas.  Se quiere saber si existe algún efecto con la producción de semillas.

En la tabla podemos observar que las plantas con solución de AS de sauce con el mayor número de semillas 755 comparado con AS comercial y AAS.

RECUBRIMIENTO

1. EXTRACCIÓN DE LIGNINA A PARTIR DE RAMBUTÁN

Por cada 1kg de cascaras de Rambután se extrajeron obtuvieron 5 grs de lignina

1. METODOLOGIA DE ELABORACION DE RECUBRIMIENTO

PRUEBAS DE EFECTIVIDAD

Para las primeras pruebas se realizaron con las frutas cortadas de los árboles frutales del plantel:

Es decir que todas las pruebas con frutas aun inmaduras tienen el mismo tiempo de maduración y son del mismo árbol, también fueron cortadas el mismo día.

Las primeras pruebas tienen la intención de simular las condiciones para ser cosechadas y almacenadas.

Se llevó el proceso de desinfección y recubrimiento para ser almacenadas a temperatura ambiente y de refrigeración.  A continuación, se muestran los resultados.

En las siguientes imágenes se puede observar el recubrimiento que envuelve las frutas. En la primera figura es transparente y en el segundo recubrimiento es marrón. Esto debido a la concentración de Lignina. El transparente tiene una concentración de .24 y en el marrón .5 grs.

PROMEDIO DE PÉRDIDA DE PESO EN 2 SEMANAS EN REFRIGERACIÓN (3°C)

Sabemos que las bajas temperaturas disminuyen la actividad metabólica de los la del producto al ambiente frutas, retardando la maduración y disminuyendo la perdida de agua. Es por esto que la prueba en frío es muy importante para mantener más tiempo la vida útil de anaquel.

en la tabla Podemos observar que las frutas sin recubrimiento tuvieron mayor pérdida de peso, mientras que con el recubrimiento con .5 de lignina y mayor concentración de AS (10 ml) fue la que perdió menos peso.

Es importante mencionar que el recubrimiento con mayor concentración de lignina (.5) y AS, produce una capa más gruesa y resistente que el de .25. y 5 ml.

PROMEDIO DE PÉRDIDA DE PESO EN 2 SEMANAS A MEDIO AMBIENTE

PRUEBA  DE TIEMPO DE VIDA UTIL DE ANAQUEL

• ANÁLISIS DEL RECUBRIMIENTO CON PERA, GRANADA, LIMÓN Y NARANJA, EN FRÍO TEMPERATURA 3 °C

Ilustración 6. La prueba con recubrimiento transparente permite ver el proceso de maduración mejor.

ANÁLISIS DEL RECUBRIMIENTO CON MANZANA Y GUAYABA CON UNA CONCENTRACION DE 10

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

• De acuerdo a los resultados en las tres pruebas el AS de sauce indujo al crecimiento con mayor efectividad, seguido de AS comercial y en tercer lugar el de AAS, en las plantas de Cilantro; después de 45 días.
• Podemos aseverar que existen mayor efectividad cuando se riega con 15ml cada tercer día. Es decir, entre mayor concentración mayor crecimiento.
• Por cada 1kg de cascaras de Rambután se obtuvieron 5 grs de lignina representa un material con potencial de desarrollo para biopelículas, dado que aumenta la tensión de las películas a diferencia de las que no contienen lignina. El aumento de la lignina, aumenta la tonalidad de color marrón en las biopelículas.
• La prueba con 10 ml de Ácido Salicílico extraído de sauce fueron las que aumentó hasta un mes el tiempo de vida de anaquel en frutas maduras.
• Después de las pruebas se encuentra que la mejor con menos lignina (.25) y 10ml de Ácido Salicílico.

Bibliografía

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Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography