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Nueva metodología chilena para medir capacidad antioxidante de la cáscara de avellanas europeas

Los pavimentos asfálticos están constituidos por una mezcla de cemento asfáltico (CA) y agregado pétreo. El CA se obtiene a partir de la refinación de residuos del petróleo, que es un material viscoelástico, en donde a temperaturas mayores a 100°C, disminuye su viscosidad y se transforma en un fluido de viscosidad constante y a temperaturas más bajas que éstas, se comporta como un material sólido- elástico .

Ahora bien, uno de los principales problemas de este tipo de pavimentos es que, dado que el CA es un compuesto orgánico, su composición química no es estable en el tiempo, principalmente como consecuencia del proceso de envejecimiento que experimenta el material, por lo tanto, puede modificar significativamente sus propiedades químicas, reológicas y mecánicas, producto de esta etapa, y por la oxidación que experimentará en la etapa de construcción y operación (www.emb.cl).

La principal consecuencia del proceso de envejecimiento por oxidación del CA es la pérdida de sus propiedades visco-elásticas y su consecuente transformación en el tiempo en un material frágil, más flexible y agrietable. Dentro de las principales técnicas para reducir la tasa de envejecimiento, está la incorporación de algún compuesto químico que interactúe con el oxígeno, disminuyendo la tasa de oxidación del CA, y por ende, prolongar  la vida útil del pavimento asfáltico.

El compuesto que se adicione al CA debe tener una alta capacidad antioxidante, y es por ello, que en los últimos años se han estado evaluando diversos subproductos agrícolas y agroindustriales, para ser adicionados a estas mezclas y conseguir un producto con una mayor duración.

Uno de los objetivos del proyecto “Sostenibilidad y uso eficiente de recursos en la producción de avellano europeo (Corylus avellana L.) en la zona sur de Chile”, liderado por el Dr. Cristian Meriño de la Universidad de La Frontera (UFRO), es estudiar el uso de subproductos de desecho de la fruta como fuente de compuestos bioactivos de utilidad agroindustrial y biotecnológica. Y como parte de las actividades asociadas se desarrolló una memoria de título, sobre el efecto de la aplicación foliar conjunta en precosecha, de Calcio (Ca), Magnesio (Mg) y Potasio (K) y así  determinar el efecto de estos macronutrientes sobre parámetros bioquímicos relacionados con la actividad antioxidante, la producción de moléculas antioxidantes estructurales, sus propiedades y comportamiento en el pericarpio (cáscara) del fruto de Avellano Europeo, evaluado mediante metodologías ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity).

Carlos Manterola, BIOREN-UFRO.

Debido a las características presentadas por el pericarpio de la avellana europea, se abarcó la iniciativa de evaluar la distribución particular de un aditivo antioxidante (creado a partir de pericarpio triturado y molido) implementado en mezclas asfálticas, con el objetivo de combatir el proceso de envejecimiento oxidativo (extendiendo su vida útil) y aportar a la economía circular y la reincorporación de residuos, lo que derivó en un proyecto VIU20P0027 de ANID, titulado: “Ecoasfalto modificado mediante un aditivo antioxidante obtenido de la cáscara de frutos de avellano europeo como principal residuo industrial”, a cargo del Biotecnólogo, Carlos Manterola, quien además es investigador de BIOREN-UFRO.

Ahora bien, el desafío radicaba en que no existía una metodología de determinación de la capacidad antioxidante en la cáscara de este fruto, así como tampoco en la semilla o kernel, por lo que el Proyecto VIU20P0027 de ANID tuvo la necesidad de ajustar la metodología ORAC, comúnmente utilizada en otras especies. Este ajuste a la metodología es debido a que ORAC, es un método ampliamente utilizado para analizar la capacidad antioxidante de sustancias, el cual es altamente sensible y posee factores que puede presentar alteraciones si no se tienen estándares bien estipulados generando fluctuaciones en la lectura o proporcionando datos que no sean válidos.

Así, se trabajó en una metodología que no sólo se enfocó en la determinación de la técnica más adecuada para evaluar la capacidad antioxidante de la cáscaras de las avellanas, sino que también en la optimización de su aplicación, lo que se logró. Con ello, la técnica fue reformulada y estandarizada completamente, las concentraciones de los reactivos fueron establecidas y normalizadas para muestras de cáscara de frutos de avellano europeo, y en relación con otros protocolos reportados en la literatura, se optimizó el tiempo en 30 minutos, por lo que considerando que el tiempo de duración total del análisis es cercano a las 3,5 horas, el hecho de disminuir el proceso en 30 minutos, y sin interferir en los resultados finales, es sin duda un avance en el desarrollo de esta metodología.

Esta nueva metodología, permite obtener  datos fiables en relación al potencial antioxidante de la cáscara de frutos de avellano europeo, lo que a su vez ha permitido aumente el interés de la industria por este residuo, otorgándole valor a un derivado de la producción tradicional de avellanas en nuestro país. Cabe destacar que esta metodología fue inscrita en el Departamento de Derechos Intelectuales (DDI), con el número: 2021-A-8614.

Personas que participaron del desarrollo y estandarización de esta metodología:
  • Carlos Manterola: Autor principal de la metodología, desarrollo de ensayos, diseño de actividades y desarrollo y gestión en el proceso de protección.
  • Karina Godoy Sanchez: Encargada de la Unidad de Microscopía BIOREN-UFRO, apoyo para el desarrollo de ensayos y estandarización
  • Cristian Meriño Gergichevich: Profesor guía del VIU20P0027, apoyo teórico, correcciones y supervisión de actividades
  • David Alarcón Campos: Apoyo en ensayos y diseño técnico de la metodología.

Actualmente esta metodología se encuentra activa y disponible dentro de los protocolos de BIOREN-UFRO y esta siendo utilizada en el  laboratorio de Fisiología y Nutrición en Frutales.

Esta nota fue realizada en colaboración con el investigador, y uno de los autores de la metodología, Carlos Manterola, quien además es estudiante de Doctorado de UFRO.

 

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