Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial

Editorial

Análisis del consumo de bebidas gaseosas en estudiantes de Nutrición y Dietética de la Universidad del Sinú, Colombia

RESUMEN En la actualidad existe un creciente interés por el estudio del consumo de bebidas gaseosas y los efectos perjudiciales que estas generan a la salud. El mayor consumo de bebidas gaseosas se presenta en la población juvenil perteneciente a instituciones de educación, lo que ha generado que los estudiantes universitarios sean el principal foco de estudio, debido a la vulnerabilidad nutricional de esta población durante su formación académica. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue analizar el consumo de bebidas gaseosas en estudiantes de la Escuela de Nutrición y Dietética de la Universidad del Sinú. Para la recopilación de la información se implementó un cuestionario de caracterización sociodemográfica y se investigaron variables como género, edad, estrato socioeconómico, nivel de conocimiento sobre gaseosas, actitud hacia el consumo de gaseosas, marca de gaseosa preferida y características antropométricas (peso y talla), con base a esta última información se determinó el Índice de Masa Corporal (IMC), adicionalmente se investigó la frecuencia de consumo y se relacionó con cada uno de los factores anteriores. Los datos obtenidos fueron analizados utilizando un análisis ANOVA y un test HSD Tukey. Los resultados evidenciaron que a mayor frecuencia de consumo incrementa el peso y que el género, el estrato, el nivel de conocimientos, la actitud y la marca incidían en la frecuencia de ingesta de bebidas gaseosas, lo que permitió concluir que estos factores influyen en la frecuencia de consumo y por ende en la salud.

ABSTRACT There is currently a growing interest in the study of the consumption of carbonated beverages and their harmful effects on health. The highest consumption of soft drinks occurs in the adolescent population belonging to educational institutions, which has made university students the main focus of the study, due to the nutritional vulnerability of this population during their academic training. Therefore, the objective of this study was to analyze the consumption of soft drinks by students of the School of Nutrition and Dietetics of the Universidad del Sinú. To collect the information, a sociodemographic characterization questionnaire was implemented, and variables such as gender, age, socioeconomic stratum, level of knowledge about soft drinks, attitude towards soft drink consumption, preferred soft drink brand, and anthropometric characteristics (weight and height) were studied, based on this last information the Body Mass Index (BMI) was determined, additionally, the frequency of consumption was studied and related to each of the above factors. The data obtained were analyzed using ANOVA analysis and the HSD Tukey test. The results showed that the greater the frequency of consumption, the greater the increase in weight, and that gender, class, level of knowledge, attitude, and brand affected the frequency of consumption of soft drinks, leading to the conclusion that these factors influence the frequency of consumption of soft drinks.

Caracterización física, química, térmica y mecánica de fibras de coco de la Costa Pacífica del Cauca con potencial como refuerzo de materiales compuestos de matriz polimérica

RESUMEN La fibra de coco es un subproducto al que no se le da buen manejo, generando consecuencias medioambientales y económicas, debido a que su acumulación perturba las dinámicas ecosistémicas y actividades productivas. Una de las estrategias desarrolladas para mitigar su impacto consiste en la incorporación de sus fibras como refuerzo en materiales compuestos. En este contexto, se estudiaron las fibras de tres variedades de coco de la Costa Pacífica del Cauca, con el objetivo de evaluar su viabilidad como matriz de refuerzo, mediante técnicas de resistencia a la tensión, espectroscopia (FTIR), adsorción de agua, termogravimetría (tga), granulometría y relación de aspecto, encontrando que los valores más altos en resistencia a la tensión, módulo de elasticidad y elongación en el punto de rotura fueron de 302,68 MPa, 5,82 y 28,18 % respectivamente. En espectroscopia se observaron picos entre 3340 y 897 cm-1 que indican presencia de celulosa, lignina, ceras y hemicelulosa. La adsorción de agua para las 3 muestras estuvo entre el 98 y 104 %, sin diferencias significativas. En tga se detectaron dos etapas de degradación, una inicial con picos máximos para las tres variedades entre 44,47 °C (A1), 50,62 °C (A2) y 39,50 °C (A3), en un intervalo de 24 a 125 °C, luego el pico se ubicó entre 190 °C a 390 °C, en este intervalo hubo una pérdida de peso de aproximadamente el 20 %. La relación de aspecto de las tres variedades entre los tamices 40 y 60 fue mayor a 10, indicando que la fibra es apta para ser usada como material de refuerzo en materiales compuestos. En conclusión, las tres variedades de fibra presentaron excelentes propiedades y cumplieron con las condiciones de estabilidad térmica y resistencia mecánica que las hace aptas para implementarlas como matriz de refuerzo en la fabricación de materiales compuestos.

ABSTRACT Coconut fiber is a by-product that is not properly managed, generating environmental and economic consequences, because its accumulation disrupts ecosystem dynamics and productive activities. One of the strategies developed to mitigate its impact is the incorporation of its fibers as reinforcement in composite materials. In this context, the fibers of three varieties of coconut from the Pacific Coast of the Cauca were studied, with the aim of evaluating their feasibility as a reinforcement matrix through stress resistance techniques, spectroscopy (FTIR), water adsorption, thermogravimetric (tga), granulometry and aspect ratio, finding that the highest values in voltage resistance, elasticity module and elongation at the breakpoint were 302,68 MPa, 5,82 and 28,18 % respectively. In spectroscopy, spikes between 3340 and 897 cm-1 were observed indicating the presence of cellulose, lignin, cherries and hemicellulose. Water adsorption for the 3 samples was between 98 and 104 % without significant differences. In tga, two stages of degradation were detected, the initial one with peak peaks for the three varieties between 44,47 °C (A1), 50,62 °C(A2) and 39,50 °C/A3, in a range of 24 to 125 °C, then the peak was between 190 °C to 390 °C. In this range there was a weight loss of approximately 20 %. The aspect ratio of the three varieties between thorns 40 and 60 was greater than 10, indicating that the fiber is suitable for use as reinforcement material in composite materials. In conclusion, the three fibers presented excellent properties and met the conditions of thermal stability and mechanical resistance which makes them suitable for implementation as a reinforcement matrix in the manufacture of composite materials.

Evaluación de dos enfoques de visión por computadora para la identificación de vacas lecheras en pastoreo

ABSTRACT Computer vision is being used in Precision Livestock Farming to monitor and analyze animal health, behavior, and productivity. However, the implementation of these technologies faces technical challenges that require collaboration between farmers, researchers, and technology providers. In this study, the performance of two different grazing dairy cow identification approaches was compared using a ResNet-based computer vision model. The first approach consisted of image classification, while the second approach was based on the comparison of features or embeddings. The YOLOv5 model was used to detect and classify cows in images captured with three high-definition cameras on a dairy farm. A database consisting of two main folders: "TRAIN" and "TEST" was generated based on 19 Holstein dairy cows. Each folder contains 19 subfolders numbered from 001 to 019, corresponding to each cow. The approaches for the identification of cows were trained and validated using 4740 and 2256 images, respectively. FastAI was used for training the ResNet50 model in the first approach and the open-source PyTorch ReID project in the second. Validation tests of the models trained with the approaches were performed and the results were compared using a confusion matrix and five performance metrics. The results indicate that the embedding comparison approach performed significantly better in all validation tests compared to the image classification approach. This suggests that the embedding comparison approach is a more robust and accurate technique for the identification of Holstein cows under diverse conditions, which has great potential for its application in the implementation of automated monitoring systems for dairy farms. In summary, this study shows that computer vision is a valuable tool to improve the productivity and health of animals in Precision Farming.

RESUMEN La visión por computadora se está utilizando en la Pecuaria de Precisión para monitorear y analizar la salud, el comportamiento y la productividad de los animales. Sin embargo, la implementación de estas tecnologías enfrenta desafíos técnicos que requieren la colaboración entre agricultores, investigadores y proveedores de tecnología. En este estudio, se comparó el desempeño de dos enfoques diferentes de identificación de vacas lecheras en pastoreo utilizando un modelo de visión por computadora basado en ResNet. El primer enfoque consistió en la clasificación de imágenes, mientras que el segundo enfoque se basó en la comparación de características o embeddings. Se utilizó el modelo YOLOv5 para detectar y clasificar las vacas en imágenes capturadas con tres cámaras de alta definición en una finca lechera. Se generó una base de datos que consta de dos carpetas principales: "TRAIN" y "TEST" con base en 19 vacas lecheras de la raza Holstein. Cada carpeta contiene 19 subcarpetas numeradas del 001 al 019, correspondientes a cada vaca. Se usaron 4740 y 2256 imágenes para entrenar y validar los enfoques, respectivamente. Se empleó FastAI para el entrenamiento del modelo ResNet50 en el primer enfoque y el proyecto de código abierto de PyTorch ReID en el segundo. Se realizaron pruebas de validación de los modelos entrenados con los enfoques y se compararon los resultados utilizando una matriz de confusión y cinco métricas de desempeño. Los resultados indican que el enfoque de comparación de embeddings tuvo un rendimiento significativamente mejor en todas las pruebas de validación en comparación con el enfoque de clasificación de imágenes. Esto sugiere que el enfoque de comparación de embeddings es una técnica más robusta y precisa para la identificación de vacas Holstein en condiciones diversas, lo que tiene un gran potencial para su aplicación en la implementación de sistemas automatizados de monitoreo para granjas lecheras. En resumen, este estudio muestra que la visión por computadora es una herramienta valiosa para mejorar la productividad y la salud de los animales en la Pecuaria de Precisión.

Producción de un material biocompuesto a base de micelio por medio de fermentación sólida usando Pleurotus ostreatus

RESUMEN El poliestireno expandido (EPS) es un material generalmente utilizado como embalaje y la cantidad de desechos de EPS acumulados en los vertederos ha impulsado el avance en la producción de materiales biocompuestos como los producidos a partir de micelios fúngicos. Este estudio tuvo como objetivo principal la producción de un material biocompuesto obtenido a partir del micelio de la cepa Pleurotus ostreatus usando afrecho de malta y salvado de trigo como sustrato con miras a ser usado como material para empaques y embalajes. Se realizaron tres mezclas diferentes, mezcla A (50 % afrecho y 50 % salvado); mezcla B (30 % afrecho y 70 % salvado) y mezcla C (0 % afrecho y 100 % salvado) para la realización de fermentaciones sólidas. Para la caracterización se midió el contenido de humedad, resistencia a la compresión, densidad, absorción de agua, conductividad eléctrica y pH. La mezcla que obtuvo mejor colonización y propiedades fue la mezcla A con valores de esfuerzo de compresión promedio de 110,04 kPa para un 10 % de deformación, absorción de agua máxima de 172,01 % (36 horas), pH de 5,88, conductividad eléctrica de 1860 µS/cm y una densidad de 233,17 kg/m3. Al comparar las propiedades con el EPS se encuentra que el esfuerzo a la compresión es similar, sin embargo, propiedades como la densidad y la absorción del agua presenta valores muy altos para que el biocompuesto pueda usarse en embalaje.

ABSTRACT Expanded polystyrene (EPS) is a material used as packaging and the amount of EPS waste accumulated in landfills has driven progress in the production of biocomposite materials such as those produced from the mycelium generated by white rot fungi. The main objective of this study was the production of a biocomposite material obtained from the mycelium of Pleurotus ostreatus strain using malt bran and wheat bran as a substrate to be use as packaging material. We propose three mixtures: mixture A (50 % malt and 50 % wheat); mixture B (30 % malt and 70 % wheat) and mixture C (100 % wheat) using solid fermentations. Properties like moisture content, compressive strength, density, water absorption, electrical conductivity and pH were measured for each mixture. The best results were obtained in the mixture A with average compressive stress values of 110,04 kPa for 10 % deformation, maximum water absorption of 172,01 % (36 hours), pH of 5,88, electrical conductivity of 1860 µS/cm and density of 233,17 kg/m3. When comparing the properties with EPS, it was found that the compressive stress is similar, however, properties such as density and water absorption present remarkably high values for the biocomposite to be used in packaging.

Desarrollo y comparación de dos métodos validados para determinar cadmio y arsénico en arroz colombiano mediante ICP-MS e ICP-OES

ABSTRACT Some metals are essential for the diet, such as iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), and zinc (Zn). However, there are heavy metals that are not biodegradable, so they are not essential for metabolism since they do not fulfill a physiological role in humans or plants. Therefore, they become an adverse factor in terms of health due to their cumulative capacities, such as cadmium (Cd), chromium (Cr), lead (Pb), arsenic (As), and mercury (Hg). This study aimed to develop and compare two methods to determine the content of Cd and As in rice grains (Oryza sativa L.). The samples were subjected to microwave-assisted acid digestion with HNO3, and H2O2 [2:1] as this method is useful to prepare samples with the presence of organic matter since it minimizes the loss of analytes and sample contamination. Subsequently, these were analyzed by quadrupole inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) equipped with a collision/reaction cell and by inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP-OES). The performance of the proposed method was evaluated under selectivity, sensitivity, linear range, limits of detection and quantification, precision, intermediate precision, and reproducibility parameters. The results showed that the digestion method was satisfactory for sample preparation and the ICP-MS technique obtained lower quantification limits compared to ICP-OES. However, due to the quantified concentrations, the results indicated that both methods are suitable to determine Cd and As in rice, considering the maximum limits allowed in different types of rice regulated in the Codex Alimentarius and the European Union.

RESUMEN Algunos metales son esenciales para la dieta, como el hierro (Fe), el cobre (Cu), el manganeso (Mn) y el zinc (Zn). Sin embargo, hay metales pesados que no son biodegradables, por lo que no son esenciales para el metabolismo ya que no cumplen un papel fisiológico en los seres humanos ni en las plantas. Por ello, se convierten en un factor adverso para la salud por sus capacidades acumulativas, como el cadmio (Cd), el cromo (Cr), el plomo (Pb), el arsénico (As) y el mercurio (Hg). Este estudio tuvo como objetivo desarrollar y comparar dos métodos para determinar el contenido de Cd y As en granos de arroz (Oryza sativa L.). Las muestras se sometieron a digestión ácida asistida por microondas con HNO3, y H2O2 [2:1] ya que este método es útil para preparar muestras con presencia de materia orgánica puesto que minimiza la pérdida de analitos y la contaminación de la muestra. Posteriormente, se analizaron mediante espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo cuadrupolar (ICP-MS) equipada con una célula de colisión/reacción y mediante espectrometría de emisión óptica con plasma de acoplamiento inductivo (ICP-OES). El rendimiento del método propuesto se evaluó según los parámetros de selectividad, sensibilidad, rango lineal, límites de detección y cuantificación, precisión, precisión intermedia y reproducibilidad. Los resultados mostraron que el método de digestión fue satisfactorio para la preparación de la muestra y que la técnica ICP-MS obtuvo límites de cuantificación más bajos en comparación con ICP-OES. Sin embargo, debido a las concentraciones cuantificadas, los resultados indicaron que ambos métodos son adecuados para determinar Cd y As en arroz, considerando los límites máximos permitidos en diferentes tipos de arroz regulados en el Codex Alimentarius y la Unión Europea

Diversidad fenotípica de veinte accesiones promisorias de mangos criollos y comerciales introducidas en Colombia

RESUMEN La alta variabilidad genética es una de las consecuencias de los procesos de adaptación de las especies ante factores abióticos y bióticos extremos, lo cual contribuye a asegurar su persistencia frente a posibles riesgos. Colombia tiene establecidos más de 200 ecotipos de mangos criollos, sin embargo, en la mayoría de estos se desconocen propiedades importantes que son insumo fundamental para los programas de mejoramiento, por lo tanto, su caracterización implica un avance significativo en términos científicos y tecnológicos para la cadena. Por esta razón, se realizó la caracterización de la variabilidad cuantitativa y cualitativa de tres accesiones comerciales introducidas y diecisiete criollas, recolectadas en el banco de germoplasma de la nación colombiana, a cargo de la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria - AGROSAVIA y en los tres principales departamentos productores de mango en Colombia: Cundinamarca, Tolima y Antioquia. Para la determinación de las variables químicas, fueron evaluados el pH, los sólidos solubles totales, la acidez titulable y la relación entre los sólidos solubles totales y la acidez titulable. De las sesenta variables físicas, treintainueve fueron útiles para la diferenciación entre las accesiones. Los descriptores cuantitativos fueron analizados mediante la matriz de Pearson y según el análisis de componentes principales. Los componentes 1, 2 y 3 explicaron el 72 % de la varianza total. Las variables cualitativas se analizaron por la matriz de similitud empleando la distancia de Gower. Se obtuvo el dendrograma por el método de agrupamiento UPGMA, con cuatro clases. Para las características químicas, el análisis estadístico evidenció diferencias significativas (p ≤ 0,05) entre los materiales evaluados. Kala Alphonso y Mariquiteño fueron las variedades con valores más altos en sólidos solubles totales > 25, mientras que Chancleto, fue la de mayor porcentaje de ácido cítrico 0,55.

ABSTRACT High genetic variability is one of the consequences of the adaptation processes of species to extreme abiotic and biotic factors, which contributes to ensuring their persistence against possible risks. Colombia has established more than 200 ecotypes of native mangoes, however, in most of these important properties that are a fundamental input for improvement programs are unknown, therefore, their characterization implies a significant advance in scientific and technological terms for the chain. For this reason, the characterization of the quantitative and qualitative variability of three commercial accessions introduced and seventeen native ones, collected in the germplasm bank of the Colombian nation, in charge of the Corporación Colombiana de Investigación agropecuaria - AGROSAVIA and in the three main mango producing departments in Colombia: Cundinamarca, Tolima and Antioquia. For the determination of the chemical variables, pH, total soluble solids, titratable acidity and the relationship between total soluble solids and titratable acidity were evaluated. Of the sixty physical variables, thirty-nine were useful for differentiation between accessions. The quantitative descriptors were analyzed using the Pearson matrix and according to the principal component analysis. Components 1, 2 and 3 explained 72 % of the total variance. The qualitative variables were analyzed by the similarity matrix using the Gower distance. The dendrogram was obtained by the UPGMA clustering method, with four classes. For the chemical characteristics, the statistical analysis showed significant differences (p ≤ 0,05) between the materials evaluated. Kala Alphonso and Mariquiteño were the varieties with the highest values in total soluble solids >25, while Chancleto, was the one with the highest percentage of citric acid 0,55.

**Eficacia del Spinosad con coadyuvantes en el control de Frankliniella occidentalis bajo condiciones de laboratorio**

RESUMEN Frankliniella occidentalis (Thysanoptera: Thripidae) son insectos plaga de importancia económica mundial por los daños que ocasiona al sector agrícola. Su control está enmarcado en programas de Manejo Integrado de Plagas (MIP), siendo el control químico la herramienta convencional más utilizada para el control de dichos artrópodos. Uno de los factores por los cuales resulta infructuoso su control en los cultivos donde se encentra presente es la alta presión de selección a la que están sometidos por el uso irracional de insecticidas de síntesis química lo que provoca perdida de sensibilidad o resistencia a muchas moléculas insecticidas. De acuerdo con esto, la presente investigación evalúa la eficacia del insecticida biorracional Spinosad suspensión concentrada al 48 % en combinación con dos coadyuvantes tensoactivos, uno del grupo organosiliconado y otro del grupo de los alcoholes etoxilados. El bioensayo fue ejecutado bajo un diseño completamente aleatorizado (DCA) con siete tratamientos que incluyeron un testigo absoluto y dosificaciones de Spinosad con y sin coadyuvantes, cada uno con 5 repeticiones en unidades experimentales de 10 adultos de trips F. occidentalis. La aplicación de los tratamientos fue realizada por dos modos de entrada: superficie tratada (ingestión) y contacto directo (tópica), donde se evaluaron variables de mortalidad a los tres y siete días después de la aplicación, adicionalmente se realizó un análisis de varianza (ANOVA), para determinar diferencias estadísticas significativas (p>0,05) entre los tratamientos se utilizó la prueba de comparación múltiple de Tukey (p>0,05), concluyendo que la eficacia de los tratamientos de Spinosad junto con los coadyuvantes incrementa respecto al testigo y al Spinosad sin coadyuvantes.

ABSTRACT Frankliniella occidentalis (Thysanoptera: Thripidae) are insect pests of global economic importance due to the damage they cause to the agricultural sector. Its control is framed in Integrated Pest Management (IPM) programs, with chemical control being the most used conventional tool for the control of said arthropods. One of the factors why its control is unsuccessful in the crops where it is present is the high selection pressure to which they are subjected due to the irrational use of chemically synthesized insecticides, which causes loss of sensitivity or resistance to many insecticide molecules. . Accordingly, the present investigation evaluates the effectiveness of the biorational insecticide Spinosad, 48 % concentrated suspension in combination with two surfactant adjuvants, one from the organosilicon group and the other from the group of ethoxylated alcohols. The bioassay was executed under a completely randomized design (DCA) with seven treatments that included an absolute control and dosages of Spinosad with and without adjuvants, each with 5 repetitions in experimental units of 10 adults of thrips F. occidentalis. The application of the treatments was carried out by two modes of entry: treated surface (ingestion) and direct contact (topical), where mortality variables were evaluated three and seven days after application, additionally an analysis of variance (ANOVA) was carried out, to determine significant statistical differences (p>0,05) between the treatments, Tukey's multiple comparison test was used (p>0,05), concluding that the effectiveness of Spinosad treatments together with adjuvants increases compared to the control and Spinosad without adjuvants.