Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín

Agricultural engineering and the CONCIA 2025 congress: 60 years in Colombia addressing the challenges toward a sustainable and competitive agri-food production

Multi-trait selection of bread wheat ( Triticum aestivum L.) genotypes under semi-arid conditions in Algeria

ABSTRACT The selection of high-yielding bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes with superior agronomic traits is critical for improving productivity in semi-arid regions like Algeria. To address national reliance on wheat imports and enhance local production, a preliminary yield trial was conducted in Constantine (36°16' N, 6°40' E) during the 2018-2019 cropping season. A total of 112 bread wheat genotypes, including local and international entries and five local checks, were evaluated using an augmented design with four blocks. Significant variability was detected among genotypes and checks for most traits, confirming the presence of exploitable genetic diversity. Phenotypic correlations showed that grain yield was positively associated with spike density (r=0.463) and thousand-kernel weight (r=0.557), while it was negatively correlated with days to heading (r=-0.293), indicating the advantage of early heading under drought conditions. Using the Least Significant Increase (LSI) method, genotypes G29, G38, and G9 were found to be significantly earlier than several local checks, while G65 outperformed at least one check across all traits. In parallel, the Multi-Trait Genotype-Ideotype Distance Index (MGIDI) enabled the identification of 17 high-performing genotypes such as G60, G41, G65, and G111 alongside two superior local checks (C3 and C4). These genotypes combine favorable traits and are promising candidates for inclusion in breeding programs targeting yield stability and stress resilience. Overall, the study provides valuable insights into trait associations and highlights elite genetic materials suitable for advancing wheat improvement efforts in challenging semi-arid environments.

RESUMEN La selección de genotipos de trigo harinero (Triticum aestivum L.) de alto rendimiento con rasgos agronómicos superiores es fundamental para mejorar la productividad en regiones semiáridas como Argelia. Para reducir la dependencia nacional de las importaciones de trigo y aumentar la producción local, se llevó a cabo un ensayo preliminar de rendimiento en Constantina (36°16' N, 6°40' E) durante la temporada agrícola 2018-2019. Se evaluaron un total de 112 genotipos de trigo harinero, incluidos materiales locales e internacionales y cinco testigos locales, utilizando un diseño aumentado con cuatro bloques. Se detectó una variabilidad significativa entre genotipos y testigos para la mayoría de los rasgos, lo que confirma la presencia de diversidad genética aprovechable. Las correlaciones fenotípicas mostraron que el rendimiento en grano se asoció positivamente con la densidad de espigas (r=0,463) y el peso de mil granos (r=0,557), mientras que se correlacionó negativamente con los días hasta el espigado (r=-0,293), lo que indica la ventaja de un espigado temprano en condiciones de sequía. Utilizando el método de Least Significant Increase (LSI), se encontró que los genotipos G29, G38 y G9 fueron significativamente más precoces que varios testigos locales, mientras que G65 superó al menos a un testigo en todos los rasgos. Paralelamente, Multi-trait genotype-ideotype distance index (MGIDI) permitió la identificación de 17 genotipos de alto rendimiento tales como G60, G41, G65 y G111, junto con dos testigos locales superiores (C3 y C4). Estos genotipos combinan características favorables y son candidatos prometedores para ser incluidos en programas de mejora enfocados a la estabilidad del rendimiento y la resiliencia al estrés. En general, el estudio proporciona información valiosa sobre las asociaciones entre rasgos y destaca materiales genéticos élite adecuados para avanzar en los esfuerzos de mejora del trigo en entornos semiáridos desafiantes.

Tomato (Solanum lycopersicum L.) leaf disease detection using computer vision

ABSTRACT Tomato cultivation is a key component of global agriculture, but is significantly threatened by pests and diseases that impact yield and trade. To address this, the present study investigates the application of YOLOv9, a state-of-the-art object detection model, for automated disease detection in tomato leaves. Using a dataset of 4,323 images with 15,135 annotations and a modified PlantVillage dataset, YOLOv9 models were trained and evaluated. Among the evaluated models, YOLOv9e yielded the highest mean average precision (mAP) at 0.964, establishing a benchmark for accuracy. In contrast, the YOLOv9t model provided an optimal balance for practical applications, achieving a competitive mAP of 0.95 with a rapid inference time of 8.8 ms. Furthermore, this work contributes a public version of the PlantVillage dataset with bounding box annotations, providing a valuable resource for object detection research and extending the use of the original classification-focused dataset. The results indicate that YOLOv9 models are effective for real-time and accurate detection of various diseases in complex agricultural settings.

RESUMEN El cultivo de tomate es un componente clave de la agricultura mundial, pero se ve amenazado significativamente por plagas y enfermedades que impactan el rendimiento y el comercio. Para abordar esto, el presente estudio investiga la aplicación de YOLOv9, un modelo de detección de objetos de última generación, para la detección automatizada de enfermedades en las hojas de tomate. Utilizando un conjunto de datos de 4.323 imágenes con 15.135 anotaciones y un conjunto de datos PlantVillage modificado, se entrenaron y evaluaron los modelos YOLOv9. Entre los modelos evaluados, YOLOv9e arrojó la precisión media promedio (mAP) más alta con 0,964, estableciendo un punto de referencia para la exactitud. En contraste, el modelo YOLOv9t proporcionó un equilibrio óptimo para aplicaciones prácticas, logrando un mAP competitivo de 0,95 con un tiempo de inferencia rápido de 8,8 ms. Además, este trabajo aporta una versión pública del conjunto de datos PlantVillage con anotaciones de cuadros delimitadores, proporcionando un recurso valioso para la investigación en detección de objetos y extendiendo el uso del conjunto de datos original enfocado en la clasificación. Los resultados indican que los modelos YOLOv9 son eficaces para la detección precisa y en tiempo real de diversas enfermedades en entornos agrícolas complejos.

Response of Corchorus olitorius L. to cocoa pod husk powder and urea fertilizer

ABSTRACT Jute mallow is a crop with versatile applications in industries and as a food source. Low yield resulting from land degradation has necessitated the use of cocoa pod husk as a nutrient source, although it may require inorganic fertilizers to enhance its efficiency. The aim was to determine the effects of Cocoa Pod Husk Powder (CPHP) and urea fertilizer on Jute mallow performance. In a repeated 3x3 factorial pot experiment, CPHP [0 (C0), 30 (C30), and 60 (C60) kg N ha-1] and urea fertilizer [0 (U0), 30 (U30), and 60 (U60) kg N ha-1] were evaluated on Jute growth, fresh and dry biomasses using a randomized complete block design with five replicates. Applying CPHP increased the growth parameters but reduced fresh and dry biomass of Jute mallow in both plantings. The plants treated with U60 had significantly higher fresh biomass than the control during the first planting, but were similar in the second planting. The sole CPHP and urea treatments performed better for the parameters observed. However, C30U60 had similar fresh weights (11.14 and 11.40 g per plant) with C0U60 (12.76 and 15.07 g per plant) during the first and second plantings, respectively. Jute mallow dry biomass ranged from 1.64 (C60U30) to 2.12 (C30U60) g per plant and differed significantly between C0U30 (1.30 g per plant) and C0U60 (3.00 g per plant) during the first and second plantings, respectively. Cocoa pod husk powder at 30 kg N combined with urea at 60 kg N ha-1 is recommended for improving crop and soil quality.

RESUMEN El jute mallow es un cultivo con aplicaciones versátiles en industrias y como fuente de alimento. El bajo rendimiento resultante de la degradación del suelo ha hecho necesario el uso de cáscaras de mazorcas de cacao como fuente de nutrientes, aunque puede requerir fertilizantes inorgánicos para mejorar su eficiencia. Este estudio determinó los efectos del polvo de cáscara de mazorca de cacao (CPHP) y el fertilizante de urea en el rendimiento del jute mallow. En un experimento repetido en macetas con un diseño factorial 3x3, se evaluaron el CPHP [0 (C0), 30 (C30) y 60 (C60) kg N ha-1] y el fertilizante de urea [0 (U0), 30 (U30) y 60 (U60) kg N ha-1] sobre el crecimiento del jute, biomasa fresca y seca utilizando un diseño de bloques completamente al azar con cinco réplicas. La aplicación de CPHP aumentó los parámetros de crecimiento, pero redujo la biomasa fresca y seca del jute mallow en ambas siembras. Las plantas tratadas con U60 tuvieron una biomasa fresca significativamente más alta que el control durante la primera siembra, pero fueron similares en la segunda siembra. Los tratamientos de CPHP y urea por sí solos tuvieron un mejor rendimiento en los parámetros observados. Sin embargo, C30U60 tuvo pesos frescos similares (11.14 y 11.40 g por planta) con C0U60 (12.76 y 15.07 g por planta) durante las primeras y segundas siembras, respectivamente. La biomasa seca de la malva de yute varió de 1.64 (C60U30) a 2.12 (C30U60) g por planta y diferenció significativamente entre C0U30 (1.30 g por planta) y C0U60 (3.00 g por planta) durante las primeras y segundas siembras, respectivamente. Se recomienda el polvo de cáscara de vaina de cacao a 30 kg N combinado con urea a 60 kg N ha-1 para mejorar la calidad del cultivo y del suelo.

Efficacy of Tithonia diversifolia and NPK fertilizers on papaya seedling growth in marginal soils

ABSTRACT The utilization of marginal soils, particularly peat (Histosol) and Ultisol, presents challenges due to low fertility and unfavorable physical and chemical characteristics. This study evaluates the efficacy of liquid organic fertilizer derived from Tithonia diversifolia (wild sunflower) and compound NPK fertilizer (with a ratio 16:16:16) in stimulating the growth of papaya (Carica papaya L.) seedlings in tropical marginal soils. The soil samples were collected from agricultural lands in Riau Province, Indonesia, where both peat and Ultisol soils are dominant and commonly used for farming. A factorial experiment was conducted using a split-split plot design with two factors: T. diversifolia liquid fertilizer (0, 100, and 200 mL L-1) and NPK fertilizer (0, 1.5, and 3 g per polybag), applied to both peat and Ultisol soils. Each treatment combination was replicated three times in an open-field setting, with three seedlings grown in individual polybags per replicate. Significant interaction effects between T. diversifolia liquid fertilizer and NPK were observed on growth parameters, including plant height, stem diameter, leaf number, and leaf length. The combination of 200 mL L-1 T. diversifolia liquid fertilizer and 3 g per polybag of NPK resulted in the highest growth across both soil types. Peat soil showed comparatively better growth performance, attributed to higher water retention and organic matter content. These findings provide empirical evidence supporting the use of integrated organic and chemical fertilizers to enhance papaya seedling growth in low-fertility tropical soils.

RESUMEN El uso de suelos marginales, particularmente turba (Histosol) y Ultisol, presenta desafíos debido a su baja fertilidad y características físicas y químicas desfavorables. Este estudio evaluó la eficacia de un fertilizante orgánico líquido derivado de Tithonia diversifolia (girasol silvestre) y un fertilizante NPK compuesto (con proporción 16:16:16) en la estimulación del crecimiento de plántulas de papaya (Carica papaya L.) en suelos marginales tropicales. Las muestras de suelo se recolectaron en tierras agrícolas de la provincia de Riau, Indonesia, donde los suelos de turba y Ultisol son dominantes y se utilizan comúnmente para la agricultura. Se realizó un experimento factorial utilizando un diseño de parcelas divididas y subdivididas con dos factores: fertilizante líquido de T. diversifolia (0, 100 y 200 mL L-1) y fertilizante NPK (0, 1,5 y 3 g por bolsa), aplicados tanto en suelos de turba como en Ultisol. Cada combinación de tratamiento se replicó tres veces en condiciones de campo abierto, con tres plántulas cultivadas en bolsas individuales por repetición. Se observaron efectos de interacción significativos entre el fertilizante líquido de T. diversifolia y el NPK sobre los parámetros de crecimiento, incluidos la altura de planta, el diámetro del tallo, el número de hojas y la longitud de las hojas. La combinación de 200 mL L-1 de fertilizante líquido de T. diversifolia y 3 g de NPK por bolsa resultó en el mayor crecimiento en ambos tipos de suelo. El suelo de turba mostró un rendimiento de crecimiento comparativamente mejor, atribuido a su mayor retención de agua y contenido de materia orgánica. Estos hallazgos proporcionan evidencia empírica que respalda el uso de fertilizantes orgánicos y químicos integrados para mejorar el crecimiento de plántulas de papaya en suelos tropicales de baja fertilidad.

In vitro propagation of sweet cucumber (Solanum muricatum Ait): Effects of auxins and cytokinins

ABSTRACT Sweet cucumber (Solanum muricatum Ait.) is a perennial shrub native to the Andean region and closely related to tomato and potato. Its fruit is valued for its high-water content and nutritional properties, including antioxidants, potassium, and vitamin C. However, its agricultural potential is constrained by low germination rates, high heterozygosity, and susceptibility to diseases. In vitro culture techniques offer a viable alternative for obtaining plant material with high genetic and phytosanitary quality. This study evaluated the in vitro regeneration of S. muricatum through organogenesis and shoot proliferation. During the establishment phase on semi-solid MS medium, supplementation with 1.5 mg L-1 indole-3-acetic acid (IAA) enhanced bud regeneration, increased shoot height (2.69 cm), and promoted root formation, whereas higher concentrations (2.0 mg L-1) negatively affected regeneration. Shoot proliferation was stimulated by specific combinations of auxins and cytokinins, particularly IAA+BAP (1.0 + 0.2 mg L-1), which produced taller explants (7.7 cm) with a greater number of leaves (11.9). These findings provide useful information for optimizing in vitro propagation conditions for S. muricatum, with potential applications in germplasm conservation, production of disease-free plants, and genetic improvement of this underutilized species.

RESUMEN El pepino dulce (Solanum muricatum Ait.) es un arbusto perenne originario de la región andina y estrechamente relacionado con el tomate y la papa. Su fruto es valorado por su alto contenido de agua y propiedades nutricionales, incluidos antioxidantes, potasio y vitamina C. Sin embargo, su potencial agrícola se ve limitado por las bajas tasas de germinación, la alta heterocigosidad y la susceptibilidad a las enfermedades. Las técnicas de cultivo in vitro ofrecen una alternativa viable para la obtención de material vegetal de alta calidad genética y fitosanitaria. Este estudio evaluó la regeneración in vitro de S. muricatum a través de la organogénesis y la proliferación de brotes. Durante la fase de establecimiento en medio MS semisólido, la suplementación con 1,5 mg L-1 de ácido indol-3-acético (IAA) mejoró la regeneración de las yemas, aumentó la altura de los brotes (2,69 cm) y promovió la formación de raíces, mientras que las concentraciones más altas (2,0 mg L-1) afectaron negativamente la regeneración. La proliferación de brotes fue estimulada por combinaciones específicas de auxinas y citoquininas, particularmente IAA+BAP (1,0+0,2 mg L-1), que produjeron explantes más altos (7,7 cm) con un mayor número de hojas (11,9). Estos hallazgos proporcionan información útil para optimizar las condiciones de propagación in vitro de S. muricatum, con aplicaciones potenciales en la conservación de germoplasma, la producción de plantas libres de enfermedades y el mejoramiento genético de esta especie subutilizada.

Non-destructive estimation of leaf area in hairy fleabane (Conyza bonariensis)

ABSTRACT Hairy fleabane (Conyza bonariensis) is a widespread and troublesome weed in agricultural systems, and estimating its leaf area (LA) is essential for growth analysis and weed management studies. This study aimed to develop equations to estimate the LA based on the linear dimensions of leaf blades. The relationships between the LA and the dimensional parameters of leaf blade (length and width) were studied in C. bonariensis var. angustifolia and C. bonariensis var. bonariensis. Both linear and power regression models were tested, and their performance was assessed using Root Mean Square Error (RMSE), index of agreement (dw), BIAS index, Pearson’s linear coefficient (r), and index of confidence or performance (c). The best-performing model used the product of length and width (L×W), yielding the highest r values and the lowest RMSE for both botanical varieties. Specific models provided better estimates than the general model. The linear equations LA = 0.6578 × (L×W) and LA = 0.5896 × (L×W) for C. bonariensis var. angustifolia and C. bonariensis var. bonariensis, respectively, were the most accurate for estimating their LA. These equations offer reliable, non-destructive tools for estimating LA in studies involving each variety, contributing to improved precision in weed science research.

RESUMEN La rama negra (Conyza bonariensis) es una maleza extendida y problemática en los sistemas agrícolas, y la estimación de su área foliar (AF) es esencial para el análisis del crecimiento y los estudios de manejo de malezas. El objetivo del estudio fue determinar ecuaciones para estimar el AF con base en dimensiones lineales de las láminas foliares. Se estudiaron las relaciones entre el AF y los parámetros dimensionales del limbo (longitud y anchura) en C. bonariensis var. angustifolia y C. bonariensis var. bonariensis. Se evaluaron modelos de regresión lineales y potenciales, y su desempeño se evaluó utilizando el Error cuadrático medio (RMSE), index of agreement (dw), índice BIAS, coeficiente lineal de Pearson (r) y el index of confidence or performance (c). El mejor modelo fue la basada en el producto longitud y anchura (L×A), ya que presentó los valores más altos de r y los más bajos de RMSE para ambas variedades botánicas. Los modelos específicos para cada variedad proporcionaron mejores estimaciones que un modelo general. Las ecuaciones AF = 0,6578 × (L×A) y AF = 0,5896 × (L×A) para C. bonariensis var. angustifolia y C. bonariensis var. bonariensis, respectivamente, fueron las más precisas. Estas ecuaciones constituyen herramientas confiables y no destructivas para la estimación del área foliar en estudios que involucran cada variedad, contribuyendo a mejorar la precisión en la investigación en ciencias de malezas.

Hydrogen production by dark fermentation from by-products of coffee wet processing and other organic wastes

ABSTRACT Wet coffee processing generates liquid and solid residues with a high organic load, which constitute a significant environmental problem in producing regions such as Pitalito, Huila (Colombia). This study evaluated hydrogen production by dark fermentation (DF) from first coffee wash water (FWCW) in co-digestion with vegetable waste (VW), sugarcane juice (SCJ), and coffee pulp (CP), without thermal pretreatments or external inoculation. The assays were carried out in a 35 L batch bioreactor under three treatments with different proportions (% v/v): L1 (18:25:5:5:14), L2 (18:48:0:0:35), and L3 (18:68:0:0:14), corresponding to VW, FWCW, CP, SCJ, and water, respectively. Treatment L1 reached the highest cumulative H2 production (70.03±2.65 L), as well as the best substrate volume yield (2.00±0.08 L H2 Lsubstrate -1) and H2 content (43.99±3.89%). According to the modified Gompertz model, L1 also presented the highest average production rate (2.70±0.82 L H2 h-1) and lag phase time of 24±6.93 h. The Wilcoxon test evidenced significant differences (P=0.05) in cumulative hydrogen production between L1 and L3, confirming the influence of substrate composition on the process. These results highlight that co-digestion of FWCW and VW represents a viable alternative for valorizing the byproducts generated in the wet coffee processing through hydrogen production.

RESUMEN El procesamiento húmedo del café genera residuos líquidos y sólidos con alta carga orgánica, los cuales constituyen una problemática ambiental significativa en regiones productoras como Pitalito, Huila (Colombia). Este estudio evaluó la producción de hidrógeno por fermentación oscura (DF) a partir de aguas del primer lavado de café (FWCW) en co-digestión con residuos vegetales (VW), jugo de caña (SCJ) y pulpa de café (CP), sin pretratamientos térmicos ni inoculación externa. Los ensayos se realizaron en un biorreactor batch de 35 L, bajo tres tratamientos con diferentes proporciones (% v/v): L1 (18:25:5:5:14), L2 (18:48:0:0:35) y L3 (18:68:0:0:14), correspondientes a VW, FWCW, CP, SCJ y agua, respectivamente. El tratamiento L1 alcanzó la mayor producción acumulada de H2 (70,03±2,65 L), así como el mejor rendimiento por volumen de sustrato (2,00±0,08 L H2 Lsustrato -1) y un contenido de H2 (43,99±3,89%). De acuerdo con el modelo de Gomperz modificado, L1 también presentó la mayor tasa media de producción (2,70±0,82 L H2 h-1) y un tiempo de fase Lag de 24±6,93 h. La prueba de Wilcoxon evidenció diferencias significativas (P=0,05) en la producción acumulada de hidrógeno entre L1 y L3, confirmando la influencia de la composición del substrato en el proceso. Estos resultados destacan que la co-digestión de las FWCW y VW representa una alternativa viable para valorizar los subproductos generados en la vía húmeda del café mediante la generación de hidrógeno.

Global trends in sustainable cocoa (Theobroma cacao L.) production: A bibliometric analysis (2019-2025)

ABSTRACT Currently, there is global concern about rising temperatures, which, together with the food risk, is causing climate change. In addition, cocoa (Theobroma cacao L.) production is questioned because of its production method, which generates deforestation and high energy and water consumption in the process. These environmental problems cause a bad image in the sector, and uncertainty in the overall production of the cocoa industry, which has been striving to implement sustainable practices to mitigate the effects of climate change. However, solutions to this environmental issue have received little attention from the scientific community, and the need has arisen to investigate sustainable solutions for the cocoa industry. This study aims to conduct a bibliometric analysis to identify global sustainable trends that have been researched in the cocoa industry. For this purpose, a search strategy was designed and applied in the Scopus and Web of Science (WoS) databases, to collect information, filtering the results, in the categories of articles related to the agriculture and business groups in the 2019-2025 period, published in journals cataloged in quartiles one and two. Using the R programming language for information processing, 56 documents were found. Eleven sustainable practices were identified in the industry to improve social, economic, and environmental performance, through waste valorization, soil improvement, reduction of water and energy consumption, and the adoption of green certifications. Finally, a framework is proposed for integrating the links in the supply chain with the practices for making them most sustainable.

RESUMEN En la actualidad, existe preocupación mundial por el aumento de las temperaturas que, junto con el riesgo alimentario, provoca el cambio climático. Además, la producción de cacao (Theobroma cacao L.) se cuestiona por su método de producción, que genera deforestación y un elevado consumo de energía y agua en el proceso. Estos problemas medioambientales causan mala imagen en el sector e incertidumbre en la producción global de la industria del cacao, que se ha esforzado por aplicar prácticas sostenibles para mitigar los efectos del cambio climático. Sin embargo, las soluciones a este problema ambiental han recibido poca atención por parte de la comunidad científica y ha surgido la necesidad de investigar soluciones sostenibles para la industria. Este estudio tiene como objetivo realizar un análisis bibliométrico para identificar tendencias globales sostenibles que se han investigado en la industria del cacao. Para ello, se diseñó una estrategia de búsqueda aplicada en las bases de datos Scopus y Web of Science (WoS), con el propósito de recopilar información, filtrando los resultados, en las categorías de artículos relacionados con los grupos de agricultura y negocios en el periodo 2019-2025 publicados en revistas catalogadas en los cuartiles uno y dos. Utilizando el lenguaje de programación R para el tratamiento de la información, hallando 56 documentos. Se identificaron 11 prácticas sostenibles en la industria, con el objetivo de mejorar el rendimiento social, económico y medioambiental, mediante la valorización de los residuos, la mejora del suelo, la reducción del consumo de agua y energía y la adopción de certificaciones verdes. Por último, se propone un marco para integrar los eslabones de la cadena de suministro con las prácticas para hacerla sostenible.

Gluten-free cookies made with white carrot (Arracacia xanthorrhiza Bancr) and rice (Oryza sativa) flour

ABSTRACT White carrot (Arracacia xanthorrhiza Bancr) flour is a rich source of nutrients, dietary fiber, and antioxidants such as polyphenols, while rice (Oryza sativa) flour is valued for its flavor and emulsifying properties. This study aimed to develop gluten-free cookies by combining white carrot flour and rice flour. A completely randomized design with a factorial arrangement A×B was used, where factor A was the flour ratio and factor B was the dough resting time, resulting in six treatments with three replicates (18 experimental units). Physicochemical, sensory, and microbiological analyses were conducted. Statistical differences were determined using the Tukey test (P<0.05) with InfoStat software. The results of the physicochemical analysis showed that treatment T1 (90% carrot flour/10% rice flour + 10 min rest) had the highest values of protein (5.39%), fat (20.01%), and fiber (18.66%). In sensory evaluation, T1 also obtained the highest scores for odor (4.4), flavor (4.2), and texture (4.0). Microbiological results confirmed that counts for molds, yeasts, and mesophilic aerobic bacteria were below the permissible limits established by INEN 1529-10 and NTE INEN 1529-5 standards. In conclusion, the proportion of white carrot and rice flour significantly influenced the physicochemical and sensory qualities of the gluten-free cookies, demonstrating the potential of these ingredients in functional food formulations.

RESUMEN La harina de zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza) es una fuente rica en nutrientes, fibra dietética y compuestos antioxidantes como los polifenoles, mientras que la harina de arroz (Oryza sativa) se caracteriza por su sabor y capacidad emulsionante. El objetivo de este estudio fue elaborar galletas libres de gluten a partir de la combinación de harina de zanahoria blanca y harina de arroz. Se utilizó un diseño completamente al azar con un arreglo factorial A×B, donde el factor A fue la proporción de harinas y el factor B el tiempo de reposo de la masa, obteniendo seis tratamientos con tres repeticiones (18 unidades experimentales). Se realizaron análisis fisicoquímicos, sensoriales y microbiológicos. Las diferencias estadísticas se evaluaron mediante la prueba de Tukey (P<0,05) utilizando el software InfoStat. Los resultados del análisis fisicoquímico indicaron que el tratamiento T1 (90% harina de zanahoria/10% harina de arroz + 10 min de reposo) presentó los mayores valores de proteína (5,39%), grasa (20,01%) y fibra (18,66%). En la evaluación sensorial, T1 también destacó con puntajes más altos en olor (4,4), sabor (4,2) y textura (4,0). El análisis microbiológico mostró que los conteos de mohos, levaduras y aerobios mesófilos estuvieron por debajo de los límites permitidos según las normas INEN 1529-10 y NTE INEN 1529-5. En conclusión, la proporción de harinas influyó significativamente en las características fisicoquímicas y sensoriales de las galletas, demostrando el potencial de estos ingredientes en formulaciones de alimentos funcionales.

Assessment of physical properties and biological activity of chitosan beads with Citrus hystrix essential oil

ABSTRACT The production and application of chitosan (CS) beads containing Chúc essential oil (CB-EO) is a new advanced technique to address the growing demand for natural and effective food preservation solutions, offering a sustainable alternative to synthetic preservatives. CB-EO was created at different Chúc essential oil (ChEO) concentrations of 0, 0.5, 1, and 2% (v/v). The CB-EO quality indicators were also evaluated in the experiments, such as yield and size, swelling ratio, antioxidant and antibacterial activity, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM). Results showed that as ChEO concentration increased, antioxidant capacity rose from 33.5 to 40.8%, and the antibacterial inhibition zone diameter expanded from 3.67 to 8.33 mm. Bead collection efficiency changed insignificantly, from 31 to 34 beads per 2 mL of solution. Sphericity was not truly perfect, only reaching 59.60-66.60%. The swelling ratio did not depend on the presence of ChEO. The CB-EO was observed to be in the shape of a bean, with a smooth and wrinkled surface. FTIR analysis showed no new bonds or differences formed between the samples. Moreover, the crystallization ability of the beads showed a decrease in the diffraction intensity at the 28° position, which changed depending on the ChEO concentration. These findings demonstrate CB-EO's significant potential as a natural, highly effective agent for extending food shelf life and enhancing safety. Further research is needed to optimize encapsulation efficiency and evaluate practical application in various food matrices. Overall, the obtained results are promising and suggest good potential for future development and application.

RESUMEN La producción y aplicación de perlas de quitosano (CS) que contienen aceite esencial de Chúc (CB-EO) es una nueva técnica avanzada e innovadora para satisfacer la creciente demanda de soluciones naturales y efectivas en la conservación de alimentos, ofreciendo una alternativa sostenible a los conservantes sintéticos. Para reemplazar gradualmente los conservantes sintéticos actuales, se creó CB-EO en diferentes concentraciones de aceite esencial de Chúc (ChEO) de 0, 0,5, 1 y 2% (v/v). En el experimento también se evaluaron los indicadores de calidad del CB-EO, como el rendimiento y el tamaño, la relación de hinchamiento, la actividad antioxidante y antibacteriana, la espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR), la difracción de rayos X (XRD) y la microscopía electrónica de barrido (SEM). Los resultados mostraron que, a medida que aumentaba la concentración de ChEO, la capacidad antioxidante se incrementó del 33,5 al 40,8%, y el diámetro del halo de inhibición antibacteriana se amplió de 3,67 a 8,33 mm. La eficiencia de recolección de perlas cambió de manera insignificante, de 31 a 34 perlas por 50 mL de solución. La esfericidad no fue realmente perfecta, alcanzando solo el 59,60-66,60%. La relación de hinchamiento no dependió de la presencia de ChEO. Se observó que el CB-EO tenía la forma de un frijol, con una superficie lisa y arrugada. El análisis FTIR no mostró nuevos enlaces ni diferencias formadas entre las muestras. Además, la capacidad de cristalización de las perlas mostró una disminución en la intensidad de difracción en la posición 28°, que cambió dependiendo de la concentración de ChEO. Estos hallazgos demuestran el gran potencial del CB-EO como agente natural y altamente efectivo para prolongar la vida útil de los alimentos y mejorar su seguridad. Se necesitan más investigaciones para optimizar la eficiencia de encapsulación y evaluar su aplicación práctica en diferentes matrices alimentarias.

Postharvest conditions of Capsicum annuum and their effect on hot sauce added Ananas comosus

ABSTRACT Postharvest handling of ingredients directly influences the sensory quality and stability of derived food products. This study aimed to evaluate the effect of the postharvest condition of chili pepper (Capsicum annuum L.) (fresh or dehydrated) and its proportion with pineapple (Ananas comosus (L.) Merr.) on the physicochemical and sensory properties of a hot sauce. A completely randomized design with a factorial A×B arrangement (chili condition × pineapple percentage) was used, generating six treatments with three replications. Physicochemical variables were analyzed using ANOVA and Tukey's test (P≤0.05), while sensory attributes were evaluated using the Kruskal-Wallis test. Treatments with dehydrated chili (T4-T6) showed higher pH, soluble solids content, and favorable sensory attributes such as color and flavor, with T4 (40% pineapple) standing out due to its high acceptability and lower pungency perception. In contrast, treatments with fresh chili (T1-T3) exhibited higher acidity, moisture, and pungency threshold, negatively affecting texture and overall perception. T6 reached the highest °Brix content (22.87), while T1 had the highest moisture (78.42%) and pungency (3.90). It is concluded that the use of dehydrated chili, especially in combination with 40-50% pineapple, significantly improves physicochemical and sensory parameters, enhancing product stability and consumer acceptance. These findings highlight the importance of postharvest handling in optimizing the formulation of value-added food products by balancing flavor, texture, and stability.

RESUMEN El manejo postcosecha de ingredientes influye directamente en la calidad sensorial y estabilidad de productos derivados. Este estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto del estado postcosecha del ají (Capsicum annuum (L.)) (fresco o deshidratado) y su proporción con piña (Ananas comosus (L.) Merr.) sobre las propiedades fisicoquímicas y sensoriales de una salsa picante. Se empleó un diseño completamente al azar con arreglo factorial A×B (estado del ají × porcentaje de piña), generando seis tratamientos con tres repeticiones. Las variables fisicoquímicas se analizaron mediante ANOVA y prueba de Tukey (P≤0,05), y los atributos sensoriales con Kruskal-Wallis. Los tratamientos con ají deshidratado (T4-T6) presentaron mayor pH, contenido de sólidos solubles y atributos sensoriales favorables como color y sabor, destacando T4 (40% piña), con alta aceptabilidad y menor percepción de pungencia. En contraste, los tratamientos con ají fresco (T1-T3) exhibieron mayor acidez, humedad y umbral de pungencia, lo que afectó negativamente la textura y percepción global. T6 alcanzó el mayor contenido de °Brix (22,87), mientras que T1 mostró la mayor humedad (78,42%) y pungencia (3,90). Se concluye que el uso de ají deshidratado, especialmente combinado con 40-50% de piña, mejora significativamente los parámetros fisicoquímicos y sensoriales, favoreciendo la estabilidad y aceptación del producto. Esta evidencia resalta la importancia del manejo postcosecha para optimizar la formulación de alimentos con valor agregado, equilibrando sabor, textura y estabilidad.

Genetic variants of caseins and β-lactoglobulin in Lucerna cattle and their association with milk quality

ABSTRACT This study aimed to evaluate the variation in the genes CSN1S1, CSN2, CSN1S2, CSN3 and LGB in the Lucerna breed (LUC). For this purpose, 94 LUC animals and 10 Hartón del Valle (HDV) animals were genotyped using the GGP™ Bovine 150 K chip, which contains four single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in the CSN1S1 gene, 14 in the CSN2 gene, two in the CSN1S2 gene, 12 in the CSN3 gene and 11 in the LGB gene. Haplotypes and protein variants of α S1 -CN, β-CN, α S2 -CN, κ-CN and β-LG were reconstructed. Genotypic frequencies of the major variants were compared between sexes and generations. Hardy-Weinberg equilibrium, wF ST and F IS values were assessed for each of the SNPs. LD values and haplotype frequencies for the caseins were estimated and plotted. The CSN1S1*B, CSN2*A 2, CSN1S2*A, CSN3*A and LGB*B variants were the most frequent in both breeds. Genotype frequencies did not vary between sexes, and only the CSN2*A 2 A 2 genotype varied between generations. Hardy-Weinberg equilibrium was maintained for all markers, except for one SNP in the LGB gene. The wF ST values obtained were very low according to sex (wF ST=0.0043) and generation (wF=0.02ST6). The F IT value was -0.0086. Nineteen CSN1S1-CSN2-CSN1S2-CSN3 haplotypes were found in LUC and eight in HDV with different frequencies. The genetic linkage between the casein genes was low. In conclusion, the genes studied are polymorphic, with a high frequency of variants related to milk production, quality and technological performance. These results can be used in assisted selection programs aimed at improving milk quality and processing traits.

RESUMEN El objetivo de esta investigación fue evaluar la variación en los genes CSN1S1, CSN2, CSN1S2, CSN3 y BLG en la raza Lucerna (LUC). Para ello, 94 animales LUC y 10 animales Hartón del Valle (HDV) fueron genotipados usando el chip GGP™ Bovine 150 K, que tiene cuatro SNPs en el gen CSN1S1, 14 en el gen CSN2, dos en el gen CSN1S2, 12 en el gen CSN3 y 11 en el gen LGB. A partir de los cuales fueron reconstruidos los haplotipos y variantes proteínicas de la α S1 -CN, β-CN, α S2 -CN, κ-CN y β-LG. Se compararon las frecuencias genotípicas de las variantes más importantes entre sexos y generaciones. Se evaluó el equilibrio de Hardy-Weinberg y los valores de wF ST y F IS para cada uno de los SNPs. Se estimaron y graficaron los valores de LD y las frecuencias haplotípicas para las caseínas. Las variantes CSN1S1*B, CSN2*A 2 , CSN1S2*A, CSN3*A y BLG*B fueron las más frecuentes en ambas razas. Las frecuencias genotípicas no variaron entre sexos, y solo el genotipo CSN2*A 2 A 2 varió entre generaciones. Todos los marcadores mostraron equilibrio de Hardy-Weinberg, excepto un SNP en el gen BLG. Los valores de wF ST obtenidos fueron muy bajos por el sexo (wF ST =0,0043) y generación (wF ST =0,026). Mientras que, el valor de F IT fue de -0,0086. Se encontraron 19 haplotipos CSN1S1-CSN2-CSN1S2-CSN3 en LUC y ocho en HDV con frecuencias diferentes. El ligamiento genético fue bajo entre los genes de las caseínas. En conclusión, los genes evaluados son polimórficos y con alta frecuencia de las variantes relacionadas con mayor producción mejor calidad y rendimiento tecnológico de la leche. Estos resultados pueden ser utilizados en programas de selección asistida destinados a mejorar la calidad de la leche y los rasgos de procesado.

Effect of antibiotic residues from subclinical mastitis on β-lactoglobulin concentration in bovine and goat milk

ABSTRACT β-Lactoglobulin (β-LG) is an important milk protein, accounting for approximately 10% of total milk protein and 50-60% of whey proteins. Its concentration can vary depending on the species and several factors, including the use of antibiotics in the treatment of conditions such as subclinical mastitis. If withdrawal periods are not properly observed, antibiotic residues may remain in the milk, compromising its quality and posing risks to consumers. This study evaluated the effect of antibiotic residues from the treatment of subclinical mastitis on the concentration of β-LG in milk from cattle (Bos taurus) and goats (Capra hircus) on farms located in Paipa, Boyacá (Colombia). Twelve milk samples were collected from Simhol and Jerhol cattle and from Saanen and Alpina goats that tested positive for subclinical mastitis using the CMT. Samples were collected before and 24 hours after treatment with beta-lactams and tetracyclines. β-LG concentration was quantified by reverse-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC), and the data were analyzed using a linear model under a 2×2 factorial design with the following factors: antibiotic residues (present-absent) and species (cow-goat). A significant reduction of 0.43 g L-1 (P<0.05) in β-LG concentration was observed in association with the presence of antibiotic residues, with no interaction with species. These results are exploratory and suggest a possible negative impact of antibiotics on the functional and nutritional quality of milk, potentially related to protein carbonylation processes.

RESUMEN La β-Lactoglobulina (β-LG) es una proteína importante de la leche, representando aproximadamente el 10% del total proteico y entre el 50-60% de las proteínas del suero. Su concentración puede variar según la especie y diversos factores, como el uso de antibióticos en el tratamiento de enfermedades como la mastitis subclínica, los cuales, si no se respetan los tiempos de retiro, pueden dejar residuos en la leche que podrían comprometer su calidad composicional e inocuidad, representando un riesgo para el consumidor final. Este estudio evaluó el efecto de los residuos de antibióticos en el tratamiento de mastitis subclínica sobre la concentración de β-LG en leche de bovinos (Bos taurus) y caprinos (Capra hircus), en fincas ubicadas en Paipa, Boyacá (Colombia). Se recolectaron 12 muestras de leche de bovinos Simhol y Jerhol y caprinos Saanen y Alpina, positivos para esta afección mediante CMT. Las muestras se tomaron antes y 24 horas después del tratamiento con betalactámicos y tetraciclinas. La β-LG se cuantificó por medio de cromatografía líquida de alta resolución en fase reversa (RP-HPLC), y los datos se analizaron mediante un modelo lineal bajo un diseño factorial 2×2 con los factores: residuos antibióticos (presencia-ausencia) y especie (vaca-cabra). Se observó una reducción significativa de 0,43 g L-1 (P<0,05) en la concentración de β-LG asociada a la presencia de residuos antibióticos, sin interacción con la especie. Estos resultados constituyen hallazgos exploratorios que sugieren un posible impacto negativo de los antibióticos sobre la calidad funcional y nutricional de la leche, posiblemente relacionado con procesos de carbonilación proteica.

Root colonization of tamarind tree (Tamarindus indica L.) and occurrence of arbuscular mycorrhizal fungi in soils - Sopetrán, Antioquia

ABSTRACT The tamarind tree (Tamarindus indica L.) is a multipurpose species, primarily used in the food and medical industries, cultivated by traditional growers who do not employ a fertilization process in their crop fields. In Colombia, few studies have related the presence of this plant in low-fertility soils to the colonization of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi. This study aims to know the AMF associated with the rhizosphere of tamarind trees in the tropical dry forest from the Western Antioquia region, and to establish the AMF colonization of the roots. For this purpose, samples of the rhizosphere and roots from a production plot were taken, spores were extracted and morphotype identification was made, and after slide mounting, the spores were described under the microscope based on their morphological characteristics and identified using specialized identification keys. In the previously decolorized and dyed roots, the fungi colonization was determined, distinguishing hyphae, arbuscules and vesicles presence. Fifteen species of AMF were described, 53% of them belonging to the Glomeraceae family and 20% to the Acaulosporaceae family. The mycorrhizal colonization was observed in 50% of samples, hyphae were found in 39%, arbuscules in 31%, and vesicles in 14%. This record is higher than other reports on T. indica, which may indicate the importance of this symbiosis for the plant in traditional production systems studied.

RESUMEN El tamarindo (Tamarindus indica L.) es una especie multipropósito, usada principalmente con fines alimenticios y medicinales, cultivada por productores tradicionales, quienes no realizan fertilización del cultivo. En Colombia hay pocos estudios que relacionen la presencia de estas plantas en suelos de baja fertilidad natural y la colonización por hongos micorrízicos arbusculares (HMA). Este trabajo tuvo como objetivo conocer los HMA asociados a la rizosfera de árboles de T. indica, en el bosque seco tropical del occidente cercano de Antioquia y establecer la colonización de HMA de las raíces. Para ello se tomaron muestras de rizosfera y raíces de un lote en producción, se hizo extracción de esporas para su separación por morfotipo, luego del montaje las esporas fueron descritas en sus características morfológicas en microscopio y determinadas con claves especializadas. En las raíces previamente decoloradas y teñidas se determinó la colonización por los hongos, discriminando la presencia de hifas, arbúsculos y vesículas. Se describieron 15 especies de HMA, un 53% de ellas pertenecientes a Glomeraceae y 20% a Acaulosporaceae. La colonización micorrícica encontrada fue de 50%, en el 39% de las muestras se hallaron hifas, en el 31% arbúsculos y en el 14% vesículas. Este registro es mayor a otros reportes en T. indica, esto puede ser indicativo de la importancia de esta simbiosis para la planta en los sistemas de producción tradicionales estudiados.

Woody Plant Medium optimizes in vitro germination and development of Calycophyllum spruceanum

ABSTRACT Climate change and biodiversity loss pose critical threats to ecosystems, making reforestation with native species an attractive mitigation strategy. However, seedling production systems need to be optimized. This study aimed to evaluate the effect of different culture media and concentrations on the germination and in vitro morphological development of Calycophyllum spruceanum. A completely randomized design with five treatments was used: 100% Murashige and Skoog (MS), 50% MS, 100% Woody Plant Medium (WPM), 50% WPM, and a control treatment (agar), with seven replicates per treatment. Germination parameters were evaluated for 21 days, and morphological development at 70 days. The main results showed that WPM and agar obtained the highest germination percentages (73.33 and 75.24%, respectively) and germination rate (2.02 and 2.32 seeds per day, respectively), while WPM stood out in terms of final germination time. In morphological development, WPM recorded the highest values for number of leaves (8.18), nodes (5.25), plant height (16.83 cm), and fresh and dry biomass (147.27 and 16.07 mg), compared to the other treatments. In addition, principal component analysis showed that WPM was associated with germination and development variables, with significant correlations. In conclusion, the WPM medium optimized germination and promoted the development of healthy and homogeneous seedlings, positioning it as an efficient alternative for propagation, ecological restoration, and native species conservation programs.

RESUMEN El cambio climático y la pérdida de biodiversidad representan amenazas críticas para los ecosistemas, por lo que la reforestación con especies nativas surge como una alternativa mitigadora. Sin embargo, se requiere optimizar los sistemas de producción de plántulas. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de diferentes medios de cultivo y concentraciones en la germinación y el desarrollo morfológico in vitro de Calycophyllum spruceanum. Se utilizó un diseño completamente al azar con cinco tratamientos: 100% Murashige and Skoog (MS), 50% MS, 100% WPM, 50% WPM y un tratamiento control (agar), con siete repeticiones por tratamiento. Se evaluaron parámetros de germinación durante 21 días y desarrollo morfológico a los 70 días. Los principales resultados demostraron que WPM y agar obtuvieron los mayores porcentajes de germinación (73,33 y 75,24%), índice de velocidad de germinación (2,02 y 2,32 semillas por día), mientras en el tiempo de germinación final, el WPM destacó. En el desarrollo morfológico, WPM registró los valores más altos de número de hojas (8,18), nodos (5,25), altura de planta (16,83 cm) y biomasa fresca y seca (147,27 y 16,07 mg), en comparación con los demás tratamientos. Además, el análisis de componentes principales mostró que WPM se asoció a las variables de germinación y desarrollo, con correlaciones significativas. En conclusión, el medio WPM optimizó la germinación y favoreció el desarrollo de plántulas saludables y homogéneas, lo que lo posiciona como una alternativa eficiente para programas de propagación, restauración ecológica y conservación de especies nativas.