Extracción de moléculas fenólicas de las cáscaras de nuez y evaluación del efecto sobre el crecimiento en plántulas de maíz

Abstract

"El aprovechamiento de agroresiduos representa una estrategia prometedora para avanzar hacia sistemas agrícolas más sostenibles y de paso lograr una economía circular. En este contexto, los residuos generados por la agroindustria de la nuez pecanera (Carya illinoinensis) tienen un alto potencial de valorización, especialmente en el norte de México, donde este cultivo es una de las actividades agrícolas más importantes. México se posiciona como uno de los principales productores mundiales de nuez pecanera, con una producción superior a 164 000 toneladas anuales, concentrada principalmente en estados del norte como Chihuahua, Coahuila, Sonora y Durango. Sin embargo, este volumen de producción genera grandes cantidades de residuos agroindustriales, particularmente cáscaras, que pueden representar hasta el 50 % del peso del fruto procesado. Y generalmente, estos residuos han sido subaprovechados o considerados desechos, a pesar de contener una importante cantidad de compuestos bioactivos. La cáscara de nuez es rica en compuestos fenólicos, que poseen propiedades antioxidantes y biológicas relevantes. Estos metabolitos secundarios tienen la capacidad de modular procesos fisiológicos en plantas, lo que ha despertado interés de uso en el sector agrícola. Por lo que el objetivo de esta investigación fue obtener extractos hidrofílicos de cáscaras de nuez pecanera y evaluar su potencial antioxidante y bioestimulante en plántulas de maíz. Este estudio se planteó como una alternativa para aprovechar residuos agroindustriales, para la evaluación biológica se utilizó maíz (Zea mays L.) variedad AN-447. Para la obtención de los extractos se emplearon cáscaras de nuez previamente secadas a 70 °C durante 48 horas y posteriormente molidas hasta obtener un polvo fino. A partir de este material se realizaron tres tipos de extracción utilizando diferentes solventes: agua, metanol al 50 % y etanol al 50 %. En cada caso se utilizaron 50 g de material vegetal mezclados con 1 L de solvente y sometidos a agitación durante 6 horas, con el fin de facilitar la liberación de compuestos solubles. Posteriormente, los extractos se filtraron y se utilizaron para su caracterización química. Los análisis mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas permitieron identificar diversos compuestos fenólicos, entre los que destacan la quercetina y el ácido clorogénico. Los resultados mostraron que el extracto de metanol presentó la mayor concentración de quercetina (199.4 mg L⁻¹), mientras que el extracto de etanol registró el mayor contenido de ácido clorogénico (346.15 mg L⁻¹). También se cuantificaron compuestos fenólicos totales y flavonoides. En este caso, el extracto metanólico presentó el mayor contenido de fenoles totales con 4.2 g L⁻¹, mientras que el extracto de agua registró la mayor concentración de flavonoides con 303.72 mg L⁻¹. Asimismo, se evaluó la capacidad antioxidante de los extractos mediante los métodos DPPH y ABTS, observándose que el extracto obtenido con agua presentó la mayor actividad antioxidante con un valor de 0.213 equivalentes de ácido ascórbico. Para evaluar el efecto bioestimulante, se estableció un diseño completamente aleatorizado con 13 tratamientos, incluyendo un testigo absoluto y diferentes concentraciones de los extractos (0, 1, 5 y 10 %). Se utilizaron 130 plantas, con 10 por tratamiento, aplicando los extractos vía foliar durante cuatro semanas. A las siete semanas se evaluaron variables de crecimiento como altura de planta, diámetro de tallo, número de hojas y biomasa fresca y seca. Algunos tratamientos mostraron efectos positivos en el crecimiento, destacando el extracto de metanol al 5 %, que presentó la mayor altura de planta (25.5 cm), y el extracto de etanol al 10 %, que registró el mayor diámetro de tallo (8.22 mm), en cuanto a la biomasa, el extracto de metanol a 10% presento el mayor peso fresco de hojas (2.87 g) lo que sugiere el potencial de estos extractos como bioestimulantes agrícolas."