Proyectos

Diseñar e implementar un >Laboratorio de Ecosistema de Humedales para el desarrollo y transferencia de herramientas biotecnológicas sustentables para la Regíon e O´Higgins, mediante monitoreo, extensión y educación

En la región de O’Higgins, como consecuencia de sus características agroclimáticas y recursos naturales, se han desarrollado sistemas productivos agrícolas, pecuarios y frutícolas que poseen características particulares valoradas tradicionalmente por los consumidores. No obstante, el aumento en la vulnerabilidad de los sistemas de producción acaecida por los efectos del cambio climático en las precipitaciones y en la presencia de eventos climáticos extremos hacen necesaria una valoración formal de estos atributos, que se traduzca en un diferencial de precios. Por otro lado, el aumento en la intensificación de la agricultura ha artificializado el sistema natural, generando una mayor presión sobre sus atributos estructurales y/o funcionales en la dimensión biofísica. Esta situación ha creado sistemas más simples, homogéneos y especializados, donde aumenta la velocidad de los flujos, se modifican los ciclos biogeoquímicos, y el funcionamiento del sistema se hace dependiente del aporte de cantidades crecientes de insumos, con mayor dependencia de fuentes externas y disminución de su capacidad natural de regulación interna. Esta incapacidad de regulación interna de sistemas artificializados genera la acumulación de compuestos en los productos que abandonan el sistema. Entre compuestos destacan pesticidas, herbicidas, minerales y antibióticos, entre otros. Finalmente, la búsqueda de un aumento en la rentabilidad de las explotaciones agropecuarias o de los intermediarios que comercializan sus productos, conlleva la realización de prácticas inescrupulosas que, junto con afectar la calidad de los productos, ponen en riesgo la salud de los consumidores. Considerando lo anteriormente descrito, se requiere de un aumento de la sostenibilidad de los sistemas de producción agropecuarios, respaldado en una visión integral de la producción, que valore la forma de producción (en sus componentes social y ambiental), el lugar de procedencia, y a la vez los atributos de calidad e inocuidad que estos componentes entregan a los alimentos. En vista de los requerimientos antes descritos, surge la necesidad de tecnologías y protocolos que permitan validar la calidad, origen e inocuidad de los productos agropecuarios. En Chile se han realizado esfuerzos para abordar esta temática, incluyendo el desarrollo de Sello de Origen y recientemente, a través de seminarios sobre Fraude alimentario y del proyecto de generación de un Sistema Nacional de Referencia para la Autenticidad de los Alimentos y la trazabilidad del origen, liderados por ACHIPIA. Entre las tecnologías utilizadas para el control de calidad de alimentos, destaca por sus características de rapidez, inocuidad, flexibilidad y potencialidad, la tecnología NIR (Near Infrared Reflectance). Así, dentro de la literatura técnica y científica, es posible encontrar aplicaciones para un amplio abanico de productos, entre los que se incluyen carne, lácteos, miel, hortalizas y frutas, en un set de aplicaciones que incluyen aspectos de calidad, patrones de alimentación animal, detección de pesticidas y detección de antibióticos, por mencionar algunas. Teniendo presente la anterior, y considerando que el primer paso para la generación de mecanismos de autenticidad de productos agropecuarios es la capacitación de capital humano, la propuesta tiene como objetivo principal fortalecer la colaboración internacional para la implementación del uso de la tecnología NIR como una herramienta de validación de calidad, origen e inocuidad de productos agropecuarios en la región de O’Higgins a través de la capacitación y difusión de las potenciales áreas de aplicación, y a través de la aplicación de tecnología en tres productos ejemplos: miel, carne de cordero y lechugas.

In modern agriculture the production of fresh vegetables requires the use of pesticides to control pest and diseases during the vegetation period as pre- or post-harvest treatment. However, the improper use of pesticides due to overuse, harvesting before the Pre-Harvest Interval (PHI), can lead a high number of pesticides residues increasing the exposure and impacts on human health. Different scientific evidences and official data from the national surveillance shown that pesticides in Chile are not enough regulated and monitored for their import, registration, agricultural and domestic use. In addition, scientific papers have shown serious concerns due to presence of Highly Hazardous Pesticides (HHPs) in highly consumed fresh vegetables in Chile from farmers, food street markets and supermarkets mainly in the Metropolitan Region. Currently pesticide residues represent a national concern due to serious transgression of Chilean Maximum Residue Levels (MRLs) and number and concentrations of HHPs. The HHPs are acknowledged to present high levels of acute or chronic hazards to human health and environment under the criteria of the World Health Organization (WHO), the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemical (GHS), and the international agreements or conventions (Rotterdam, Stockholm or Paris). There is a relevant need to support and provide to official authorities with novel and high-quality information of mitigation strategies for reducing the presence of HHPs residues in food. Also, the methodologies to obtain processing factors and to evaluate risk assessment are necessary for modify the current regulation to restrict or ban the authorization of HHPs in Chile. On another hand, non-thermal technologies for reducing pesticide residues appears as a suitable strategy to reduce the presence of pesticide residues in fresh food. Therefore, the main objective is to study the effect of nonthermal technologies on highly hazardous pesticides residues on fresh vegetables including their associated processing factors and risk assessment according the Maximum Residue Levels of pesticides in Chile. Two specific aims have been proposed; to determine the effects of non-thermal technologies on highly hazardous pesticides in fresh vegetables and their corresponding processing factors and maximum residue levels; to evaluate health risk assessment of highly hazardous pesticides according the processing factors and maximum residue levels. The method of extraction will be "quick, easy, cheap, effective, rugged and safe" QuEChERS for HHPs multiresidues according to the guideline SANTE 2017 provided by European Commission. The quantification for HHPs residues in leafy vegetables (lettuce and chard) and solanaceous vegetables (tomatoes and peppers) will be using Liquid and Gas Chromatography (HPLC-MS/MS and GC-MS/MS) based on the guideline SANTE 2017 provided by European Commission. Different parameters will be validated such as %RSD, uncertainty, limit of detection and quantification (LOD, LOQ). During the fourth year of project each season vegetables will be cultivated under good agricultural practices (GAP) in the Experimental Field Talagante at Universidad de Las Americas (UDLA). Twenty HHPs will be used for their high presence and transgression of the Maximum Residue Levels (MRLs) of Chile at the National Surveillance of Agricultural and Livestock Services (SAG) reported in the last five years. The applications will be set up at the field rate (FR) proposed in the labelling of the products and doble field rate (2FR) to emulate the overuse of pesticides by farmers with the purpose to have high levels of HHPs for the non-thermal technologies. The vegetables will be transported under refrigerated conditions (-4ºC) to the Laboratory of Chemistry at UDLA. The non-thermal technologies were selected for their novelty and promising results for reducing pesticides residues: Cold Plasma, UV light, ultrasound and ozone (O3) will be used at two concentrations each one by three replicates for each treatment/vegetable. Controls with or without HHPs will be used to compare. After use non-thermal technologies, the processing factors will be determinate for each vegetable/HHPs/non-thermal technology. The risk assessment will be evaluated through the estimated daily intake (EDI), the Hazard quotient (HQ) and the chronic hazard index (cHI) for each HHPs. The pesticide residue intake models will be setup using data by the average body of Chileans, age, gender, and a mixture of data from the model PRIMo V 3.1 which is used by the European Food safety Authority (EFSA). The results of this project should be used to increase the knowledge of non-thermal technologies to decrease the serious levels of HHps in the most consumed fresh vegetables of Chile, reduce the number of transgressions of the Chilean MRLs, and decrease the hazard of HHPs to human health. Likewise, to support the decision-making process of national authorities for the restriction or ban of Highly Hazardous Pesticides.

Las micotoxinas son metabolitos producidos por algunos hongos del tipo Aspergillus, Penicillum o Fusarium, contaminantes habituales de alimentos que necesitan secado como granos, frutos secos y condimentos. Las micotoxinas son extremadamente tóxicas y afectan tanto a animales como humanos; las de mayor significancia son la ocratoxina A, aflatoxina, fumonisina, tricotecenos y zearalenona. En términos generales, las micotoxinas al ser ingeridas son absorbidas en el tracto gastrointestinal, metabolizadas en el hígado a través de reacciones de Fase I (oxidación) y Fase II (conjugación), y finalmente excretadas por orina y heces. El principal órgano afectado por la exposición a micotoxinas es el hígado, órgano central del metabolismo, incrementando el tamaño hepático, el estrés oxidativo y modificando los niveles de lisofosfatidilcolina, que puede aumentar la apoptosis a través de la producción de especies reactivas de oxígeno. Además, se ha descrito que algunas de las micotoxinas pueden tener efectos endocrinos, principalmente de tipo estrogénico. La zearalenona (ZEN) es una de las micotoxinas más importantes producidas por Fusarium spp. Los hongos del tipo Fusarium son uno de los más frecuentes encontrados en Chile, y se ve aumentada en condiciones de estrés hídrico. La ZEN es termoestable y no se degrada por el procesamiento. La ZEN es una fusariotoxina estrogénica, es decir se clasifica como un fitoestrógeno o como un micoestrógeno, ya que su estructura química es análoga a la de los estrógenos naturales. Esto permite su unión con los sitios receptores estrogénicos, lo que conduce a una estrogenicidad amplificada. Como resultado, la intoxicación por ZEN conduce con mayor frecuencia a disrupción endocrina y trastornos del sistema reproductivo. Los metabolitos hepáticos pueden tener aun mayor afinidad con los receptores estrogénicos; por ejemplo, el alfa-zearalenol (α-ZEL) es 60 veces más estrogénico que ZEN. Si bien en Chile se han realizado estudios de biomonitoreo de micotoxinas, no existe en la actualidad información sobre la exposición a ZEN y sus metabolitos especialmente en mujeres y sus posibles efectos como disruptores hormonales. En este contexto, existe una condición endocrinometabólica muy prevalente en la población chilena denominada “Síndrome de ovario poliquístico” (SOP), la cual se caracteriza por la presencia de un exceso de hormonas andrógenicas, irregularidad menstrual y morfología de ovarios poliquísticos. Además, las mujeres con SOP poseen un mayor riesgo de desarrollar alteraciones metabólicas como resistencia a la insulina, diabetes tipo 2, síndrome metabólico y enfermedad cardiovascular, impactando su calidad de vida. El estudio de la fisiopatología del SOP es desafiante ya que es una condición muy heterogénea, sin embargo, se ha descrito que el hiperandrogenismo, la disfunción ovulatoria, alteraciones en la pulsatilidad de la hormona liberadora de gonadotrofinas (GnRH) y la resistencia a la insulina, tienen un rol clave en el desarrollo de esta condición. Por otra parte, el exceso de andrógenos incrementa los niveles de insulina y reduce la producción de la globulina transportadora de hormonas sexuales (SHBG) en el hígado, lo que aumenta la circulación de testosterona bioactiva libre. Además, la hiperinsulinemia estimula la síntesis de andrógenos activando la vía de la esteroidogénesis e incrementa estados de inflamación y estrés oxidativo, debido a la disfunción mitocondrial, promoviendo el desarrollo de un círculo vicioso. Sin embargo, la contribución individual de estos factores puede variar entre las pacientes, dando cuenta de la heterogeneidad clínica que se observa en la clínica. Aunque en su etiología se han implicado factores genéticos y de estilo de vida, cada vez hay más pruebas de que la exposición a contaminantes ambientales, incluyendo los disruptores endocrinos, también pueden contribuir significativamente al desarrollo y la fisiopatología del SOP. En este contexto, el rol de las micotoxinas como disruptores endocrinos no ha sido estudiado extensamente en el contexto del SOP, y debido a posibles efectos acumulativos e interacciones sinérgicas entre estos contaminantes, se requiere evaluar su potencial impacto en la fisiopatología del SOP. En particular, se ha considerado que las micotoxinas con actividad estrogénica, como la zearalenona, podrían influir en el equilibrio hormonal de las mujeres y potencialmente contribuir al desarrollo o exacerbación del SOP. De esta manera, el objetivo general de esta propuesta es evaluar los niveles circulantes de ZEN y sus metabolitos como posibles factores de riesgo dietarios, y determinar su posible asociación con alteraciones endocrinometabólicas en mujeres chilenas con SOP. Este objetivo será abordado mediante un estudio clínico en mujeres chilenas y un estudio in vitro. La investigación propuesta aportará información valiosa y novedosa sobre cómo factores dietarios contribuyen al desarrollo y severidad del SOP, abriendo nuevas vías para la comprensión y manejo de esta condición. Finalmente, esta propuesta se enmarca dentro del objetivo de vincular el ICA3 y el Instituto de Ciencias de la Salud, contribuyendo al objetivo estratégico de la Universidad de consolidar los Institutos de Investigación mediante la colaboración estrecha e interdisciplinaria. Más aún, el estudio aportará con formación de estudiantes de ambos institutos, la divulgación y difusión de los resultados del proyecto.

Este proyecto aborda los desafíos actuales relacionados con la inocuidad alimentaria en la Región de O'Higgins, particularmente en el contexto de cambio climático. Esta región, crucial para la producción agrícola en Chile, enfrenta riesgos emergentes como sequías prolongadas, aumento de plagas y enfermedades, e inundaciones. Estos fenómenos no solo afectan la producción, sino que también aumentan la vulnerabilidad de los pequeños agricultores y apicultores, quienes desempeñan un papel clave en la cadena alimentaria. Sin embargo, no se ha explorado lo suficiente cómo estos productores enfrentan la situación actual ni cómo adoptan prácticas de inocuidad alimentaria en este contexto. El objetivo general del proyecto es analizar, por primera vez en Chile, cómo diversos factores, como el conocimiento, la actitud, el control conductual percibido, y las normas sociales y morales, influyen en la intención de los agricultores y apicultores de adoptar prácticas de inocuidad alimentaria. Además, se incorpora un enfoque de género para evaluar cómo hombres y mujeres difieren en sus percepciones y adopción de estas prácticas. Los objetivos específicos incluyen: (1) evaluar el impacto conjunto de los mencionados factores en la intención de adoptar prácticas de inocuidad alimentaria; (2) analizar el efecto moderador del género en estas relaciones; y (3) realizar talleres participativos para difundir los resultados y fomentar la adopción de estas prácticas. Para lograr estos objetivos, el proyecto se basa en la Teoría del Comportamiento Planificado (TPB), la cual ha sido ampliamente utilizada para predecir comportamientos intencionales. Esta teoría sugiere que la intención de adoptar un comportamiento está determinada por tres factores principales: actitudes hacia el comportamiento, normas subjetivas y control conductual percibido. En el contexto de este estudio, se explorarán también las normas morales y el conocimiento como factores adicionales. Además, se utilizará la metodología de Modelos de Ecuaciones Estructurales (SEM) para analizar la relación entre estos factores y la intención de adoptar prácticas seguras en el ámbito de la agricultura y la apicultura. El estudio se desarrollará en la Región de O'Higgins con pequeños y medianos agricultores y apicultores. Se espera encuestar al menos a 200 participantes, asegurando que un 50% sean mujeres, lo que permitirá analizar las diferencias de género en la adopción de prácticas de inocuidad alimentaria. Los datos obtenidos a través de encuestas se someterán a un análisis factorial exploratorio para validar los constructos medidos y, posteriormente, se aplicarán los SEM para identificar relaciones entre variables y evaluar el impacto del género en la intención de adopción. El proyecto también contempla la realización de talleres participativos, donde agricultores y apicultores podrán discutir los resultados de la investigación y explorar soluciones conjuntas para mejorar la adopción de prácticas de inocuidad alimentaria. Estos talleres servirán no solo como una vía para la comunicación de resultados, sino también como un espacio para fomentar la co-creación de estrategias que puedan ser implementadas de manera efectiva por los productores. Los impactos esperados del proyecto son significativos tanto a nivel regional como nacional e internacional. En primer lugar, el estudio proporcionará un modelo teórico validado sobre la adopción de prácticas de inocuidad alimentaria en el contexto del cambio climático, lo cual contribuirá a la generación de políticas públicas y programas de capacitación para mejorar la resiliencia de los pequeños productores ante riesgos alimentarios emergentes. Además, el enfoque de género permitirá identificar y abordar las diferencias entre hombres y mujeres en la adopción de estas prácticas, lo que ayudará a diseñar intervenciones más inclusivas y equitativas. A nivel internacional, este proyecto se alinea con los esfuerzos globales para mitigar los impactos del cambio climático en la inocuidad alimentaria, y los hallazgos contribuirán al desarrollo de políticas y programas que integren la sostenibilidad en los sistemas agroalimentarios. Finalmente, este proyecto fortalecerá la colaboración interdisciplinaria entre las investigadoras, permitiendo la apertura de nuevas líneas de investigación en inocuidad alimentaria, cambio climático y equidad de género, y posicionando a la Universidad de O'Higgins como un referente en estudios sobre la adaptación al cambio climático en la agricultura y apicultura.

Se han identificado más de 400 micotoxinas, químicamente estables y habituales en alimentos, con efectos comprobados de carcinogenicidad, inmunosupresión, disrupción endocrina, genotoxicidad, neurotoxicidad y alteraciones en el crecimiento, desarrollo y reproducción. En este contexto, la baja natalidad en Chile acentúa la necesidad de proteger la infancia temprana(0-24 meses), etapa en que fórmulas, preparados y cereales constituyen una fuente de exposición. La evidencia internacional confirma su alta presencia en alimentos infantiles. En Chile, aunque los estudios son limitados, se ha detectado aflatoxinaM1, ocratoxinaA, deoxinivalenol y zearalenona. Sin embargo, el Reglamento Sanitario de los Alimentos(RSA) considera menos micotoxinas, con límites mucho menos estrictos que la UE y sin enfoque en la infancia, generando una brecha regulatoria. Este estudio, en línea con la Estrategia Nacional de Salud 2021-2030 (alimentación inocua, prevención de ECNT y desarrollo infantil), dotará al ISP de capacidades de vigilancia, fiscalización, investigación, transferencia tecnológica y referencia, mediante HPLC-MS/MS validado para 19 micotoxinas reguladas y emergentes. Objetivo: Evaluar el riesgo por exposición dietaria a micotoxinas en menores de 24 meses, mediante su determinación en fórmulas lácteas, alimentos preparados y cereales infantiles comercializados en Chile. Métodos: Estudio transversal; muestreo estratificado(300 muestras); análisis HPLC-MS/MS según norma UE para 19 micotoxinas(reguladas y emergentes); comparación regulatoria, cálculo de IDE(μg/kg-día) y caracterización del riesgo(HQ/MOE). Resultados esperados: línea base nacional de micotoxinas en alimentos infantiles por HPLC-MS/MS; identificación de ocurrencias y co-ocurrencias; comparación con límites UE; estimación de exposición y riesgo por grupo etario; y evidencia científica para actualizar el RSA, reduciendo riesgos y orientando políticas públicas en protección infantil.

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Sistema Articulado de Investigación en Cambio Climático y Sustentabilidad de Zonas Costeras de Chile CUECH/RISUE RED21992

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Objetivo general Evaluar el efecto de técnicas silviculturales sobre el establecimiento de especies del bosque esclerófilo (Kageneckia oblonga, Lithraea caustica, Quillaja saponaria y Schinus polygamus) en sitios degradados y de baja disponibilidad hídrica. Objetivos específicos Como hipótesis de investigación se plantea que (1) En la fase de establecimiento, plantas producidas en contenedores más largos y con poda lateral debieran presentar mayor volumen radicular y con ello mayor sobrevivencia en campo. Casillas con componentes retenedores de humedad tales como materia orgánica e hidrogel debieran presentar mayor contenido de humedad de suelo en el periodo estival y así mayor sobrevivencia de planta. (2) La aplicación de riego debiera generar mayor sobrevivencia solamente en plantas provenientes de contenedores más pequeños plantadas en casillas sin aplicación de componentes que retengan humedad. La metodología contempla la selección de un conjunto de especies endémicas pertenecientes al tipo forestal esclerófilo de interés para la restauración del bosque esclerófilo. En una primera fase en vivero, se analizarán los atributos de calidad de planta y los cambios morfológicos del sistema radical, generados a partir del cultivo en diferentes tipos de contenedor (tamaño 15x15 cm y 13x20cm) en todas las especies durante una temporada de crecimiento. La segunda fase de campo, contemplará una plantación experimental que se localizará en una zona rural de la Región Metropolitana cuyas características son representativas de ambientes con severas limitaciones abióticas para el establecimiento de plantaciones. Se establecerán parcelas de 3200 m2 para cada especie por separado. El estudio será un diseño factorial en bloques completos al azar con 16 tratamientos (n=50). Los tratamientos consisten en una combinación de 2 niveles de tamaño de contenedor (plantas provenientes de vivero), 4 niveles de casilla de plantación y 2 niveles de frecuencia de riego. En total se establecerán 3200 plantas de las 4 especies. Específicamente, se probará el uso de casillas de plantación profundas (40x80 cm), las cuales variarán en el tipo de combinación de materiales de relleno (control con suelo; mezcla suelo y rocas 3:1; mezcla suelo y materia orgánica 3:1; mezcla suelo e hidrogel 3:1). Adicionalmente, se aplicarán dos frecuencias de riego (riego de subsistencia cada 30 días y riego normal cada 7) en primavera y verano por dos temporadas de crecimiento. Se medirán los cambios en la humedad de suelo y la tasa de colonización de raíces en la casilla de plantación. Durante la estación seca estival (octubre a abril) se medirán la tasa de sobrevivencia y crecimiento de todas las especies, así como el estado hídrico de las plantas sometidas a diferentes frecuencias de riego. Resultados De los resultados de esta investigación se espera generar importante información acerca de alternativas de manejo de plantas en contenedor, así como validar la importancia del manejo de la casilla de plantación mediante el uso de una combinación de materiales que favorecen la capacidad de retención de agua y la infiltración en el suelo para promover el crecimiento de raíces en profundidad. Esta información es relevante en el área de la restauración ecológica, específicamente para la identificación de criterios de calidad de planta en vivero, selección de especies para ambientes semiáridos, diseño y planificación de plantaciones con énfasis en técnicas de conservación de la humedad en la casilla de plantación a largo plazo y con mínimo aporte de riego y la valorización de las prácticas potencialmente bonificables por la ley 20.283, que favorezcan la sobrevivencia de las especies en estudio.