Efecto de la luz en el perfil de flavonoides de extractos de Opuntia sp. Cultivados en biorreactores de inmersión temporal

Abstract

The Opuntia genus is known for its medicinal and nutritional properties. The pads or cladodes have sparked growing research interest due to their flavonoids, which are recognized for their antioxidant and health benefits. In vitro plant tissue culture, especially in temporary immersion bioreactors (TIB), has emerged as an effective option for producing flavonoids, often surpassing semi-solid medium culture. However, information on the proliferation of Opuntia shoots in TIB is scarce or non-existent. The automation and ability to adjust external factors in TIB offer significant potential for large-scale production of Opuntia and these bioactive compounds, opening new opportunities in the food and pharmaceutical industries. In this context, the objective of this project was to compare the flavonoid profile of extracts obtained from shoots cultivated in semi-solid medium and temporary immersion bioreactors of Opuntia. Initially, Opuntia velutina was established in vitro using a combination of detergent solution, biocide, 70% alcohol, and 6% chlorine, achieving a survival rate of 46.67%. Subsequently, the cultures were transferred to TIB, where various parameters were standardized for shoot proliferation, length, biomass, total polyphenols (TP), flavonoids (TF), and antioxidant capacity. Regarding standardization in TIB, it was observed that using 3 cycles/day with a 3-minute immersion, an average length of 1.122 cm and biomass of 0.773 g were obtained. With 300 mL of nutrient medium, an average length of 1.913 cm, biomass of 0.719 g, and 1.2 shoots were recorded. The addition of 1 mg/L of meta-topolin stimulated a proliferation of 1.937, results similar to those obtained in semi-solid medium.

El género Opuntia es conocido por sus propiedades medicinales y nutricionales. Las pencas o cladodios han despertado un creciente interés en la investigación debido a sus flavonoides, reconocidos por sus efectos antioxidantes y beneficiosos para la salud. El cultivo de tejidos vegetales in vitro, especialmente en biorreactores de inmersión temporal (BIT), ha emergido como una opción efectiva para producir flavonoides, a menudo superando al cultivo en medio semisólido. No obstante, la información sobre la proliferación de brotes de Opuntia en BIT es escasa o nula. La automatización y la capacidad de ajustar factores externos en los BIT ofrecen un potencial significativo para la producción a gran escala de Opuntia y de estos compuestos bioactivos, abriendo nuevas oportunidades en las industrias alimentaria y farmacéutica. En ese contexto, este proyecto tuvo como objetivo comparar el perfil de flavonoides de extractos obtenidos de brotes cultivados en medio semisólido y biorreactores de inmersión temporal de Opuntia. Inicialmente, se estableció Opuntia velutina in vitro mediante una combinación de solución de detergente, biocida, alcohol al 70 % y cloro al 6 %, logrando una supervivencia del 46.67 %. Posteriormente, los cultivos fueron transferidos a BIT, donde se estandarizaron diversos parámetros para la proliferación de brotes, longitud, biomasa, polifenoles totales (PT), flavonoides (FT) y capacidad antioxidante. En cuanto a la estandarización en BIT, se observó que utilizando 3 ciclos/día con una inmersión de 3 min, se obtuvo una longitud promedio de 1.122 cm y una biomasa de 0.773 g. Con 300 mL de medio nutritivo, se registró un promedio de longitud de 1.913 cm, biomasa de 0.719 g y 1.2 brotes. La adición de 1 mg/L de meta-topolina estimuló una proliferación de 1.937, resultados similares a los obtenidos en medio semisólido.