Review on the ecophysiology of important Andean fruits: Solanaceae / Revisión de la ecofisiología de frutos andinos importantes: Solanaceae

ABSTRACT The high Andean areas present ecophysiological conditions suitable for the cultivation of many fruit species, especially of the Solanaceae family. The objective of this review is to present important ecophysiological information on four fruit trees grown in cold climates: Cape gooseberry (Physalis peruviana L.), tree tomato (Solanum betaceum Cav.), lulo (Solanum quitoense Lam.), and sweet cucumber o pear melon (Solanum muricatum Aiton). The cape gooseberry is a species well adapted to cold tropical climate, it is grown between 1,800 and 2,700m a.s.l., with temperatures of 13 to 16°C. It is highly adapted to high solar radiation and to the abrupt changes between the day and night temperatures. It requires a precipitation of 1,000 to 1,800mm year-1 uniformly distributed throughout the year, and is sensitive to water deficit but also to waterlogging and strong winds. The tree tomato, in Colombia, produces better from 1,800 to 2,600m a.s.l., with temperatures between 13 and 20°C, annual rainfall between 1,500 and 2,000mm, relative humidity around 80%, and solar brightness of 1,800 to 2,300 hours/year; it does not resist strong winds, water deficit or waterlogging. The lulo requires environments with high precipitation (1,000 to 2,800mm) and penumbra because it loses a lot of water through transpiration but waterlogging also affects it; it grows well in areas between 1,600 to 2,400m a.s.l. and 16 to 24°C, with photosynthesis rates up to of 34.03µmol CO2 m-2 s-1. The sweet cucumber is of growing interest in many exotic fruit markets, it grows at 900-2,800m a.s.l. with temperatures <25°C and responds well to air enrichment with CO2.

RESUMEN Las zonas altoandinas presentan condiciones ecofisiológicas aptas para el cultivo de muchas especies frutales, especialmente, de la familia Solanaceae. El objetivo de este artículo de revisión de literatura fue reunir la información ecofisiológica importante sobre cuatro frutales, cultivados en clima frío: uchuva (Physalis peruviana L.), tomate de árbol (Solanum betaceum Cav.), lulo (Solanum quitoense Lam.) y pepino dulce (Solanum muricatum Aiton). La uchuva es una especie bien adaptada a clima frio, se cultiva entre los 1.800 y 2.700m s.n.m., con temperaturas de 13 a 16°C. Es altamente adaptada a una elevada radiación solar y al cambio brusco entre la temperatura del día y de la noche. Requiere una precipitación de 1.000 a 1.800mm año-1, distribuido uniformemente durante el año; es sensible al déficit hídrico, pero también al encharcamiento y a los fuertes vientos. El tomate de árbol, en Colombia, produce mejor de 1.800 a 2.600m s.n.m., con temperaturas entre 13 y 20°C, con una precipitación anual entre 1.500 y 2.000mm y humedad relativa alrededor del 80%, con un brillo solar de 1.800 a 2.300 horas/año; no resiste vientos fuertes, déficit hídrico, ni anegamiento. El lulo requiere ambientes con alta precipitación (1.000 a 2.800mm) y penumbra, porque pierde mucha agua por transpiración, pero el anegamiento también lo afecta; crece bien en zonas entre 1.600 a 2.400m s.n.m. y 16 a 24°C, con tasas de fotosíntesis hasta de 34,03µmol CO2 m-2 s-1. El pepino dulce está generando un creciente interés en muchos mercados de los frutos exóticos, crece en 900-2.800m s.n.m., con temperaturas <25°C y responde bien al enriquecimiento con CO2.

Citogenética comparativa de Physalis peruviana en tres poblaciones cultivadas de Cajamarca, Perú / Comparative cytogenetics of Physalis peruviana from three cultivated populations from Cajamarca, Peru

Resumen En este trabajo se caracteriza y compara citogenéticamente Physalis peruviana "aguaymanto" de poblaciones cultivadas de la región Cajamarca: San Pablo, Celendín y Cajabamba. El número cromosómico más frecuente en las tres poblaciones fue 2n = 4x = 48 con frecuencias de 60, 50 y 34% en las poblaciones de San Pablo, Celendín y Cajabamba respectivamente. En menor frecuencia se encontró casos de aneuploidía somática. Los resultados permitieron distinguir cada población a partir de su fórmula cariotípica 17m+4sm+3t, 24m y 20m+2sm+2t que identifican a San Pablo, Celendín y Cajabamba respectivamente. Los cariotipos fueron caracterizados por la longitud total del complemento haploide (HCL) y los índices de simetría (S%), asimetría (A) y asimetría intra e intercromosómica (A1 y A2). El mayor valor de HCL se describió en San Pablo. Celendín presentó el mayor grado de simetría (S%=53.226 y A= 0.177), mientras que los cariotipos de San Pablo y Cajabamba fueron descritos como los más asimétricos. Se concluye que la condición más frecuente es la tetraploidía; aunque se evidencia diferente morfología cromosómica entre los cariotipos de las tres poblaciones.

Abstract In this work, we characterized cytogenetically Physalis peruviana "aguaymanto" and cultivated populations of the Cajamarca region: San Pablo, Celendín and Cajabamba are compared. The most frequent chromosomal number in the three populations was 2n = 4x = 48 with frequencies of 60, 50 and 34% in San Pablo, Celendín and Cajabamba respectively. Few cases of somatic aneuploidy were found. Our results let distinguish the populations by its karyotypic formula 17m + 4sm + 3t, 24m and 20m + 2sm + 2t (San Pablo, Celendín and Cajabamba respectively). Karyotypes were characterized by the total length of the haploid complement (HCL) and the indices of symmetry (S%), asymmetry (A) and intra and interchromosomal asymmetry (A1 and A2). The highest value of HCL was described in San Pablo. Celendín presented the highest degree of symmetry (S% = 53.226 and A = 0.177), while the karyotypes of San Pablo and Cajabamba were described as the most asymmetric. We concluded that the tetraploidy is most frequent condition; although there is evidence of different chromosomal morphology between the three populations.

Tolerance to irrigation water salinity in physalis plants: productive aspects / Tolerância à salinidade da água de irrigação em plantas de fisális: aspectos produtivos

The cultivation of non-traditional fruits has gained ground in the horticulture sector, but which, in certain situations, are plants that require previous studies related to soil adaptability, climate, and irrigation water quality. In this sense, this work aimed to evaluate the effects of irrigation water salinity on Physalis peruviana L. (fisális) plants in the different growth phases. The experimental area was installed on the premises of the Federal University of Campina Grande, adopting a casualized block design, with four saline levels of irrigation water (0.3; 1.2; 2.1 and 3.0 dS m-1) and five repetitions per treatment. The variables analyzed were: stem diameter, plant height and number of leaves every 15 days, leaf area at 55 days after transplanting, number of side branches, number of flower buds, number of flowers, average fruit weight, polar diameter, and equatorial diameter of fruits, number of fruits per plant and productivity. According to the results, the plants were tolerant to saline levels of irrigation water of up to 3.0 dS m-1, without prejudice to the phenological and productive characteristics of the crop. The unitary increase in the salinity of the irrigation water did not result in damage to the physiological characteristics of the plants until the 60 days of transplanting. (AU)

O cultivo de frutas não tradicionais tem ganhado espaço no setor de hortifrútis, mas que, em determinadas situações, são plantas que requerem estudos prévios relacionados a adaptabilidade de solo, clima e qualidade da água de irrigação. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos da salinidade da água de irrigação em plantas de Physalis peruviana L. (fisális) nas distintas fases de crescimento. A área experimental foi instalada nas dependências da Universidade Federal de Campina Grande, adotando o delineamento em blocos casualizados, com quatro níveis salinos da água de irrigação (0,3; 1,2; 2,1 e 3,0 dS m-1) e cinco repetições por tratamento. As variáveis analisadas foram: diâmetro do caule, altura das plantas e número de folhas a cada 15 dias, área foliar aos 55 dias após o transplantio, número de ramos laterais, número de botões florais, número de flores, peso médio dos frutos, diâmetro polar e diâmetro equatorial dos frutos, número de frutos por planta e produtividade. Conforme os resultados, as plantas se mostraram tolerantes a níveis salinos da água de irrigação de até 3,0 dS m-1, sem prejuízos nas características fenológicas da cultura e produtivas. O aumento unitário da salinidade da água de irrigação não resultou em danos nas características fisiológicas das plantas até os 60 dias de transplantio. (AU)

Evaluation of in vitro antioxidant activity and HPTLC finger printing analysis of Physalis peruviana fruits

In this research work to evaluate in vitro antioxidant activity and HPTLC finger printing analysis of Physalis peruviana fruits. The chemical fingerprinting was carried out by high performance thin layer chromatography. It was carried out by the CAMAG HPTLC system equipped with Linomat V sample applicator, twin through plate development chamber, TLC scanner III and integration software WIN CATS-4.02. Physalis peruviana fruit extract was tested for phytochemical screening and in vitro anti-oxidant enzymes like 2, 2-diphenyl-1-picryl hydrazyl radical (DPPH), total antioxidant activity and reducing ability. Physalis peruviana fruit extract effectively scavenged free radicals at all different concentrations and showed its potent antioxidant activity. Phytochemical analysis revealed the presence of various major phytoconstituents like alkaloids, flavonoids, saponins, phenolics, tannins and anthraquinones. The HPTLC fingerprint qualitatively revealed predominant amount of quercetin. Physalis peruviana fruit extract will be subjected to further extensive studies to isolate and identify their active constituents which are useful for understanding their mechanism of action as antioxidants.

Virus-induced gene silencing (VIGS) in cape gooseberry (Physalis peruviana L., Solanaceae) / Silenciamento de genes induzidos por vírus (VIGS) em physalis (Physalis peruviana L., Solanaceae) / Silenciamiento génico inducido por virus (VIGS) en uchuva (Physalis peruviana L., Solanaceae)

Abstract Cape gooseberry (Physalis peruviana, L.) is a herbaceous plant belonging to the Solanaceae family that produces an edible berry appreciated for its nutraceutical and pharmaceutical properties. Its production is often limited by diseases and reproducible fruit quality. Recent studies have reported genes associated with fruit quality and resistance response to the root-infecting fungus Fusarium oxysporum f. sp. physali (Foph,) which causes vascular wilt. In order to standardize a method to validate the biological function of candidate genes in the non-model species P. peruviana, we tested the robust approach in reverse genetics, virus-induced gene silencing (VIGS). In this study, we validated and optimized VIGS using an insert of the phytoene desaturase (PDS) gene in a silencing viral vector generated from tobacco rattle virus (TRV). Leaves infiltrated with Agrobacterium (GV3101 strain) showed photo-bleached segments, which were distinctive for PDS suppression at 7 days post-infection (dpi). More than half of the treated plants showed photo-bleaching, indicating an efficiency rate of 50 % of the VIGS protocol. The results of this study showed that VIGS can be used for future functional gene characterization implicated in the immune response, disease resistance and fruit quality in capegooseberry.

Resumo A physalis (Physalis peruviana, L.) é uma planta herbácea pertencente à família Solanaceae, que produz uma baga comestível apreciada por suas propriedades nutracêuticas e farmacêuticas. Sua produção com frequência se vê limitada devido a enfermidades e baixa reprodutibilidade na qualidade do fruto. Estudos recentes reportaram genes associados com a qualidade do fruto e com a resposta de resistência ao fungo radicular Fusarium oxysporum f. sp. physali (Foph.), que causa esmorecimento vascular. Com a finalidade de padronizar um método para validar a função biológica de genes candidatos na espécie não-modelo P. p ruviana, avaliamos uma aproximação robusta em genética invertida, o sil nciamento de genes induzidos por vírus (VIGS). Neste estudo, validamos e otimizamos o VIGS usando um inserto da fitoeno desaturase (PDS) em um vetor viral de silenciamento produzido a partir do vírus do chocalho do tabaco (TRV). As folhas infiltradas com Agrobacterium (cepa GV3101) mostraram segmentos fotobranqueados, que foram distintivos para a supressão de PDS a 7 dias pós-infecção (dpi). Mais da metade das plantas tratadas mostraram fotobranqueamento, o que indica uma taxa de eficiência de 50 % do procotolo VIGS. Os resultados de este estudo mostraram que o VIGS pode ser usado em caracterizações futuras de genes funcionais implicados na resposta imune, na resistência a enfermidades e na qualidade do fruto de physalis.

Resumen La uchuva (Physalis peruviana, L.) es una planta herbácea perteneciente a la familia de las solanáceas, que produce una baya comestible apreciada por sus propiedades nutracéuticas y farmacéuticas. Su producción con frecuencia se ve limitada debido a enfermedades y a falta de reproducibilidad en la calidad del fruto. Estudios recientes han reportado genes asociados con la calidad del fruto y con la respuesta de resistencia al hongo radicular Fusarium oxysporum f. sp. physali (Foph,), que causa marchitamiento vascular. Con el fin de estandarizar un método para validar la función biológica de genes candidatos en la especie no-modelo P. peruviana, evaluamos la aproximación robusta en genética inversa, el silenciamiento génico inducido por virus (VIGS). En este estudio, validamos y optimizamos el VIGS usando un inserto de la fitoeno desaturasa (PDS) en un vector viral de silenciamiento producido a partir del virus del cascabeleo del tabaco (TRV). Las hojas infiltradas con Agrobacterium (cepa GV3101) mostraron segmentos fotoblanqueados, que fueron distintivos para la supresión de PDS a 7 días pos-infeccion (dpi). Más de la mitad de las plantas tratadas mostraron fotoblanqueo, lo cual indica una tasa de eficiencia del 50 % del protocolo VIGS. Los resultados de este estudio mostraron que el VIGS se puede usar en futuras caracterizaciones de genes funcionales implicados en la respuesta inmune, la resistencia a enfermedad y la calidad del fruto en la uchuva.

Physicochemical characterization and evaluation of in vitro and in vivo toxicity of goldenberry extract nanoemulsion / Caracterização físico-química e avaliação da toxicidade in vitro e in vivo de nanoemulsão contendo extrato de goldenberry

ABSTRACT: Oil-in-water (O/W) nanoemulsion containing goldenberry extract was elaborated using a high-energy ultrasonic bath method. Physicochemical characterization of the formulation was carried out by determining pH, mean droplet diameter, polydispersity index (PDI) and zeta potential. Nanoemulsion toxicity was assessed using in vitro assays with tumor and non-tumor cell lines, and in vivo using Caenorhabditis elegans. The pH of the nanoemulsion was 3.84, the mean droplet diameter was 268 ± 7 nm, PDI 0.113 and zeta potential -13.94 mV. Results of the cytotoxicity assays employing non-tumor cells indicated that the extract associated or not with nanoemulsion maintained cell viability at different concentrations tested. In the assays using tumor lineage, it is observed that the nanoemulsion containing the extract had higher antitumor activity than the free extract. As for the in vivo tests, there was no change in the survival rate of the worms.

RESUMO: Nanoemulsão óleo/água (O/A) contendo extrato de goldenberry foi elaborada utilizando método de banho ultrassônico de alta energia. A caracterização físico-química da formulação foi realizada pela determinação do pH, diâmetro médio de gotas, índice de polidispersão (PDI) e potencial zeta. A toxicidade das nanoemulsões foi avaliada utilizando ensaios in vitro com linhas celulares tumorais e não tumorais e in vivo utilizando Caenorhabditis elegans. O pH da nanoemulsão foi de 3,84, o diâmetro médio das gotículas foi de 268 ± 7 nm, PDI 0,113 e o potencial zeta -13,94 mV. Os resultados dos ensaios de citotoxicidade empregando células não tumorais indicaram que o extrato associado ou não à nanoemulsão manteve a viabilidade celular em diferentes concentrações testadas. Nos ensaios, utilizando linhagem tumoral, observou-se que a nanoemulsão contendo o extrato apresentou maior atividade antitumoral do que o extrato livre. Quanto aos testes in vivo, não houve mudança na taxa de sobrevivência dos vermes.

Salt stress and exogenous silicon influence physiological and anatomical features of in vitro-grown cape gooseberry / Estresse salino e silício exógeno influenciam características fisiológicas e anatômicas de fisális cultivada in vitro

ABSTRACT: Salt stress is one of several major abiotic stresses that affect plant growth and development, and there are many evidences that silicon can ameliorate the injuries caused by high salinity. This study presents the results of an assay concerning: (1) the effect of in vitro NaCl-induced salt stress in cape gooseberry plants and (2) the possible mitigating effect of silicon in saline conditions. For that, nodal segments were inoculated in Murashige and Skoog (MS) medium under salinity (0.5 and 1.0% NaCl) with different silicic acid concentrations (0, 0.5 and 1.0g L-1). Phytotechnical characteristics, photosynthetic pigments content, and leaf anatomy were evaluated after 30 days. Shoot length, root length, number of leaves and buds, fresh and dry weight, pigment content, stomatal density and leaf blade thickness were drastically reduced by increased salt level. The supply of silicon (1.0g L-1) has successfully mitigated the effect of salinity at 0.5% NaCl for chlorophyll, carotenoids, stomatal density and leaf blade thickness. When salt stress was about 1.0%, Si was not effective anymore. In conclusion, we affirmed that, in in vitro conditions, salt stress is harmful for cape gooseberry plants and the addition of silicon showed effective in mitigating the saline effects of some features.

RESUMO: O estresse salino é um dos tipos de estresses abióticos mais severos que afetam o crescimento e desenvolvimento vegetal e existem muitas evidências de que o silício possa amenizar os danos causados pela elevada salinidade. Este estudo apresenta os resultados de uma pesquisa que investigou: (1) o efeito do estresse salino in vitro induzido por NaCl em plantas de fisális e (2) o possível efeito mitigador do silício nas condições salinas. Para isso, segmentos nodais foram inoculados em meio de cultura Murashige e Skoog com dois níveis de salinidade (0,5 e 1,0% de NaCl) adicionado de ácido silícico (0; 0,5 e 1,0g L-1). Características fitotécnicas, conteúdo de pigmentos fotossintéticos e anatomia foliar foram avaliados aos 30 dias. O comprimento da parte aérea e da raiz, número de folhas e gemas, massa fresca e seca, conteúdo de pigmentos, densidade estomática e espessura do limbo foliar diminuíram drasticamente devido ao aumento do nível de salinidade. A aplicação de 1,0g L-1 silício atenuou com sucesso os efeitos salinos para as variáveis conteúdo de pigmentos e anatomia foliar quando a salinidade era de 0,5% NaCl. Já quando o nível de NaCl dobrou, o silício não se mostrou efetivo. Concluindo, pode-se afirmar que, em condições in vitro, o estresse salino é prejudicial à fisális e a adição de silício mostra-se efetiva na mitigação dos efeitos salinos em determinadas características.

Visual symptoms of nutrient deficiencies in Physalis peruviana L / Sintomas visuais de deficiências nutricionais em fisalis, Physalis peruviana L

The physalis production has caused interest of producers, consumers and traders due to its easy growing, high nutritional value and economic value added. The objective of this study was to evaluate the growth and characterize the symptoms of macro and micronutrient deficiencies in physalis seedlings (Physalis peruviana L.). The seedlings were grown in complete nutrient solution and also in solutions with individual omissions of N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn and Zn, using the missing element technique. Visual symptoms of nutrient deficiency and the dry matter production of shoot and root, respectively taken at 68 and 150 days after treatment application were evaluated. Omissions of macro and micronutrients caused visual symptoms of nutrient deficiencies common to other species. Nutrient deficiencies limited the total dry matter production in the following order: N > S> P> K > Ca > Mg for macronutrients and Fe > B > Zn > Mn > Cu for micronutrients, respectively.

A produção de fisalis tem despertado interesse de produtores, consumidores e comercializadores devido seu fácil cultivo, grande valor nutricional e econômico agregado. O objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento e caracterizar os sintomas de deficiências de macro e micronutrientes em mudas de fisalis (Physalis peruviana L.). As mudas foram cultivadas em solução nutritiva completa e, também em soluções com omissões individuais de N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn e Zn, pelo uso da técnica do elemento faltante. Foram avaliados os sintomas visuais de deficiência de nutrientes, e a produção de matéria seca da parte aérea e das raízes aos 68 e 150 dias após a aplicação dos tratamentos, respectivamente. As omissões de macro e micronutrientes provocaram sintomas visuais de deficiências nutricionais comuns a outras espécies. As deficiências limitaram a produção de matéria seca total na seguinte ordem: N > S > P > K > Ca > Mg para macronutrientes e Fe > B > Zn > Mn > Cu, para micronutrientes, respectivamente.

Optimization of the spray drying process for obtaining cape gooseberry powder: an innovative and promising functional food / Optimización del proceso de secado por aspersión para la obtención uchuva en polvo: un alimento funcional innovador y promisorio

Background: currently, functional foods are the type of foods of most interest to the modern consumer, due to the health benefits they provide. Objectives: Optimize the spray drying process to obtain cape gooseberry powder added with active compounds. Methods: A process of spray drying was carried out to obtain a powder from cape gooseberry suspensions added with vitamin C, iron, folic acid, isolated soy protein and dietary fiber. The drying process was optimized according to the characteristics of food formulations and operating conditions, obtaining a product with low hygroscopicity, high solubility and high levels of physiologically active compounds. Response surface methodology was used, considering a central composite design with four factors: maltodextrin (0-40%p/p), inlet air temperature (170-210°C), atomizer disc speed (16000-24000 rpm) and outlet air temperature (75-95°C). Results: The results showed a higher retention of vitamin C (69.7±0.7%), folic acid (90.9±1.8%) and iron (90.8±1.0%) with the food formulation containing a 24.4% of maltodextrin and the drying process defined by an atomizer disc speed of 19848 rpm and inlet and outlet air temperature of 194.2°C and 87.7°C, respectively. Conclusions: The spray drying process is an effective technology that provides added value to the fruit of cape gooseberry, allowing the incorporation and conservation of active compounds such as iron, folic acid and ascorbic acid.

Antecedentes: Actualmente, los alimentos funcionales son la gama de alimentos de mayor interés para el consumidor moderno, debido a los beneficios saludables que estos proporcionan. Objetivo: Optimizar el proceso de secado por aspersión para la obtención de uchuva en polvo adicionado con componentes activos. Métodos: Suspensiones de uchuva adicionadas con vitamina C, hierro, ácido fólico, proteína de soya texturizada y fibra fueron sometidas a secado por aspersión para la obtención de un producto en polvo fortificado. El proceso de secado fue optimizado de acuerdo con las características de formulación de la suspensión y condiciones de operación del secador con el objetivo de obtener un producto en polvo con baja higroscopicidad, alta solubilidad y altos niveles de compuestos fisiológicamente activos. Se utilizó la metodología de superficie de respuesta, considerando un diseño central compuesto con 4 factores: maltodextrina (0-40%p/p), temperatura del aire de entrada (170-210°C), velocidad del disco atomizador (16000-24000 rpm) y temperatura del aire de salida (75-95°C). Resultados: Los resultados mostraron una mayor retención de vitamina C (69,7±0,7%), ácido fólico (90,9±1,8%) e hierro (90,8±1,0%) con la formulación de la suspensión que contiene un 24,4% de maltodextrina y condiciones de operación del proceso de secado definidas por una velocidad de disco atomizador de 19848 rpm y temperatura del aire a la entrada y salida de 194,2°C y 87,7°C, respectivamente. Conclusiones: El proceso de secado por aspersión es una tecnología efectiva que proporciona valor agregado al fruto de uchuva, permitiendo la incorporación y conservación de componentes activos como hierro, ácido fólico y ácido ascórbico.

Evaluación de la acción antiproliferativa del extracto acuoso de Physalis peruviana L. (Aguaymanto) en cultivos celulares de linfocitos humanos y leucemia mieloide crónica (K562) / Evaluation of the antiproliferative action of the aqueous extract of Physalis peruviana L. (Aguaymanto) in cell cultures of human lymphocytes and chronic myeloid leukemia (K562)

Physalis peruviana L. "Aguaymanto" es una especie peruana usada tradicionalmente en el tratamiento del cáncer y otras enfermedades por sus presuntas propiedades quimioprofilácticas, quimioterapéuticas, antibióticas, antipiréticas, antivirales y antimicóticas. Es así que se postula como una valiosa fuente natural para la obtención de nuevos agentes farmacológicos. En el presente estudio se evaluó el efecto antiproliferativo del extracto acuoso de Physalis peruviana L. en linfocitos humanos y en la línea celular K562 (leucemia mieloide crónica), para lo cual se colectaron frutos frescos de la provincia de Carhuaz (Ancash) que fueron procesados para obtener un extracto sólido puro para adicionarlo a un cultivo celular in vitro linfocitario aislado de 10 individuos sanos y de la línea celular K562. Los cultivos fueron mantenidos en condiciones adecuadas y se les añadió cuatro dosis del extracto acuoso (50, 100, 200 y 400 µg/ml), de cisplatino (0.3, 0.6, 1.25 y 2.5 µg/ml) y como control negativo el medio de cultivo. Se determinó la viabilidad celular mediante el conteo celular con el colorante azul de tripano en la cámara de Neubauer y con el ensayo colorimétrico MTT en el lector de ELISA. Los resultados mostraron que las concentraciones de aguaymanto con mayor efecto antiproliferativo fueron 200 y 400 µg/ml, que alcanzaron porcentajes de inhibición mayores de 50 % tanto para los linfocitos y la línea celular K562. Paralelamente, el cisplatino mostró claramente mayor efecto antiproliferativo en los linfocitos en comparación con el aguaymanto, mientras que el aguaymanto mostró mayor efecto antiproliferativo en la línea K562, lo que podría sugerir que el fruto es menos dañino en linfocitos que el cisplatino. El análisis estadístico se realizó con el software STATA a un nivel del 5% (Kruskall-Wallis, p<0.05), encontrándose diferencias significativas en la viabilidad celular de los linfocitos y de K562 con extracto acuoso de aguaymanto y cisplatino. Con el aguaymanto, la viabilidad celular fue mayor en linfocitos que en K562; y con el cisplatino, la viabilidad celular fue mayor en K562 que en linfocitos. La concentración inhibitoria media del aguaymanto fue de ßγ5.7γ µg/ml para linfocitos y para la línea celular K56ß fue de 146.ß5 µg/ml, lo que dio un índice de selectividad mayor a 1 (Microsoft Excel 2010). Esto indica que el aguaymanto tiene mayor efecto antiproliferativo sobre las células cancerígenas de leucemia que sobre las células no malignas (linfocitos). Los resultados son satisfactorios y sugieren continuar estudios sobre las diversas bondades medicinales del aguaymanto como fuente potencial de compuestos bioactivos con aplicación terapéutica.

Inhibitory effects of an extract of fruits of Physalis peruviana on some intestinal carbohydrases / Evaluación in vitro del efecto de un extracto de frutos de Physalis peruviana sobre algunas carbohidrasas intestinales

Physalis peruviana is an Andean specie whose fruits are eaten as food and also has been reported in Colombian folk medicine for diabetes mellitus treatment. In addition, previous pharmacological studies on diabetic Wistar rats, an extract of P. peruviana fruits has been showed antidiabetic activity. In order to deepen in P. peruviana action mode as antidiabetic, in this investigation were determinate the Inhibitory Concentrations 50 (IC50) of P. peruviana fruits crude extract on alpha glucosidase from S. cerevisiae and from intestinal rat powder, on maltase and alpha amylase enzymes. The kinetic behavior of the extract on each enzyme was also investigated, and the enzyme constant (Km) and maximum rate (Vmax) were determined. Extract of fruits of P. peruviana showed different IC50 for alpha glucosidase from S. cerevisiae and intestinal rat powder, suggesting greater affinity for the enzyme of mammalian source (4114.7 and 3552.7 µg/mL, respectively). For maltase, the IC50 was close to that obtained for alpha glucosidase (4191.0 µg/mL) while for alpha amylase, the extract exhibited the highest inhibition (IC50: 619.9 g/mL). Regarding kinetic behavior, the extract showed competitive inhibition on alpha-glucosidase and maltase, and on the non-competitive type of alpha amylase. These suggest that inhibition of intestinal carbohydrases is one of the modes of action for the antidiabetic activity of fruits of P. peruviana.

Physalis peruviana es una especie andina, cuyos frutos además de ser usados como alimento, son empleados en la medicina tradicional para el tratamiento de la diabetes mellitus. Además, estudios farmacológicos previos en ratas Wistar han demostrado actividad antidiabética de extractos de frutos de P. peruviana. Con el fin de profundizar en el modo de acción de la actividad antidiabética de los frutos de P. peruviana, en la presente investigación se determinó la concentración inhibitoria 50 (CI50) del extracto crudo de frutos de P. peruviana, sobre las enzimas alfa glucosidasa obtenida de S. cerevisiae y de polvo intestinal de rata, maltasa y alfa amilasa. El comportamiento cinético del extracto sobre cada una de las enzimas también fue investigado y la constante enzimática (Km) y la velocidad máxima (Vmax) fueron determinadas. El extracto de frutos de P. peruviana, mostró diferentes valores de CI50 para alfa glucosidasa obtenida de S. cerevisiae y para la obtenida de polvo intestinal de rata, sugiriendo una mayor afinidad por la enzima de origen mamífero (4114,7 and 3552,7 µg/mL, respectivamente). Para maltasa la CI50 fue cercana a la obtenida para alfa glucosidasa (4191,0 µg/mL), mientras para alfa amilasa, el extracto presentó la mayor inhibición (CI50: 619,9 g/mL). Respecto al comportamiento cinético, el extracto mostró inhibición de tipo competitiva sobre alfa glucosidasa y maltasa y no competitiva sobre alfa amilasa. Los resultados sugieren que la inhibición de carbohidrasas intestinales es uno de los modos de acción de los frutos de P. peruviana como agente antidiabético.

Optimización experimental del proceso de liofilización de uchuva adicionada con componentes activos por impregnación al vacío / Experimental optimization of the freeze dry process of cape gooseberry added with active compounds by vacuum impregnation

Antecedentes: Los procesos de optimización experimental, representan una herramienta efectiva para el mejoramiento de la calidad de los productos, contribuyendo en la diversificación de productos en la cadena de uchuva, como frutos promisorios de exportación. Objetivo: El objetivo del estudio fue optimizar el proceso de liofilización para obtener uchuvas (Physalis peruviana L.) semiesféricas adicionadas con componentes activos y de excelentes atributos de calidad. Métodos: Las muestras semiesféricas (3 - 4 g) fueron tratadas inicialmente por impregnación al vacío con una emulsión que contenía proteína de soja, sucralosa, tensoactivos, calcio, vitamina D3 (Colecalciferol), vitamina E (DL-α-tocoferol acetato) y vitamina B9 . La optimización experimental del proceso de liofilización se realizó con un diseño factorial 22 con el fin de determinar la condición óptima de operación, utilizando como variables independientes la velocidad de calentamiento de la placa (ºC/min) y el tiempo de sostenimiento a la temperatura de la placa para cada segmento del proceso y como variables dependientes: concentración de los componentes con actividad fisiológica, actividad de agua, humedad, textura, color y tiempo total de proceso. Resultados: Se identificó una influencia de las condiciones del proceso sobre las variables de respuesta, donde una porción de 49 g de uchuvas liofilizadas alcanzó contenidos superiores al 20% del valor diario de referencia de vitamina D y entre el 10 y 20% del valor diario de referencia en calcio y vitaminas B9, C y E; permitiendo identificar al producto como "Excelente fuente de vitamina D" y "Buena fuente de calcio y vitaminas B9, C, E", según la normativa colombiana. La condición óptima de proceso se alcanzó a una velocidad de calentamiento de placa de 0,04 ºC/min y un tiempo de sostenimiento de la temperatura de la placa de 1,2 h. Conclusiones: La aplicación integrada de procesos de impregnación al vacío y liofilización, representan una alternativa importante en el desarrollo de alimentos funcionales en el fruto de uchuva.

Introduction: Experimental optimization processes represent an effective tool for improving the quality of products, contributing to the diversification of products in the agricultural value chain of cape gooseberry, as promising export fruit. Aim: The aim of this study was to optimize the freeze-drying process to obtain hemispherical cape gooseberries (Physalis peruviana L.) with added active compounds, and with excellent quality attributes. Methods: The hemispherical samples (3 - 4 g) were initially treated by vacuum impregnation with an emulsion containing soybean protein, sucralose, surfactants, calcium, vitamin D3 (cholecalciferol), vitamin E (DL-α-tocopherol acetate) and vitamin B9. The experimental optimization of the freeze-drying was performed using a factorial design 22 to determine the optimum operating condition, using as independent variables the rate of heating plate (°C/min) and holding time at the temperature of the plate for each segment of the process and as dependent variables: concentration of physiologically active components, water activity, moisture content, texture, color and total processing time. Results: An influence of process conditions on the response variables was identified, where a portion of 49 g of freeze-dried gooseberries reached over 20% content of daily reference value (DRV) of vitamin D and between 10 and 20% of DRV in calcium and vitamin B9, C and E; allowing to identify the product as "Excellent source of vitamin D" and "Good source of calcium and vitamin B9, C, E", according to Colombian regulations. The optimal process condition was reached at a 0.04 °C/min heating rate of plate and a 1.2 h holding time of the plate temperature. Conclusions: The application of the integrated processes of vacuum impregnation and freeze-drying show an important technological alternative to development of functional foods from the fruit of cape gooseberry.

Optimización experimental de una formulación de pulpa de uchuva (Physalis peruviana) para mejorar su procesamiento en el secado por atomización / Experimental Optimization of cape gooseberry pulp (Physalis peruviana) formulation to improve its processing by spray drying

Antecedentes: En Colombia, el fruto de la uchuva (Physalis peruviana) está identificado como un fruto promisorio de exportación, por lo que la mejora de su procesamiento representa contribuir a una mayor competitividad de la cadena. Objetivos: el objetivo de este trabajo fue optimizar en función de parámetros fisicoquímicos y reológicos la formulación de una suspensión a base de pulpa de uchuva mezclada con los aditivos maltodextrina (MD) y goma arábiga (GA) con fines de ser utilizada en secado por atomización. Métodos: La optimización se realizó aplicando un diseño experimental central compuesto mediante superficie de respuesta con dos factores (MD y GA) y variables de respuesta (densidad, ºBrix, aw, pH, y parámetros reológicos). Resultados: La caracterización reológica de las suspensiones mostró un comportamiento tipo adelgazante con esfuerzo de cedencia (Modelo de Hershel-Bulkley). La suspensión que mejor se ajustó a los criterios de optimización para fines de secado por atomización fue para la formulación basada en MD (24%) y GA (0%) con caracterización reológica de Herschel-Bulkley tipo adelgazante con índice de consistencia (K= 0,119±0,017 Pa.sn), índice de potencia (n=0,75±0,03) y esfuerzo de cedencia (τo= 0,092±0,069 Pa). Los resultados para las propiedades fisicoquímicas en el punto optimizado fueron densidad = 1,167±0,005 g/mL, °Brix = 35,5±0,5, aw = 0,974±0,002. El pH y τo no fueron estadísticamente significativos (p>0,05) en la formulación de las suspensiones. Conclusiones: La optimización experimental representa una herramienta importante que permitió obtener una formulación de uchuva con MD y GA apta para secado por aspersión, representando un ahorro en tiempo y dinero para el investigador y la industria.

Background: In Colombia, the Cape gooseberry fruit (Physalis peruviana) is identified as a promising export fruit, so improving its processing is contributing to greater competitiveness of the chain. Objectives: The aim of this study was to optimize suspension of cape gooseberry pulp mixed with gum arabic (GA) and maltodextrin (MD) with the purpose of being used in spray drying. Methods: The optimization was performed using a central composite design with response surface of two factors (MD and GA) and response variables (density, ° Brix, water activity (aw), pH, and rheological parameters). Results: The rheological characterization of the suspensions showed a shear thinning behavior with yield stress (Herschel-Bulkley Model). The results indicated that best suspension to be used in spray drying would be formulated with MD (24%) and GA (0%) showing a rheological response of Herschel-Bulkley fluid with consistency index (K=0.119±0.017 Pa-sn), power index (n=0.75±0.03) and yield stress (τo=0,092±0,069 Pa). To the optimized condition, the results for the physicochemical properties were density (1.167 ± 0.005 g/mL), °Brix (35.5±0.5), aw (0.974±0.002). Additionally, the pH and τo of Herschel Bulkley model was not statistically significant (p>0.05) in the suspension formulation. Conclusions: The experimental optimization is an important tool that allowed us to obtain a formulation of gooseberry with MD and GA suitable for spray drying, representing a saving in time and money for research and industry.

Efecto antihipertensivo del extracto etanólico de los frutos de Physlis peruviana L. "aguaymanto" Ayacucho - 2014 / Antihypertensive effect of the ethanolic extract of the fruits of Physlis peruviana L. "aguaymanto" Ayacucho - 2014

La hipertensión arterial es una de las enfermedades no infecciosas ampliamente distribuidas en el mundo y es una de las principales causas de muerte de la po blación, es por ello considerado un problema de salud pública mundial, sin em bargo las plantas medicinales tales como Physalis peruviana L. "aguaymanto" es usado tradicionalmente por sus bondades como: hipoglicemiante, diurético, antiinflamatorio, cicatrizante y expectorante, etc. Por eso se planteó la siguiente investigación con el objetivo de determinar el efecto antihipertensivo del extracto etanólico de los frutos Physa/is peruviana L. "aguaymanto," estudiando a dife rentes concentraciones, lo cual fue realizado en el Área de Farmacia, de la Fa cultad de Ciencias de la Salud, de la Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga durante los meses de enero a junio del 2015, la muestra vegetal fue recogidas en la localidad Quiturara del distrito de Huamanguilla Huanta, departamento de Ayacucho. provincia El método empleado fue de Miranda y Cuellar, reacciones de coloración y pre cipitación de metabolitos secundarios, fueron identificados en el extracto etanóli co de frutos de Physa/ís peruviana L. "aguaymanto" flavonoides, taninos, fenoles, catequinas, alcaloides, saponinas, lactonas y/o cumarinas, cardenólidos, esteroi des y triterpenos y azúcares reductores. Se indujo hipertensión con L-NAME, los 40 ratas de raza Holtzman de peso promedio de 250-300 g divididas en ocho lotes de cinco cada uno el Lote 1 fue el blanco, Lote 11 recibió 40 mg/kg/día de L- NAME y el Lote 111, IV, V, VI recibieron el extracto etanólico a 100, 200, 400 y 600 mg/kg/día respectivamente y el Lote VII,VIII recibió captopril y losartán, to dos los tratamientos fueron administrados durante 1 O días como indica el méto do de Rojas y Armas, la presión .arterial sistólica y diastólica se medio con un equipo tensiómetro indirecta no invasivo (Panlab), los datos se evaluaron me diante la prueba de Tukey, Dunett y ANOVA al 95% de nivel de confianza. Los porcentajes de eficacia antihipertensiva fueron de 30,3%, 31%, 48,5% y 18,4% a la dosis de 100, 200, 400 y 600 mg/kg respectivamente, mientras que el captopril fue de 98,2% y losartán de 99,7% de eficacia. Se concluye que el extracto etanólico de los frutos de Physalis peruviana L. "aguaymanto" tiene efecto antihipertensivo.

General aspects of physalis cultivation / Aspectos gerais da cultura da physalis

The Physalis peruviana L. is an exotic fruit that belongs to the Solanaceae family with recent production in Brazil. This is presented as an alternative production with nutritional potential and economic value. The cape gooseberry plant has a high added value that can be used from its root to the fruit itself. The roots and leaves are rich in medicinal properties that are used in pharmacology. The fruit is sweet and have good content of vitamins A, C, iron, phosphorus and fiber, often used in making jellies, jams, juices and ice creams. To improve the plant canopy, but also contribute to the quality and appearance of the fruit produced some cultural practices such as staking, training systems, pruning and thinning are used. The aim of this review is to provide technical and scientific data about the culture of physalis.

A Physalis peruviana L. é uma fruta exótica pertencente à família Solanaceae com produção recente no Brasil. Esta se apresenta como uma alternativa de produção com potencial valor nutricional e econômico. A planta da fisalis possui um alto valor agregado, podendo ser utilizada desde sua raiz até o fruto propriamente dito. As raízes e as folhas são ricas em propriedades medicinais que são utilizadas na farmacologia. O fruto é açucarado e com bom conteúdo de vitaminas A, C, ferro, fósforo e fibras, muito utilizado na fabricação de geleias, doces, sucos e sorvetes. Para melhorar o dossel vegetativo da planta, como também contribuir para a qualidade e aparência do fruto produzido, utiliza-se, durante seu cultivo, algumas práticas culturais, como tutoramento, condução, poda e desbrote. O objetivo desta revisão é fornecer dados técnico-científicos sobre a Cultura da Physalis.

Docking studies of Physalis peruviana ethanol extract using molegro virtual docker on insulin tyrosine kinase receptor as antidiabetic agent.

Physalis peruviana Linn in Indonesia was better known as ciplukan, based on information from urban people in Indonesia is as antidiabetic. In the previeous studies, the levels of blood glucose in animals experimental of Physalis peruviana quantified with glucometer and compared with oral antidiabetic drugs gliclazide, showed that Gliclazide was decrease more levels of glucose significantly than ethanol extract of Physalis peruviana. We have done molecular docking using Molegro Virtual Docker (MVD) on ethanol extract of Physalis peruviana and gliclazide to compare between in silico and in vivo studies. Based on studies before the main content of the ethanol extract of Physalis peruviana were withanolide, 4-OH-withanolide, and perulactone. In this study the results showed that gliclazide had been better bond in insulin tyrosine kinase receptor than main content of Physalis peruviana which can be seen from Moldock score 105.217 and Rerank score -68,2931 means that the energy was lower and more stable binding. Moldock Score of main content Physalis peruviana (withanolide, 4-OH-withanolide, and perulactone) were -93.5472; 70.5843; 88.7881, respectively. Rerank score of main content Physalis peruviana (withanolide, 4-OH-withanolide, and perulactone) were -61.5149; -67.5345; -65.7979, respectively. The hydrogen bonds of withanolide, 4-OH-withanolide, perulactone and gliclazide with amino acid of insulin tyrosine kinase receptor were Phe 1186 and Thr 1186. Finally, in the 3D MVD visualization between main content of ethanol extract of Physalis peruviana and gliclazide can be concluded that interaction of gliclazide was more harmonious than main content of ethanol extract Physalis peruviana.

Evaluación de la capacidad antioxidante de los extractos etanólicos del fruto de Physalis peruviana "aguaymanto" de diferentes lugares geográficos del Perú / Evaluation of the antioxidant capacity of the ethanolic extracts of the Physalis peruviana "aguaymanto" fruit from different geographical locations of Peru

Physalis peruviana L. "aguaymanto" es una planta nativa del Perú, utilizada en medicina tradicional por sus innumerables beneficios para la salud humana y su importante valor nutricional. La presencia de ciertos compuestos antioxidantes como los polifenoles, le atribuye la capacidad de neutralizar la acción oxidante de los radicales libres. El objetivo del presente trabajo fue valorar y comparar el contenido de polifenoles totales por el método de Folin-Ciocalteu y la capacidad antioxidante de los extractos etanólicos del fruto de aguaymanto, provenientes de Ancash, Junín, Cajamarca y Huánuco, por los métodos del DPPH (1,1-difenil-2-picril-hidrazilo) y ABTS (ácido 2,2'-azino-bis-3-etilbenzotiazolin-6-sulfónico). El fruto de Physalis peruviana L. procedente de Huánuco presentó mayor contenido de compuestos fenólicos expresados como 149,3 ± 1,62 mg/Eq de ácido gálico/100 g de fruto por el método de Folin-Ciocalteu. Asimismo, se obtuvo mayor capacidad antioxidante determinado por el método del DPPH obteniendo como concentración inhibitoria IC50 1,86 mg/mL y por el método del ABTS obteniendo como concentración inhibitoria IC50 1,29 mg/mL. El fruto proveniente de Huánuco presentó mayor capacidad antioxidante comparado con los frutos provenientes de Junín, Cajamarca y Ancash; por lo que resultaría una buena fuente de consumo en beneficio para la salud.

Docking studies of Physalis peruviana ethanol extract using molegro virtual docker on insulin tyrosine kinase receptor as antidiabetic agent.

Physalis peruviana Linn in Indonesia was better known as ciplukan, based on information from urban people in Indonesia is as antidiabetic. In the previeous studies, the levels of blood glucose in animals experimental of Physalis peruviana quantified with glucometer and compared with oral antidiabetic drugs gliclazide, showed that Gliclazide was decrease more levels of glucose significantly than ethanol extract of Physalis peruviana. We have done molecular docking using Molegro Virtual Docker (MVD) on ethanol extract of Physalis peruviana and gliclazide to compare between in silico and in vivo studies. Based on studies before the main content of the ethanol extract of Physalis peruviana were withanolide, 4-OH-withanolide, and perulactone. In this study the results showed that gliclazide had been better bond in insulin tyrosine kinase receptor than main content of Physalis peruviana which can be seen from Moldock score 105.217 and Rerank score -68,2931 means that the energy was lower and more stable binding. Moldock Score of main content Physalis peruviana (withanolide, 4-OH-withanolide, and perulactone) were -93.5472; 70.5843; 88.7881, respectively. Rerank score of main content Physalis peruviana (withanolide, 4-OH-withanolide, and perulactone) were -61.5149; -67.5345; -65.7979, respectively. The hydrogen bonds of withanolide, 4-OH-withanolide, perulactone and gliclazide with amino acid of insulin tyrosine kinase receptor were Phe 1186 and Thr 1186. Finally, in the 3D MVD visualization between main content of ethanol extract of Physalis peruviana and gliclazide can be concluded that interaction of gliclazide was more harmonious than main content of ethanol extract Physalis peruviana.

Cambios en el contenido nutricional de la uchuva (Physalis peruviana) frente a osmodeshidratación como método de conservación / Changes in nutritional content of cape gooseberry (Physalis peruviana) versus osmotic dehydration as a preservation method

Antecedentes: la osmodeshidratación en un método de conservación de frutas, que en ocasiones se acompaña de escaldado. Objetivo: evaluar el cambio en el contenido nutricional de la uchuva (Physalis peruviana) después de proceso de osmodeshidratación previo escaldado y sin este. Materiales y métodos: se sometieron a osmodeshidratación en jarabe de sacarosa de 80 °Brix durante 48 horas uchuvas maduras escaldadas y sin escaldar. Se secaron a 50 °C durante tres horas. En los productos se comparó el contenido de humedad, grasa, fibra, proteína, ceniza y vitamina C frente a la uchuva fresca. Resultados: el aspecto visual de la uchuva fue igual en los dos tratamientos. El contenido de las frutas frescas frente a las sometidas a osmodeshidratadas con y sin escaldado fueron respectivamente: ceniza (g) 8,2±0,3; 1,3±0,2 y 3,4±0,4; grasas (g) 1,0±0,0; 1,0±0,1 y 0,2±0,0; proteínas (g) 9,8±0,2; 3,8±0,3 y 9,3±0,3 y vitamina C (mg) 92±0,3; 20±0,8 y 34±1,0. Los valores de p según Anova fueron 0,0001 para fibra, ceniza, proteína y vitamina C, y 0,0008 para grasa. Con excepción de las grasas, los valores más bajos fueron cuando se uso la osmodeshidratación con escaldado. Conclusiones: la osmodeshidratación disminuye el contenido nutricional de la uchuva, sin embargo las pérdidas son mayores cuando se hace escaldado previo.

Background: Osmotic dehydration is a preserving fruits method which may be associated to blanching. Objective: Assessing change in cape gooseberry (Physalis peruviana) nutritional content, after being subjected to osmotic dehydration process with and without prior blanching. Materials and methods: Ripe cape gooseberries blanching and unbleached were exposed to osmotic dehydration by sucrose syrup 80 °Brix for 48 hours. Then, fruits were removed from the osmotic agent, and were placed in a drying oven at 50 °C for 3 hours. Finally, content of fat, fiber, protein, ash and vitamin C were determined. Results: Cape gooseberries visual aspect did not differ between used methods. Content of different compounds content in fresh fruit versus, and under osmodehydrated with and without blanching were, respectively: ash (g) 8.2±0.3; 1.3±0.2 and 3.4 ±0.4; fat (g) 1.0±0.0; 1.0±0.1 and 0.2±0.0, protein (g) 9.8±0.2; 3.8±0.3 and 9.3±0. 3 and vitamin C (mg) 92±0.3; 20±0.8 and 34±1.0. P values evaluated by Anova were 0,0001 by fiber, ash, proteins and vitamin C, and 0,0008 by fat. Except for fat, in which the lowest values were obtained when osmotic dehydration with blanching was used. Conclusions: Osmotic dehydration decreases nutritional content of the cape gooseberry (Physalis peruviana). However, the nutritious loss is especially affected if osmotic dehydration is joined to thermal processes as blanching.