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El proyecto VEGELAB estudia la aplicación de agentes de control biológico para cfrenar infecciones provocadas por hongos y bacterias

Microorganismos bioconservantes siberianos en poscosecha de frutas y verduras

Nina Jareño31/08/2017

La empresa granadina de biotecnología Domca ha viajado a la ciudad rusa de Kemerovo, en Siberia, acompañada por la consultora almeriense de I+D, Clever Innovation Consulting, especializada en proyectos de investigación biotecnológicos y agroalimentarios. El motivo de su visita es el lanzamiento del proyecto de investigación VEGELAB, uno de los dos únicos proyectos financiados en la primera convocatoria del Programa RUSSIP de colaboración científica España-Rusia.

El proyecto VEGELAB, a desarrollar en consorcio por Domca y la empresa rusa Prosvet, tiene como objetivo el estudio de microorganismos extremófilos aislados en Sibería (Rusia) y en las cumbres de Sierra Nevada, con el objetivo de poder emplearlos como agentes de control biológico, y así poder controlar las infecciones provocadas por hongos y bacterias durante el almacenamiento y transporte en frio, alargando la vida útil y los posibles mercados de destino.

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El tomate será una de las hortalizas que se estudiará en VEGELAB.

Cuando se habla de tratar o prevenir una enfermedad con métodos biológicos, como en este caso, “siempre nos referimos al uso de organismos vivos o sus metabolitos (compuestos que proceden de organismos vivos) como agente activo frente a una plaga o las consecuencias derivadas de ella. Cuando se dice tratar siempre es porque haya habido infección previa, si hablamos de prevenir estaríamos hablando del uso de un agente de control de control biológico o de sus metabolitos, como agentes de inhibición frente a una posible infección”, explica Joaquín Pozo, socio director de Clever Innovation Consulting.

Se sabe que existen microorganismos beneficiosos capaces de evitar que crezcan los que generan las podredumbres de los productos hortofrutícolas. En el Proyecto VEGELAB se investigarán aquellos microorganismos aislados de ambientes de frío extremo, buscando que a las bajas temperaturas del transporte y conservación, ejerzan su máxima actividad bloqueando a esos hongos y bacterias que son el origen de cuantiosas pérdidas económicas.

Múltiples objetivos

Tal y como nos explica Joaquín Pozo, el proyecto VEGELAB cuenta con varios ejes:

  1. Aislamiento de nuevos microorganismos extremófilos con actividad antagonista frente a flora alterante y patógena de frutas y hortalizas: En las región siberiana de Kemerovo (Rusia) y en zonas de alta montaña de Sierra Nevada, Andalucía (España), se va a proceder a aislar microorganismos de ambientes extremos, los cuales serán evaluados en búsqueda de actividad antagonista frente a microorganismos alterantes y patógenos de frutas y hortalizas, para sus uso como herramientas de control biológico.
  2. Caracterización de la actividad antagonista: Los microorganismos aisladas serán clasificados en base a las test de actividad antagonista, en medio líquido y sólido frente a los principales microorganismos que originan las pérdidas en poscosecha y/o presentan carácter patógeno para el sur humano (Pseudomonas, Erwinia, Listeria, Salmonella spp., Shigella, E. coli, Penicillium digitatum, Penicillium italicum y Botrytis).
  3. Desarrollo de un método de aplicación de los microorganismos seleccionados como herramienta de biconservación: A partir de los microorganismos aislados y que hayan presentado actividad antagonista, se trabajará en su empleo como agentes bioconservantes, para ello serán evaluados frente a los principales microorganismos que causan mermas en poscosecha, citados anteriormente, en los siguientes productos: tomate, berenjena, pepino y pimiento.
  4. Purificación de metabolitos inhibidores de microorganismos antagonistas: Con las cepas aisladas de mayor interés, en base a los resultados obtenidos y, de cepas previamente aisladas, se trabajará en la purificación de las bacteriocinas (metabolitos inhibidores de estos microorganismos), para su uso directo como agente de bioconservación en los casos en los que el microorganismo completo no sea viable.
  5. Desarrollo de un sistema de tratamiento de ambientes frente a patógenos y alterantes en transporte y cámaras de conservación basado en la nebulización de bioconservantes (metabolitos inhibidores): Las bacteriocinas que presenten una mejor actividad antagonista, serán formuladas y evaluadas como sistema de tratamiento de ambientes de conservación y transporte de frutas y hortalizas aplicadas en neblina mediante nebulización, con la ventaja de que podría ser un tratamiento que alcanzará hasta el rincón más recóndito.
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De izquierda a derecha: Vyacheslav Dolganuk (investigador de KemTIPP), Cristina Núñez, Joaquín Pozo y Sukhikh Stanislav (director del Instituto de Biotecnología de KemTIPP).

La lucha contra la podredumbre

La fase de transporte es una de las más peligrosas para el correcto mantenimiento de los alimentos. En el caso de los productos hortofrutícolas, la podredumbre es un fenómeno común. ¿Qué puede aportar VEGELAB en este sentido? “El proyecto se centra en el aislamiento de microorganismos psicrófilos con capacidad antagonista de bacterias y hongos fitopatógenos. Los microorganismos psicrófilos son aquellos cuya temperatura óptima de desarrollo está entre los 12 y los 15 °C aunque mantienen actividad biológica a temperaturas inferiores a 5 °C. Las podredumbres están causadas por microorganismos que aprovechan los daños mecánicos que se producen durante el periodo poscosecha de frutas y hortalizas y, posteriormente en el transporte, aprovechando las condiciones de humedad y la duración de los viajes, se hacen visibles”, señala Pozo.

“El proyecto VEGELAB para la fase de transporte ensayará un sistema de nebulización de los metabolitos inhibidores procedentes de los microorganismos aislados y que hayan demostrado capacidad inhibidora frente a los principales organismos causantes de las podredumbres de frutas y hortalizas. Además, en el caso de que no se pueda hacer uso del sistema de nebulización, una de las soluciones que postula VEGELAB es la aplicación superficial de este tipo de microorganismos inhibidores de los que generan las podredumbres que, si bien son inocuos para frutas y hortalizas, así como el ser humano, muchas de las veces incluso siendo beneficios porque tienen carácter probiótico, impiden el que proliferen los indeseados”, subraya.

Y es que el frío juega un papel muy importante en el control biológico de hongos y bacterias: “Atendiendo a las temperaturas óptimas de desarrollo de los microorganismos, podemos hablar de microorganismos mesófilos, los que se desarrollan a temperaturas óptimos entre los 28 y 30 °C, los termófilos, a temperaturas medias de 50 °C, y los psicrófilos, a temperaturas medias de 12 °C e incluso menores. Las enfermedades y podredumbres en poscosechas de frutas y hortalizas normalmente tienen lugar a bajas temperaturas, las de almacenamiento y transporte, y en ambientes con un alto grado de humedad. La inmensa mayoría de soluciones de control biológico emplean el uso de organismos meséofilos, cuaya capacidad de actuación a bajas temperaturas está más que limitada”.

Esta es la razón por la que el proyecto VEGELAB se centra en la búsqueda de microorganismos aislados de zonas de frio extremo, como las cumbres de Sierra Nevada y Siberia Oriental, para emplearlos como herramientas de control biológico, “ya sea el microorganismo completo o los metabolitos procedentes de ellos que generan la inhibición, de aquellos microorganismos fitopatógenos (que generan las podredumbres en frutas y hortalizas) en las condiciones de bajas temperaturas que se dan durante el almacenamiento y el transporte poscosecha, con el objetivo de que esta herramienta de biocontrol esté a su máximo de actividad”.

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De izquierda a derecha: Alexander (director de Prosvet), Luba (de la empresa Selhozsnab), Cristina Núñez (departamento de I+D de Domca), Olga Shisko (directora internacional de KemTIPP) y Joaquín Pozo (director de Clever I+C).

La sostenibilidad, fundamental

El desarrollo de alternativas sostenibles para el tratamiento de enfermedades está en auge y, precisamente, “el valor del proyecto VEGELAB es la sostenibilidad que presenta como alternativa al uso de tratamientos y soluciones de uso extendido que se basan en la aplicación de agentes químicos para el control de enfermedades poscosecha”, destaca el socio fundador de Clever I+C.

En este sentido, el proyecto ha sido enmarcado dentro del Reto Social 2 de la Unión Europea ‘Seguridad y Calidad Alimentaria, actividad agraria productiva y sostenible, recursos naturales, investigación marina y marítima’. “El poder usar microorganismos o sus metabolitos como agentes inhibidores del crecimiento de plagas es una alternativa 100% sostenible frente al uso de fitosanitarios de síntesis, con la ventaja de que además no tienen plazo de seguridad. Particularmente en el caso del uso del hipoclorito sódico como agente higienizante en poscosecha, nos estamos adelantando en España a su futura prohibición como higienizante alimentario, como ya ha ocurrido en diferentes países de la UE, ya que es un producto potencialmente carcinogénico debido a que en presencia de materia orgánica tiende a formar compuestos organoclorados. El uso de bioconservantes no solo promueve la sostenibilidad en el ámbito de la reducción de los agentes químicos como fitosanitarios, sino que además contribuye a la reducción de la huella de carbono ya que su producción a gran escala no requiere del consumo energético que los químicos demandan”, concluye Joaquín Pozo.

Un proyecto, muchos participantes

Junto a Domca y Prosvet, en VEGELAB participan la Universidad de Granada, a través del Departamento de Microbiología y el Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos de la Universidad de Kemerovo (Rusia), todos ellos coordinados por la consultora Clever I+C, quien ha diseñado y promovido este proyecto.

La iniciativa VEGELAB, se extenderán a lo largo de 18 meses, con un presupuesto total de 425.000 €, financiado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI), en España, y en Rusia por la Fundación para la Asistencia de las Pequeñas Empresas Innovadoras (FASIE).

Cabe destacar que Domca es una de las empresas pioneras en la investigación de soluciones de biocontrol para la industria agroalimentaria, apostando fuertemente por el desarrollo de alternativas sostenibles para el tratamiento de plagas y enfermedades en agricultura, para lo que puso en marcha hace dos años, la planta de biotecnología más moderna de Andalucía.

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