Uso de microorganismos para la bioconservación de alimentos y promoción del crecimiento de plantas: un avance sostenible
En un mundo con un constante crecimiento de la población, la conservación de alimentos y la mejora en la producción agrícola son temas de abordaje urgente ya que nos enfrentamos a una serie de desafíos en el ámbito de la seguridad alimentaria y sostenibilidad ambiental. En este contexto, la bioconservación de alimentos y la aplicación de microorganismos en la agricultura aspira a ser una seria de estrategias muy prometedoras para enfrentare a estos desafíos de manera eficiente y sostenible.
La conservación de los alimentos es un es uno de los mayores problemas para el ámbito de la seguridad alimentaria. A día de hoy, existe una alta dependencia por parte del sector ante el uso de los aditivos químicos para la conservación de los alimentos frente a la aparición de microrganismos patógenos y contaminantes los alimentos. Su alto uso se está relacionando con ciertos efectos nocivos en humanos, lo cual genera un rechazo del consumidor.
Ante la necesidad de un cambio de enfoque en la preservación de alimentos, se ha presentado una alternativa sostenible, la bioconservación. Esta tecnología se basa en el empleo de microorganismos beneficiosos, como bacterias ácido-lácticas y levaduras, que inhiben el crecimiento de microorganismos contaminantes y patógenos. Algunos microorganismos tienen la capacidad de conservar alimentos mediante la producción de compuestos antimicrobianos, como por ejemplo ácidos orgánicos, compuestos orgánicos volátiles y péptidos antimicrobianos, entre otros, además también son capaces de reducir las toxinas presentes en los alimentos.
Dentro de los diferentes microorganismos probados con este fin, el uso de bacterias ácido- lácticas se postula como uno de los más prometedores. Son unos microorganismos que llevan siendo usados por la humanidad desde la antigüedad para la preservación de alimentos como la leche o la soja mediante la fermentación de éstos, para la producción de yogur y salsa de soja, respectivamente. En la actualidad, se está experimentado con el uso directo de los diversos compuestos (metabolitos antimicrobianos) en la lucha contra la contaminación de los alimentos. Hay investigaciones centradas la producción de estos compuestos directamente por las bacterias ácido-lácticas, extracción de ellos y finalmente aplicación en el alimento con el fin de no cambiar las cualidades organolépticas del alimento. Se pueden encontrar diversos ejemplos ya publicados en la literatura, en la bibliografía Rajanikar et al. (2021) se recogen varios estudios donde se explica que la fuente de producción más eficaz del ácido feniláctico (un metabolito con elevada actividad antimicrobiana), diversos ejemplos de cómo se ha purificado de entre los otros metabolitos producidos por las bacterias ácido-lácticas y de cómo su aplicación en alimento ha demostrado reducir su contaminación por patógenos (en pan, zumo y maíz).
El área de la agricultura se enfrenta a un problema similar al de la alimentación. La sobreexplotación del suelo está derivando en un uso excesivo de fertilizantes y pesticidas de origen sintético. Hay muchos indicios de que este tipo de pesticidas son dañinos en mayor o menor grado para la salud humana (Kubiak et al., 2023) . Asimismo, tanto fertilizantes como pesticidas dejan una serie de residuos que tras cierta cantidad de acumulación son dañinos para las plantas y el resto de los microorganismos beneficiosos en la agricultura (Harman et al.,2004).
La aplicación de microorganismos en la agricultura ha demostrado ser una estrategia eficaz para mejorar la salud del suelo, la productividad de los cultivos y la sostenibilidad de la producción agrícola en su conjunto. Estas pruebas se han realizado con diversas bacterias y
hongos, que colaboran con las plantas en un proceso que promueve su crecimiento y desarrollo. Algunos microrganismos han demostrado incrementar la absorción de nutrientes, las acciones naturales de la resistencia de la propia planta frente a enfermedades y estrés ambiental, además de estimular el crecimiento de las raíces. Un ejemplo de ello es Zhang et al. (2019) donde se consiguió establecer una relación directa entre la producción de fitohormonas por parte una Trichoderma y un incremento en la resistencia a suelos salinos. Han evidenciado beneficios incluso de forma indirecta al crecimiento al mejorar la estructura del suelo, descomponer la materia orgánica, la eliminación de diversos residuos tóxicos producidos por la explotación agrícola (por el uso de pesticidas y de fertilizantes) e incrementar la retención de agua y de nutrientes esenciales en el suelo. Como Sun et al. (2019) donde una cepa de Trichoderma atroviride ha demostrado degradar los residuos producidos por los pesticidas pertenecientes al grupo de los diclorvos.
En la actualidad el ejemplo más claro de uso es la aplicación de Trichoderma en diversos fertilizantes comerciales. Hay estudios que demuestran que la relación simbióticas entre este género de hongos y diversas especies de plantas incrementa su crecimiento y su resistencia al estrés mediante la producción de diversas hormonas vegetales y compuestos que mejoran la calidad del suelo.
Pese a los beneficios que pueden aportar estas estrategias, aún existe otro desafío. La difusión y adopción de estas técnicas por parte de la industria requiere aun de una gran concienciación del sector y de ayuda gubernamental. Además de que todavía es necesario una mayor investigación para la mejora del aplicado de las técnicas.
Para concluir, la bioconservación de alimentos y su uso para mejoras en la agricultura son enfoques prometedores para afrontar los desafíos futuros que se ciernen sobre la seguridad alimentaria y la sostenibilidad ambiental. Adoptar estas estrategias de forma consciente y responsable puede contribuir significativamente a un futuro más sostenible.
Artículo de Giuseppe Meca. Profesor Catedrático de Universidad del departamento de Medicina Preventiva de la Universitat de Valencia y Fundador del Grupo de investigación AgriFood BioTech.
Referencias
Harman, G. E., Lorito, M., & Lynch, J. M. (2004). Uses of Trichoderma spp. to alleviate or
remediate soil and water pollution. Advances in Applied Microbiology, 56, 313–330.
https://doi.org/10.1016/S0065-2164(04)56010-0
Kubiak, A., Wolna-Maruwka, A., Pilarska, A. A., Niewiadomska, A., & Piotrowska-Cyplik, A.
(2023). Fungi of the Trichoderma Genus: Future Perspectives of Benefits in Sustainable
Agriculture. In Applied Sciences (Switzerland) (Vol. 13, Issue 11, p. 6434).
Multidisciplinary Digital Publishing Institute. https://doi.org/10.3390/app13116434
Rajanikar, R. V., Nataraj, B. H., Naithani, H., Ali, S. A., Panjagari, N. R., & Behare, P. V.
(2021). Phenyllactic acid: A green compound for food biopreservation. Food Control, 128,
108184. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2021.108184
Sun, J., Yuan, X., Li, Y., Wang, X., & Chen, J. (2019). The pathway of 2,2-dichlorovinyl
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characterization of a paraoxonase-like enzyme. Applied Microbiology and Biotechnology,
103(21–22), 8947–8962. https://doi.org/10.1007/s00253-019-10136-2
Zhang, S., Gan, Y., & Xu, B. (2019). Mechanisms of the IAA and ACC-deaminase producing
strain of Trichoderma longibrachiatum T6 in enhancing wheat seedling tolerance to NaCl
stress. BMC Plant Biology, 19(1), 1–18. https://doi.org/10.1186/s12870-018-1618-5
