Universidad Nacional de Río Cuarto - Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales

06 de Abril de 2020 | 12 ′ 48 ′′




Las probaron con éxito tanto en el laboratorio como en plantas acopiadoras de la zona. Sirven para el tipo de maní confitería, el que va a la industria y el que se utiliza como semilla para nuevas siembras.

En la Universidad Nacional de Río Cuarto desarrollaron microcápsulas hechas con dos materiales inocuos, como son la gelatina sin sabor y la goma arábiga, a las cuales cargaron con compuestos químicos antioxidantes de grado alimentario, que protegen el maní de la agresión de hongos y, por lo tanto, la producción de micotoxinas que pueden ser riesgosas para la salud humana y animal.

Estos gránulos microscópicos se colocan de forma homogénea en el lugar de almacenamiento de la oleaginosa, a razón de unos 300 gramos por cada silo de 280 kilos. Y se comprobó que son eficaces durante un mes para los casos de los acopios a cielo abierto y hasta seis meses para los depósitos cerrados.

Esta invención fue probada exitosamente en el laboratorio y después en dos plantas acopiadoras de la zona. Y sirve tanto para el maní confitería como para el que va a la industria y el que se utiliza como semilla para nuevas siembras.

Las novedosas microcápsulas resultan de gran utilidad para la protección del maní que está a la espera de ser exportado y cobran trascendencia en esa región, puesto que casi la totalidad de la producción manisera argentina, que se desarrolla en un 90 por ciento en Córdoba, se envía al exterior del país.

Dirigidas por la doctora Miriam Etcheverry, las doctoras Daiana García (34), Andrea Nesci (45), Alejandra Passone (41) y Natalia Girardi (30), investigadoras del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y docentes de la Universidad Nacional de Río Cuarto, encontraron una solución innovadora al problema de la contaminación del maní.

Este trabajo científico se llevó a cabo en el ámbito del Laboratorio de Ecología Microbiana Ambiental (ECOMA), del Departamento de Microbiología e Inmunología, de la Facultad de Ciencias Exactas. Ya está finalizado, y sus resultados comprobados y anunciados en la esfera científica, y publicados a nivel internacional. Tales son los casos de la revista Journal of Food Microbiology - Revista de Microbiología de Alimentos- y del libro Oilseeds. Production, varieties and management Practices -Semillas oleaginosas. Producción, variedades y prácticas de gestión-, de la editorial NOVA, de Estados Unidos, uno de cuyos capítulos está destinado a este desarrollo tecnológico, que puede aplicarse al maní destinado a la exportación, que se almacena por largos períodos de tiempo.
La combinación de buenas prácticas de higiene con el almacenamiento tratado con estas nuevas microcápsulas garantiza un maní inocuo de buena calidad y sin cambios en sus propiedades sensoriales para el maní confitería.

El compuesto químico hidroxibutilanisol o BHA fue utilizado para encapsularse con gelatina y goma arábiga; el BHA queda rodeado del entramado de estos dos compuestos inocuos. Esta mezcla química protegida es un sólido ceroso con propiedades antioxidantes. Además, las investigadoras encapsularon el Butilhidroxitolueno o BHT, que es un antioxidante sintético procedente de la industria petrolera, que se utiliza casi siempre mezclado con el BHA, y que es capaz de modificar la acción de algunos carcinógenos.

Hubo protección de la oxidación de estos antioxidantes por contacto con factores ambientales debido a la tecnología de encapsulación aplicada, y se logró disminuir la contaminación por los géneros fúngicos, como Cladosporium, Penicillium, Fusarium, Alternaria y Aspergillus.

En estas pruebas científicas no se detectaron aflatoxinas en las muestras de maní tratadas -que son micotoxinas cancerígenas producidas por algunas especies de hongos del género Aspergillus-.

El estudio, además, determinó que el sabor de los granos de maní no se vio afectado por la formulación aplicada. Tampoco se modificó la acidez. A esto, se agrega que se evidenció un efecto nocivo para los insectos pestes del maní almacenado.

En el país hay 300 mil hectáreas destinadas a la producción de maní, de las cuales más del 90 por ciento están en la provincia de Córdoba. Argentina se ubica entre el séptimo y el décimo lugar en cuanto al volumen de producción internacional, pero es el exportador número uno en el mundo, y principal proveedor de la comunidad europea.

Respecto del destino que se le da, puede ser maní confitería, de utilidad para la industria y reservado para semilla. Ni bien cosechado, se lo selecciona, y los granos de mayor tamaño son los considerados de confitería -para el consumo humano directo- mientras que los restantes van destinados a la elaboración de productos derivados, entre los que se destaca el aceite.

Efectos antifúngico e insecticida
En estudios previos en el laboratorio ECOMA, se ha demostrado que los antioxidantes puros y encapsulados tienen efectos antifúngico e insecticida. Los resultados muestran que la formulación de BHA y BHT podría ser transferida al sector productivo, para controlar la contaminación fúngica y por insectos, que por lo general recurre a productos sintéticos.
Durante un año hicieron los estudios en el laboratorio. Ensayaron las técnicas de microencapsulación. Luego, se realizaron las experiencias in vitro. Y tras dos años, se concretaron las pruebas de este desarrollo en silos.
“Estos antioxidantes son de grado alimentario. En este caso, se probaron el BHA y el BHT. El trabajo se comenzó en 2002. Empezamos a probar compuestos naturales, aceites esenciales y antioxidante de grado alimentario, directamente aplicados sobre maní en almacenamiento, ya sea para consumo o para ser usado como semilla para nuevos cultivos, sobre todo el destinado a la exportación”, señaló Daiana García, doctora en Ciencia y Tecnología Agraria y Alimentaria. Y agregó: “La cápsula protege el antioxidante. Son microcápsulas. Están hechas con goma arábiga y gelatina. Son dos compuestos inocuos que no son perjudiciales para la salud y que son consumibles”.

La investigadora indicó: “BHA y BHT son dos tipos de antioxidantes que se utilizan en la industria, en todo lo que sea snack, manteca, carne. Son utilizados como preservantes de los alimentos”.
Se logró controlar el desarrollo fúngico, la producción de aflatoxinas y el deterioro oxidativo de los granos, sin modificar las características organolépticas del producto.

El desarrollo de las cápsulas

Sobre el proceso necesario para la consecución de estas microcápsulas, la doctora en Ciencias Biológicas Natalia Girardi explicó: “Se hace una emulsión. Nosotros solubilizamos el antioxidante a encapsular en aceite de maní. En las micro gotas que se forman está contenido el antioxidante. Y el material de cubierta se seca, donde el antioxidante queda protegido de las condiciones medioambientales”.
“Todo fue prueba y error”, contó Daiana García. Y puntualizó: “Los antioxidantes, además de ser protectores de los alimentos, tienen un efecto antifúngico, pero ese efecto no se podía prolongar en el tiempo porque el antioxidante se degradaba. La microencapsulación es una técnica que se usa en la industria alimentaria para muchos alimentos y medicamentos. Y ese fue el camino que elegimos”.
Girardi, señaló: “Se mezcla una solución de gelatina con una solución de goma arábiga, más el antioxidante combinado con el aceite de maní. El proceso requiere calor, el que debe mantenerse a 50 grados, no más, porque si es superior el antioxidante se degrada”. “Esa nueva mezcla se seca a través de un liofilizador, que es un equipo que hace que se pase de estado líquido a estado sólido. En este caso, pasa de congelado a sólido y seco”, reveló.

La doctora en Ciencias Biológicas Alejandra Passone, apuntó: “Se utiliza un enfriado a 10 grados, se le agrega un solvente que después se lava para que no queden restos en el producto final, lo que le produce la reticulación (se endurece la pared de las microcápsulas). Después se congela a -80°C por un mínimo de tres horas y, paso seguido, va al equipo liofilizador que lo deja sólido y seco, como la leche en polvo”. Y acotó: “Quedan cristalitos, que luego se muelen para que queden como un talco”.
García comentó: “Lo probamos en tres tipos de maní: maní confitería, en las plantas de Prodeman S.A y Maní Sur S.A. y en maní destinado a semilla, en ambas acopiadoras. Y en la primera empresa hicimos pruebas en silos de tipo australiano con el maní almacenado al aire libre”.
“En el último caso, al estar a la intemperie, el antioxidante tuvo efecto durante un mes, lo cual indica que deben realizarse nuevas aplicaciones cada 25 o 30 días. Al aire libre el efecto dura un mes, mientras que, en los otros casos, la actividad alcanza los seis meses, con buenas condiciones y adecuadas prácticas de manufactura”, afirmó.

En cuanto al volumen, la investigadora indicó: “Es un estudio a escala de laboratorio. Lo máximo ha sido trabajar con silos de 280 kilos”.

El equipo no trabaja a gran escala. Para llevar adelante el trabajo a campo, con un ensayo aplicado en unos mil kilos de maní, las investigadoras debieron elaborar pacientemente microcápsulas durante medio año.

El proceso de encapsulación tiene una eficiencia del 98 por ciento. El 2 por ciento restante del antioxidante queda libre. Y la aplicación de las microcápsulas es directa. Si bien se ha probado sólo para el caso del maní, se podría utilizar para otros alimentos.

Cuando se analizó el maní confitería, se hizo todo el perfil de ácidos grasos y se vio que no se modificó el maní al cual se aplicaron las microcápsulas, lo cual indica que éstas podrían utilizarse como conservantes.
En las pruebas, hubo una importante disminución de hongos degradadores y toxigénicos. Algunas especies del hongo Aspergillus producen micotoxinas; especialmente en el maní son importantes las aflatoxinas, que son cancerígenas y teratogénicas.

Insectos que atacan el maní

Se comprobó que los antioxidantes BHA y BHT inhiben y matan los insectos que infestan el maní.
Se evaluó también el efecto de los antioxidantes de grado alimentario BHA y BHT puros y encapsulados mediante la técnica de coacervación compleja sobre mortalidad, peso corporal y contenido total de proteínas de los insectos vectores de plaga Oryzaephilus surinamensis (Coleoptera, Silvanidae) y Tribolium castaneum, (Coleoptera, Tenebrionidae).
En el caso del coleóptero (O. surinamensis), se demostró que hay efecto por consumo, es decir, muere porque se comen las microcápsulas. El otro (T. castaneum), que es un gorgojo, muere por inanición. Los antioxidantes le producen un efecto de pérdida de apetito por lo que mueren de debilidad.
Para la evaluación del porcentaje de mortalidad se realizó un ensayo en microcosmo, donde 20 individuos de cada insecto fueron colocados en contenedores con tapa con 200 gramos de maní a diferentes dosis de BHA y BHT puros y encapsulados, e incubados a 25°C durante 50 días.
Los niveles de proteínas totales de cada insecto se vieron disminuidos en presencia de los tratamientos, respecto al control. Ambos antioxidantes puros mostraron porcentajes de mortalidad por encima del 80 por ciento para ambos insectos plaga. Además, tanto el formulado de BHA como el de BHT mostraron efecto insecticida entre un 70-100 por ciento de mortalidad para las dosis de 20 y 30 mili molar. Los antioxidantes puros y encapsulados disminuyeron el peso corporal de ambas especies de insectos.

A 17 años de los primeros ensayos

En 2002, Alejandra Passone en su tesis de doctorado empezó a seleccionar compuestos con efecto fungicida y, luego, Natalia Girardi en su tesis de grado ensayó con aceites esenciales. De ahí devino luego este trabajo de microencapsulación. Esta técnica, además se probó en aceite esencial de boldo, poleo y lippia. Se comprobó satisfactoriamente el efecto antifúngico del aceite de estos aceites microencapsulados, más que nada el de poleo, aunque éste es el que menos rendimiento tiene a la hora de extraerlo mediante la técnica de hidrodestilación (1%). Requiere mucho tiempo extraer el aceite, lo cual es un impedimento para trabajarlo a gran escala. Sin embargo, en los ensayos in vitro se vieron buenos resultados contra la población fúngica.



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