A pesar de los avances en el aumento de la producción de alimentos, la mitad de todos los alimentos cosechados en el mundo se pierde debido a la pudrición causada por microorganismos.
por la Universidad Hebrea de Jerusalén
Las plantas emiten varios compuestos orgánicos volátiles en el entorno que las rodea, que se pueden monitorear para detectar enfermedades de las plantas y prevenir la pérdida de alimentos.
Un nuevo estudio publicado en Talanta y dirigido por la Universidad Hebrea de Jerusalén (HU) y la Organización de Investigación Agrícola de Israel (Instituto Volcani) detalla el éxito de un sensor biológico para la detección temprana de enfermedades ocultas en tubérculos de patata, una de las principales industrias de exportación de Israel a 700.000 toneladas al año.
Agricultores israelíes importan papas europeas para plantar en Israel. Sin embargo, un cierto porcentaje de ellos portan enfermedades en su interior, ya sea de manera visible o invisible, que causan pudrición y reducen significativamente la calidad de la papa. La alianza Universidad Hebrea-Volcani está a punto de cambiar eso. Han desarrollado un sensor que detecta enfermedades y puede usarse para inhibir el crecimiento y la propagación de la podredumbre. Su estudio, publicado en la próxima edición de Talanta , fue realizado por la Dra. Dorin Harpaz y su Ph.D. estudiante Boris Veltman en la Facultad de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente de HU, bajo la supervisión del Dr. Evgeni Eltzov del Instituto Volcani. El equipo colaboró con la Dra. Sarit Melamed y la Dra. Zipora Tietel del Instituto Volcani, así como con la Dra. Leah Tsror del Centro de Investigación Gilat.
El sensor se basa en bioingeniería y óptica inteligentes. Cuando el sensor se expone a una patata infectada , se enciende un compuesto bacteriano en su interior, y la intensidad de la luminiscencia indica la concentración y composición de la podredumbre. “La intensidad de la luz que emite el panel de bacterias permite analizar de forma rápida y cuantificable las características de la enfermedad, que el sensor puede ‘olfatear’, antes de la aparición de síntomas visibles”, explica Eltzov. “El biosensor que desarrollamos ayudará a identificar papas enfermas que aún no tienen ningún indicio externo y las mantendrá alejadas de los tubérculos sanos, evitando así que la podredumbre se desarrolle o se propague a otras plantas sanas ”, agregó Harpaz.
Para formar el panel de bacterias, el equipo creó un compuesto de cuatro bacterias modificadas genéticamente que miden la toxicidad biológica. En este estudio, el sensor biológico detectó la enfermedad antes de que hubiera rastros visibles y provocó que el sensor óptico brillara el doble que los sensores en papas no infectadas. Sus capacidades también se demostraron en un estudio anterior que utilizó los sensores para detectar la toxicidad entre los edulcorantes artificiales en los suplementos deportivos.
Según los investigadores, el descubrimiento temprano de enfermedades, antes de que las papas se exporten a mercados extranjeros o se vuelvan a sembrar, ofrece una ventaja significativa para los productores de alimentos. «El sensor biológico se puede utilizar para identificar rápida y económicamente la podredumbre oculta en las papas, facilitar una mejor gestión posterior a la cosecha y reducir el desperdicio de alimentos, lo que es particularmente importante dada la actual crisis alimentaria mundial», concluyó Harpaz.
Más información: Boris Veltman et al, El biosensor bacteriano de células enteras para la detección de volátiles en papas infectadas con Pectobacterium permite la identificación temprana de la enfermedad de pudrición blanda del tubérculo de la papa,
Talanta (2022). DOI: 10.1016/j.talanta.2022.123545
