La contaminación fúngica de los cereales plantea una amenaza importante para la seguridad alimentaria y la salud pública, además de provocar pérdidas económicas por valor de cientos de millones de dólares al año.
por Marianne Stein, Facultad de Ciencias Agrícolas, Ambientales y del Consumidor de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign evaluaron la luz ultravioleta lejana C (UVC lejana) como una forma segura de aliviar la contaminación fúngica del maíz y el trigo y descubrieron que esta tecnología es eficaz.
«La tecnología basada en la luz es fácil de usar y el costo es mínimo en comparación con muchos otros métodos. Sin embargo, las lámparas UVC convencionales emiten luz con una longitud de onda de 254 nanómetros, que puede causar daños en la piel o los ojos de los humanos, por lo que no es seguro usarlas cuando hay trabajadores o consumidores cerca», dijo el coautor del estudio Yi-Cheng Wang, profesor adjunto del Departamento de Ciencias de los Alimentos y Nutrición Humana, parte de la Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales de Illinois.
«En su lugar, utilizamos una tecnología llamada luz ultravioleta lejana basada en microplasma. Emite luz a 222 nanómetros, una longitud de onda que otros estudios han determinado que es segura para los humanos, incluso con una exposición prolongada. Queríamos ver si también se puede utilizar para mitigar la contaminación por hongos».
La desinfección con luz convencional de 254 nanómetros funciona dañando el ADN de las células, mientras que la longitud de onda más corta de 222 nanómetros es absorbida principalmente por enlaces peptídicos y aminoácidos. Wang dijo que esto significa que la luz ultravioleta C lejana causa daño celular a los microorganismos, pero no puede penetrar la capa más externa de células cutáneas muertas de los humanos ni la capa lagrimal de sus ojos, por lo que no representa una amenaza para ellos.
Wang y el autor principal Zhenhui Jin, un reciente graduado del programa de doctorado de FSHN , probaron la eficacia de la luz ultravioleta lejana contra dos hongos, Aspergillus flavus y Fusarium graminearum. Ambos hongos afectan los granos en el campo; pueden provocar pérdidas sustanciales en la calidad del grano y producir micotoxinas que amenazan la salud humana y animal.
En primer lugar, los investigadores suspendieron las esporas de los hongos en un tampón líquido y las trataron con varias dosis de luz ultravioleta lejana. Descubrieron que, con las dosis de tratamiento más altas, el 99,999 % de las esporas tanto de Aspergillus como de Fusarium se inactivaron mediante cambios en las membranas de las células y sus mitocondrias.
El siguiente paso fue probar el tratamiento con luz ultravioleta lejana contra los micelios de los dos hongos, una red de hebras filiformes que invaden los tejidos de las plantas hospedantes después de que las esporas germinan. En placas de agar, se logró inhibir con éxito el crecimiento de los micelios de ambos hongos. Pero ese no fue el final.
«Para el líquido y el agar, podríamos simplemente colocar la lámpara sobre las placas de Petri que contienen los hongos. Sin embargo, los productos alimenticios son tridimensionales. Por lo tanto, construimos un sistema de tratamiento con seis lámparas que iluminan sobre y alrededor de los granos», dijo Wang.
Los investigadores probaron el sistema en granos de maíz y trigo. El tratamiento redujo más del 90% de ambos hongos. La rugosidad de la superficie del grano de cereal fue probablemente la razón de los menores efectos del tratamiento que en el tampón líquido, dijo Wang. Sin embargo, los resultados fueron comparables o incluso mejores que los de estudios publicados anteriormente en los que los cereales se trataron con luz UVC convencional de 254 nanómetros.
El equipo también investigó si el tratamiento con luz afectaba la calidad de los granos. No encontraron ningún efecto significativo en el contenido de humedad ni en el maíz ni en el trigo, ni tampoco cambios significativos en el porcentaje de trigo que germinó en los siete días posteriores al tratamiento.
Sin embargo, en el caso de los granos de maíz tratados con la dosis más alta de luz, se observó un aumento del 71% en la germinación durante el mismo período. Esto podría deberse a que el tratamiento con luz aumentó la permeabilidad de las células del maíz, lo que facilitó su absorción de agua, pero Wang dijo que esta idea deberá probarse en futuras investigaciones.
Wang prevé que el grano sería tratado en las instalaciones de procesamiento después de la cosecha, antes de llegar al sistema de producción de alimentos.
«Nuestros resultados demuestran que el tratamiento con luz ultravioleta lejana de 222 nanómetros puede inactivar eficazmente las esporas de hongos en un tampón líquido, inhibir el crecimiento de micelios en agar e inactivar hongos en granos de cereales. Si se puede ampliar esta tecnología, debería proporcionar una opción fácil de usar y segura que mitigue la contaminación por hongos, aliviando así las pérdidas económicas posteriores a la cosecha y mejorando la seguridad alimentaria «, concluyó Wang.
Más información: Zhenhui Jin et al, Mitigación de la contaminación fúngica de los cereales: eficacia de las lámparas UVC lejanas basadas en microplasma contra Aspergillus flavus y Fusarium graminearum, Food Research International (2024). DOI: 10.1016/j.foodres.2024.114550
