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El cuidado del ambiente a través de la utilización de hongos para la valorización de residuos agroindustriales de la región

Por Juan M. Cuestas1,2, Pablo D. Postemsky1,2, Guillermo Tucat3, Roberto O López4, Leonardo Sciammaro5, Mario C. N. Saparrat4,6.

En el 2015, Argentina como país miembro en la Asamblea General de la Naciones Unidas adoptó la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible. Ello implica el cumplimiento de 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), que conforman una agenda común de promoción, apoyada en el convencimiento de que las iniciativas para acabar con la pobreza deben ir de la mano de estrategias que favorezcan el crecimiento económico, que aborden una serie de necesidades sociales -como la educación, la salud, la protección social y las oportunidades de empleo-, al tiempo que luchan contra el cambio climático y fortalecen las políticas de protección del ambiente.

Residuos orgánicos y economía circular

La gestión adecuada de los residuos sin lugar a dudas es uno de los grandes desafíos de las sociedades. Entre ellos se encuentran los de naturaleza orgánica, siendo algunos generados a través de la producción agroindustrial. Las producciones regionales de diferentes alimentos y bebidas como el aceite de oliva y el vino artesanal son promovidas por su capacidad generadora de empleo, arraigo de la población que vive a expensas del trabajo derivado de estas producciones y agrega valor a los productos que se obtienen de las materias primas. No obstante, para lograr el grado de empleos verdes, que involucra mano de obra que contribuya a preservar y restaurar el medio ambiente, es necesario un cambio de paradigma en el tratamiento de los residuos, compatible con las medidas tendientes a cumplir los ODS.

Es reconocido que la elaboración de estos productos genera residuos sólidos como por ejemplo el alperujo (partes sólidas de la aceituna, como el carozo, la piel y restos grasos) o bien restos provenientes de poda, o el escobajo (estructura leñosa que soporta el conjunto de frutos que forman un racimo de uva) o bien los orujos de uva (hollejo de la uva, después de exprimida toda su pulpa), cuyo almacenamiento representa un problema actual de potencial impacto fitosanitario y ambiental. Por lo tanto, ¿existen alternativas sustentables para revalorizar estos desechos?

Un nuevo concepto en la industria agroalimentaria es el de “Economía Circular”. Se trata de una estrategia que tiene por objetivo reducir la producción de desechos, cerrando los «bucles» o flujos económicos y ecológicos de los recursos. Por ello, todo residuo de una agro-industria debe ser considerado un excedente y no ser descartado, debe ser re-aprovechado por otro actor de la cadena agroindustrial y obtener así un producto de mayor valor al del producto de descarte y reingresar a la cadena productiva.

El aprovechamiento de residuos provenientes de diferentes actividades de la región puede por ejemplo servir como sustrato para el crecimiento de hongos comestibles como Pleurotus ostreatus (Figura 1). Este es un plan que permite no sólo contribuir a la economía circular, sino también agregar valor a la actividad comercial de los hongos y su potencial en la generación sustentable de productos y empleo verde, que puede contribuir al saneamiento ambiental y al desarrollo de emprendimientos asociados (PYMES y cooperativas sobre todo) generando puestos de trabajo en el sector alimentario regional.

Figura 1. Cultivo de Pleurotus ostreatus en bolsa usando residuos agroindustriales y diferenciación de sus fructificaciones.

Dos casos de estudio en desarrollo

Desde el grupo de investigación del Instituto de Fisiología Vegetal (INFIVE, UNLP – CONICET) en colaboración con el Laboratorio de Biotecnología de Hongos Comestibles y Medicinales del Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida (CERZOS, Universidad Nacional del Sur – Conicet, Bahía Blanca), el Laboratorio de Ecosistemas Naturales y Agropecuarios (CICPBA-UNS, Bahía Blanca) y el Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos (CIDCA, UNLP – CONICET – CICPBA) se está investigando en la transformación de diferentes residuos orgánicos usando hongos para degradarlos y/o para usarlos como sustrato de crecimiento con destino final en la producción de fructificaciones para poder ser consumidas. Para llevar adelante este bioproceso se seleccionan hongos correspondientes a diferentes especies y procedentes de diversas fuentes que sugieren disimilitudes en sus habilidades nutricionales y con habilidad diferencial para degradar diferentes compuestos orgánicos, a fin de indagar las condiciones de cultivo que favorezcan la degradación y detoxificación de compuestos tóxicos o perjudiciales presentes en los desechos agroindustriales. Entre los residuos sólidos analizados se incluyen los orujos de oliva (alperujo) y uva de procedencia regional, así como sus residuos de poda y escobajo respectivamente.

Estos residuos sólidos bajo estudio tienen una composición química diversa que dificulta su degradación natural, en parte debido a la presencia de compuestos fenólicos solubles que son considerados el principal factor que limita su destino al suelo, ya que tienen actividad antimicrobiana y fitotóxica. Por otro lado, su composición puede variar en función de las condiciones ambientales reinantes durante el ciclo del cultivo, variedad y grado de madurez de los frutos utilizados. Por esta razón, es necesario saber en primer lugar cuáles son las propiedades que caracterizan a los residuos específicos de partida disponibles, para poder encontrar una manera beneficiosa y eficaz de valorizar estos subproductos. En este aspecto, se está evaluando la habilidad de diferentes hongos para colonizar mezclas de sustratos sólidos suplementados con chips de poda de olivar y cantidades crecientes de alperujo con la finalidad de hallar la proporción optima del residuo que puede tolerar el hongo sembrado para crecer en sistemas a mayor escala (Figura 2).

Figura 2. Test de crecimiento lineal usado para la evaluación de diferentes combinaciones de los sustratos alperujo y poda de olivar, a fin de seleccionar la habilidad de un hongo para colonizar un espectro de rango de concentración de un residuo en un formulado de base.

Otro caso estudiado es el residuo del orujo de uva de Vitis labrusca variedad Isabella de la Cooperativa del vino de la Costa de Berisso (Provincia de Buenos Aires). La acumulación de este tipo de residuos en áreas cercanas a las fincas y bodegas constituye una fuente importante de organismos patógenos y vectores de impacto sanitario (como fitopatógenos, microorganismos que deterioran alimentos y diferentes insectos plagas) y ambiental (ej. vertidos de líquidos con alta carga de fenoles tóxicos), presentando inconvenientes relacionados a su manejo y disposición final. Aunque estos residuos podrían emplearse como abono orgánico, su naturaleza persistente, característico de la uva y relacionado al contenido de compuestos fenólicos, acompañada por una elevada la acidez (pH 3,5) y conductividad eléctrica, limita también su aplicación directa al suelo. Por lo tanto, nuestro grupo está llevando a cabo el tratamiento de estos subproductos sólidos con diferentes hongos que son sembrados en este tipo de residuo a fin de generar un abono orgánico que mejore las propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos. En este sentido, se está analizando las características del material transformado por hongos adicionados, así como también su efecto en el crecimiento vegetal.

En resumen, este tipo de investigación intenta agregar valor a la producción, incluyendo la obtención de fructificaciones de hongos que son comestibles como Pleurotus ostreatus o usadas como fuente de metabolitos de valor medicinal como los hongos del complejo Ganoderma lucidum o “reishi”. A su vez el sustrato residual del cultivo de los hongos tiene potencial como biofertilizante y material para el desarrollo de sistemas de biobeds (camas biológicas) para lograr una correcta gestión in-situ de los residuos de productos fitosanitarios.

La transformación de estos remanentes con hongos específicos es una vía sostenible para su reciclaje con la generación de alimentos, nutracéuticos, enmiendas orgánicas y/o bioestimulantes para la promoción del crecimiento vegetal. Aunque es compleja la composición de estos residuos, que contribuyen a su difícil degradabilidad, existen hongos que pueden tolerar sus efectos y metabolizarlos, lo que demanda la selección y optimización de los sistemas de cultivos y el monitoreo de los productos de transformación generados.

La producción de hongos comestibles y medicinales, así como también la de biofertilizantes, partiendo de un mismo residuo, hacen de este proceso y su escalado un modelo muy interesante de aprovechamiento de los recursos, utilizando la experiencia y el conocimiento que poseen los grupos de investigación intervinientes.

Por otra parte, los sólidos residuales que se generan en la producción de los hongos comestibles y medicinales también pueden ser reutilizados para alimentar animales, en la generación de biocombustibles, biofertilizantes, o bien como soporte para la producción de compost entre otros.

Alcances y perspectivas

Los resultados revelan un potencial prometedor de los hongos en el desarrollo de propuestas de economías circulares, contribuyendo así a la revalorización de los residuos con la generación de productos de valor. El objetivo es proporcionar también una comprensión más profunda de los esfuerzos en la investigación relacionados con la aplicación de estos productos para mejorar la sostenibilidad ambiental, energética y económica y porque no también para minimizar la dependencia de insumos químicos derivados de fuentes no renovables. No obstante, es necesario el escalado y la optimización de la transformación de los residuos orgánicos a dichos productos de valor a través del cultivo de hongos en los propios sitios de producción.

Bibliografía

Cuestas, J. M., Gartner, K., Postemsky, P. D., Saparrat, M. C. N., Cubitto, M. A. 2018. “Análisis del uso potencial del residuo sólido de la producción de aceite de oliva en el cultivo de hongos ligninolíticos”. Actas de la I Convención Internacional para la producción de hongos comestibles y medicinales. III Jornadas Argentinas sobre Biología y Cultivo de Hongos Comestibles y Medicinales. VI Taller de Productores de Hongos Comestibles. III ExpoFungi Gourmet, Ecoparque, CABA. Resumen 54 (Ciencia 027).

De Corato, U. (2020). Agricultural waste recycling in horticultural intensive farming systems by on-farm composting and compost-based tea application improves soil quality and plant health: A review under the perspective of a circular economy. Science of the Total Environment, 738, 139840.

Postemsky, P. D.; Bidegain, M.; González Matute, R.; Figlas, D.; Caprile, D.; Salazar-Vidal, V. Saparrat, M. C. N. 2022. Mushroom Production in the Southern Cone of South America: Bioeconomy, Sustainable Development and Its Current Bloom. Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. https://doi.org/10.1007/10_2022_203 2. © The Author(s), under exclusive license to Springer Nature Switzerland AG 2022

Saparrat, M. C. N.; Bárcena, A.; Balatti, P. A. 2013. “Microorganismos del suelo y su participación en la formación de la materia orgánica: lignocelulólisis y mecanismos involucrados”. En: “Microbiología Agrícola. Un Aporte de la Investigación en Argentina”, Segunda Edición. Ed.: Albanesi, A. S. Magna Publicaciones, Tucumán. ISBN: 978-987-1726-17-2. Capítulo del Eje Temático: Materia Orgánica del Suelo, pp. 65-92.

Filiación de los autores: 1Laboratorio de Biotecnología de Hongos Comestibles y Medicinales, Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida (CERZOS), CONICET-Universidad Nacional del Sur (UNS), Bahía Blanca, Buenos Aires, Argentina. 2Laboratorio de Ecosistemas Naturales y Agropecuarios (LENA), CICPBA-UNS, Bahía Blanca, Buenos Aires, Argentina.3Bioecología y Control Sustentable de Malezas en Cultivos y Áreas No Cultivadas. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida (CERZOS), CONICET-Universidad Nacional del Sur (UNS), Bahía Blanca, Buenos Aires, Argentina.4Instituto de Fisiología Vegetal (INFIVE), Universidad Nacional de La Plata (UNLP)-CCT-La Plata-CONICET, La Plata, Argentina.5Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos (CIDCA), CCT-La Plata-CONICET-CICPBA-UNLP, La Plata, Argentina.6Cátedra de Microbiología Agrícola, Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, UNLP, La Plata, Argentina.

Autor

Universidad Nacional de La Plata

Es una universidad pública de la República Argentina. Tiene sede en la ciudad de La Plata y está considerada una de las dos principales instituciones educativas y representativas del país, junto a la Universidad de Buenos Aires, según el University Rankings by Academic Performance del URAP Center o el Scimago Institutions Ranking. Desde 2020, asimismo, lidera el Ranking Internacional de Transparencia que anualmente elabora el Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España (CSIC), entre las universidades nacionales argentinas, siendo la sexta entre las latinoamericanas.