Proyectos
Viabilidad del uso de microorganismos que precipitan carbonatos como estrategia de biorremediación para inmovilizar metales tóxicos asociados al cultivo de cacao
Resumen
Actualmente la producción de cacao (Theobroma cacao L.) colombiano está alcanzando máximos históricos llegando a las 56 mil ton en el 2018 y, por lo tanto, aumentando las exportaciones y disminuyendo sus importaciones [1]. Aunque no representa un puesto importante en la producción mundial de cacao, su fortaleza en el mercado se basa en cacaos finos con aromas especiales [2]. Esto implica que no sólo tiene un gran potencial desde el punto de vista comercial, sino una gran importancia social, ya que la producción de cacao es una actividad tradicional del país y se proyecta como un sustituto de cultivos ilícitos [3]. Sin embargo, se ha detectado en la planta de cacao cantidades elevadas de cadmio (Cd) [4], un elemento altamente tóxico que puede desencadenar problemas de salud. La Organización Mundial de la Salud ha presentado un listado de las 10 sustancias químicas más peligrosas para la salud pública, que incluyen arsénico (As), plomo (Pb), mercurio (Hg) y cadmio (Cd) [5]. Particularmente este último, se bioacumula en el fruto del cacao ya que se comporta de forma similar al de elementos esenciales como Zn y Ca [6][7]. Una vez la planta absorbe el metal, este es distribuido en diferentes tejidos, como las hojas y en diferentes partes del fruto (ej., cáscara, cascarilla, nibs). La acumulación de metales tóxicos en los suelos agrícolas es una preocupación dentro del contexto de la seguridad alimentaria, ya que pueden llegar a los humanos a través de su movilidad en los sistemas suelo-vegetal, suelo-grano o suelo-fruta [8]. Por otro lado, desde el 1 de enero 2019, la nueva reglamentación de la Unión Europea, uno de los principales destinos de exportación del cacao colombiano, ha disminuido los límites permitidos de Cd en cacao [9]. Esta norma regula los límites máximos permitidos de metales pesados en productos alimenticios, establecida como una medida de salud pública por los problemas de enfermedades que este elemento puede desencadenar [10][11]. Por esto, lograr mitigar la presencia de cadmio en suelos agrícolas y en productos derivados del fruto del cacao trae beneficios para la salud de los consumidores y está en sintonia con la seguridad alimentaria de los países productores e importadores, uno de los objetivos de desarrollo sostenible del Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo. Las estrategias biológicas de remediación de metales tóxicos pueden ser diseñadas a partir de procesos de biosorción, bioacumulación, biotrasformación y biomineralización desarrollados por microorganismos y plantas como mecanismos de detoxificación [12]. Recientemente, se ha propuesto el uso de bacterias ureolíticas por el método de biomineralización a través de la precipitación de carbonatos inducida por microorganismos (MICP, por sus siglas en inglés Microbiologically Induced Carbonate Precipitation) para promover la inmovilización de metales tóxicos [13]. En las MICP, los metales libres en forma soluble pueden transformarse en carbonatos del metal, una forma insoluble que permite disminuir su biodisponibilidad [14]. Por ello, la MICP es un alternativa viable para la remediación de suelos agrícolas contaminados con metales pesados que afectan la salud humana. En estudios anteriores en nuestro grupo GERMINA se aislaron cepas provenientes de suelos cacaoteros de Colombia que sobreviven en concentraciones de cadmio consideradas tóxicas (10 mg/Kg) y con actividad MICP. Así, la investigación aquí planteada está encaminada hacía el aprovechamiento y protección de la biodiversidad colombiana. Se pretende verificar la capacidad de estos aislados nativos para inmovilizar no solo cadmio, pero también el plomo, en suelos agrícolas destinados al cultivo de cacao y en subproductos derivados del cacao, y así determinar los alcances de esta metodología como estrategia de mitigación de estos elementos tóxicos asociados al cultivo.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA PARA EL APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN Y CREACIÓN ARTÍSTICA DE LA SEDE BOGOTÁ DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - 2019
Modalidad:CONVOCATORIA PARA EL APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN Y CREACIÓN ARTÍSTICA DE LA SEDE BOGOTÁ DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - 2019
Responsable