Pais: Brasil

Fecha: 25 de Mayo del 2021

Los científicos desarrollan una técnica de infrarrojos para identificar hongos en el maíz  por Embrapa, Brasil

    nvestigadores de UFMG y Embrapa utilizaron imágenes de infrarrojo cercano (NIR) para identificar dos hongos del género Fusarium .

    Los hongos F. verticillioides y F. graminearum son responsables de las principales toxinas que atacan al maíz .

    El método es más económico y rápido que los convencionales. Además de no ser destructivo y no utilizar productos químicos.

    La técnica HSI-NIR mostró un 100% de precisión, sensibilidad y especificidad en la diferenciación de especies de género hongos del Fusarium .

Una encuesta realizada por Embrapa en alianza con la Universidad Federal de Minas Gerais ( UFMG ) logró identificar hongos del género Fusarium que afectan los granos de maíz a través de un método innovador. Los científicos combinaron imágenes hiperespectrales del infrarrojo cercano, una técnica conocida como follow en inglés NIR, con métodos de reconocimiento de patrones y lograron identificar las especies F. verticillioides y F. graminearum , los hongos que más afectan los granos de maíz y son responsables de la producción. de las principales micotoxinas de este cereal. El primero es el principal productor de micotoxina fumonisina y F. graminearum está asociado con zearalenona.

Las micotoxinas son metabolitos tóxicos producidos por algunas especies de hongos presentes en los granos. La toxicidad de las micotoxinas para los animales y los seres humanos da lugar a la incidencia de diferentes enfermedades. Al mismo tiempo, en la actualidad, la detección de los hongos que los producen implica procesos costosos y complejos que dificultan su aplicación. Debido a esto, existe una demanda por parte de especialistas y grandes industrias de un método de identificación preciso y rápido para evitar esta contaminación por especies de Fusarium.

“Buscamos obtener un método no destructivo, libre de productos químicos y de ejecución más rápida, el método de cercano ( imagen hiperespectral del infrarrojo Near infrared hiperespectral image - HSI NIR), asociado al análisis de imagen multivariante. Este método fue desarrollado para permitir una lectura rápida de la muestra, así como una mayor precisión en la distinción de patógenos ”, dice la investigadora Maria Lúcia Ferreira Simeone , de Embrapa Milho e Sorgo (MG).

Publicación científica

Los resultados fueron publicados recientemente en la revista Food Chemistry , en el artículo Aplicación de imágenes hiperespectrales del infrarrojo cercano (NIR) combinadas con análisis de imágenes multivariantes en la diferenciación de dos especies de Fusarium micotoxicogénicas asociadas al maíz fue publicado en la revista Food Chemistry (Application of imágenes hiperespectrales de infrarrojo cercano (NIR) combinadas con análisis de imágenes multivariantes para diferenciar dos especies de Fusarium micotoxicogénicas asociadas con el maíz).

Señala que la identificación de estos hongos patógenos es una etapa inicial importante del control de enfermedades en el maíz, sin embargo, los métodos de diferenciación de especies más tradicionales requieren un alto nivel de conocimiento, técnicas de laboratorio de alto costo, además de consumir mucho tiempo. en la ejecución. Simeone agrega que estos patógenos son difíciles de identificar y controlar. “Por tanto, la búsqueda de métodos alternativos es de gran relevancia para toda la cadena productiva del maíz”, informa el científico.

Para obtener este método, se desarrolló una tesis doctoral en la UFMG, en alianza con Embrapa Cotton y Embrapa Milho e Sorgo . “Nuestro objetivo era utilizar la técnica HSI-NIR y técnicas de análisis de imágenes multivariadas combinadas con el reconocimiento de patrones, como el discriminante de mínimos cuadrados parciales (PLS-DA) de imágenes. Y así desarrollar un método rápido para la identificación de F. verticillioides y F . graminearum ”, dice Simeone.

El trabajo fue presentado al Programa de Posgrado en Microbiología del Instituto de Ciencias Biológicas de la UFMG, por la estudiante de doctorado Renata Regina Pereira da Conceição. El alumno fue supervisado por la profesora Maria Aparecida de Resende Stoianoff y codirigido por las investigadoras de Embrapa Corn and Sorghum Maria Lúcia Simeone y Valéria Aparecida Vieira Queiroz.

Según Renata Conceição, el modelo PLS-DA aplicado a F. verticillioides y F. graminearum mostró una separación significativa entre las dos especies, con 100% de precisión, sensibilidad y especificidad, demostrando la efectividad de HSI-NIR para la diferenciación de especies de hongos del Género Fusarium.

“Los resultados obtenidos revelaron que la imagen hiperespectral en el infrarrojo cercano (HSI-NIR) es una herramienta útil para categorizar dos importantes especies agrícolas de Fusarium. La investigación ha demostrado que la relación costo-beneficio de la técnica HSI-NIR tiene una mayor ventaja sobre las técnicas estándar de identificación de hongos, ya que es más fácil y rápida de realizar, además de ser menos costosa. Y tiene un enfoque no destructivo de las muestras, eliminando el uso de químicos durante el proceso ”, subraya Conceição.

Un problema de la cadena del maíz

El maíz ( Zea mays L.) es uno de los alimentos más comunes en la dieta humana y animal y tiene una gran importancia económica y social. La alta importancia socioeconómica del maíz se puede evidenciar por la expansión del área de cultivo y su uso extensivo en diversos productos para piensos y alimentos, producción de biocombustibles y materia prima para diferentes industrias.

Según la estimación de la décima encuesta de la cosecha 2020/2021, en el ranking mundial de producción de maíz, Brasil ocupa el tercer lugar, con 109 millones de toneladas, solo precedido por Estados Unidos y China, con una producción de 360,3 y 260,7 millones. toneladas, respectivamente. Brasil es el cuarto mayor consumidor de cereales con 70 millones de toneladas al año.

Anualmente, el 25% de la producción mundial de cereales se ve afectada por micotoxinas, según una estimación de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), según publica la autora Mari Eskola y su equipo, en la encuesta Contaminación mundial de cultivos alimentarios con micotoxinas: validez de la ampliamente citada 'estimación de la FAO' del 25%, revista Food Science and Nutrition, en 2020 (Contaminación mundial de cultivos alimentarios con micotoxinas: validez de la 'estimación de la FAO' del 25%, ampliamente citada).

La investigación realizada por Nicole J. Mitchell y su equipo en 2016 evaluó que la contaminación por aflatoxinas puede causar pérdidas a la industria del maíz que van desde $ 52.1 millones a $ 1.68 mil millones anuales en los Estados Unidos. La estimación se publicó en Posibles pérdidas económicas para la industria del maíz de EE. UU Debido a la contaminación por aflatoxinas . .

La investigadora de Embrapa Dagma Dionísia da Silva , coordinadora del proyecto “Tecnologías para la identificación, cuantificación y mitigación de hongos toxigénicos y micotoxinas en granos de maíz” señala que “el maíz es un cultivo altamente susceptible a la infección por hongos patógenos”. “Esta infección puede ocurrir tanto antes como después de la cosecha, comprometiendo directa e indirectamente la calidad de los granos de maíz y sus derivados, reduciendo su salud y calidad física, interfiriendo en su clasificación comercial y haciendo que los granos no sean aptos para el consumo”, informa Silva.

“La contaminación del maíz y sus productos con agentes microbiológicos patógenos puede ocasionar graves consecuencias para los consumidores, siendo motivo de gran preocupación a nivel mundial. Por eso, en los últimos años, la búsqueda de alternativas para garantizar la seguridad alimentaria ha sido el foco de acciones internacionales ”,

Traducido del portugués.

Ver nota