La presencia de enfermedades en la poscosecha de cultivos andinos representa un enorme desafío que se ha enfrentado mediante alternativas químicas de elevada residualidad y toxicidad en el ambiente. Surge como alternativa, el empleo de aceites esenciales como una estrategia verde que permite la prolongación de la calidad pos cosecha del lulo bajo un concepto natural y amigable con el ambiente.
La cadena productiva del lulo (Solanum quitoense) ofrece un panorama atractivo para el sector agrícola de la región por su aporte a la economía, debido a la diversificación del mercado internacional de frutas exóticas con sus altos niveles de consumo, procesamiento y exportación (Jaime-Guerrero et al., 2022; Ramírez et al., 2018), así como en la creación de empleos, oferta en la variedad y generación de productos de carácter agroindustrial y el mejoramiento del nivel de vida de los productores, no obstante, enfrenta importantes pérdidas pos cosecha debido a su inadecuado manejo, naturaleza climatérica y susceptibilidad a enfermedades (Garcia, 2001) pudiendo alcanzar pérdidas de hasta el 45% de la producción en campo (Forero et al., 2016).
La producción de lulo en Colombia, con una cifra estimada de 89.050,41 toneladas en 2018 a nivel nacional (Agronet, 2019) y con un comportamiento creciente en la evolución de los precios en el mercado, prospera en 21 departamentos, entre los cuales destacan Antioquia, Huila, Cundinamarca y Santander (DANE, 2015; Agronet, 2019). En el departamento de Nariño, el cultivo de lulo está cobrando cada vez mayor importancia, gracias a las condiciones agro-climatológicas apropiadas y suelos muy aptos para el desarrollo de cultivos de frutales andinos como el lulo, un fruto exótico, categorizado dentro del Acuerdo de Competitividad de Productos Hortofrutícolas Promisorios Exportables en Colombia (Muñoz et al., 2013), permitiendo un área sembrada de 608,6 ha cultivadas, con una producción de 3.430,9 toneladas para el 2018.
Pese al generalizado y aparente control en la calidad del fruto, el ataque de enfermedades es una dificultad reiterativa para los productores y comerciantes, bajo la continua amenaza de agentes microscópicos capaces de echar a perder lotes completos de producción debido a su elevada patogenicidad. Una de las enfermedades poscosecha más limitantes, conocida como antracnosis, es causada por el género de hongos Colletotrichum spp, un grupo de hongos capaces de manifestarse tanto en precosecha como en poscosecha en virtud de su capacidad de infección latente hasta que la fruta y los factores ambientales favorecen el desarrollo de la enfermedad y la aparición de los síntomas (Huang et al., 2021). La antracnosis es favorecida por la alta humedad relativa, altas densidades de siembra y su diseminación por viento y agua o mediante el contacto con insectos, animales o herramientas. La enfermedad se caracteriza por presentar manchas necróticas circulares elipsoidales, las cuales toman color negro y provocan el hundimiento del tejido, hasta cubrir todo el fruto, provocando su momificación y caída. En el centro de las manchas se desarrollan grandes cantidades de esporas formando masas compactas de color rosado, salmón o naranja (ICA, 2011).
Las prácticas tradicionales de control de la antracnosis involucra el uso indiscriminado de fungicidas sintéticos, de los cuales se conoce, existe una creciente restricción regulatoria debido a los impactos potenciales sobre el ambiente y efectos adversos de orden cancerígeno sobre la salud humana y animal (Danh et al., 2021). Lo anterior ha inspirado la búsqueda de métodos alternativos y sostenibles de control de la enfermedad bajo una concepción de productos verdes o eco amigables.
Surge como alternativa viable y de mínimo riesgo el empleo de aceites esenciales extraídos de material vegetal, que presentan baja toxicidad, biodegradabilidad y gracias a su potencial activo, aporta a la conservación de la calidad del alimento y la seguridad del consumidor. Los aceites esenciales son una mezcla compleja de sustancias aromáticas, responsables de las fragancias de las flores y otros órganos vegetales, cuyos componentes de carácter volátil consisten en una compleja serie de compuestos. Los aceites esenciales son ampliamente utilizados en perfumería y cosmética, en la industria farmacéutica y en la industria de la alimentación, licorería y confitería y cuyo empleo bajo metodologías de aplicación al fruto mediante técnicas de aspersión en diferentes concentraciones, ha propuesto un nuevo enfoque para el control del patógeno pos cosecha, manteniendo la calidad de la fruta. Este enfoque elimina la necesidad de fungicidas sintéticos, cumple con las preferencias y seguridad del consumidor, los requisitos orgánicos y reduce la contaminación ambiental.
Es entonces que bajo la aprobación del proyecto “Desarrollo y evaluación de recubrimientos comestibles y biopeliculas activas adaptables a empaques para prolongar la vida útil de frutas andinas: Lulo (Solanum quitoense) y Uchuva (Physalis peruviana L.)” en el marco de la convocatoria 818 del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación, el grupo de apoyo a la investigación y desarrollo agroalimentario – GAIDA, bajo el liderazgo del Ph.D William Albarracin y su grupo de investigadores, han llevado a cabo actividades de investigación centrada en el empleo de aceites esenciales para el control del crecimiento fúngico.
Posterior al aislamiento del hongo en condiciones de laboratorio, para llevar a cabo su identificación macro y microscópica, así como una identificación molecular mediante técnicas de PCR, la investigación contempló el uso del aceite esencial de limón (Citrus limon) extraído por prensado en frío acelerado y de eucalipto (Eucalyptus radiata), abeto siberiano (Abies sibirica), tomillo (Thymus vulgaris), árbol de té (Melaleuca alternifoilia), y canela (Cinnamomum zeylanicum) extraídos mediante destilación por arrastre de vapor. Todos los aceites se evaluaron inicialmente bajo condiciones in vitro, es decir, bajo condiciones controladas de laboratorio, empleando diferentes concentraciones de los mismos y evaluando su incidencia sobre el crecimiento del causante de la antracnosis, identificado como Colletotrichum gloeosporioides. Entre los aceites esenciales evaluados, la inhibición del crecimiento fúngico causada por el aceite de tomillo fue la mayor desde el inicio de la evaluación, demostrando un mayor control a bajas concentraciones respecto a los demás aceites empleados, seguido en orden descendente de los aceites de canela, árbol de té, abeto siberiano, eucalipto y limón con el menor potencial para el control de la enfermedad.
El uso y la aplicación de aceites esenciales y sus múltiples moléculas bioactivas constituyentes, con propiedades antifúngicas, representan un enfoque alternativo, atractivo y efectivo en la lucha contra estos patógenos fúngicos, gracias al efecto inhibitorio directo sobre la morfología y crecimiento de los hongos (Huang et al. 2021; Kumar y Kudachikar, 2017).
Paralelamente, se emplearon frutos de lulos completamente sanos y libres de imperfecciones para ser contaminados artificialmente con el hongo, de esta manera, se prosiguió a evaluar el efecto de la aplicación del mejor aceite esencial sobre el desarrollo de la enfermedad directamente en el fruto. Las pruebas realizadas, llamadas pruebas in vivo, demostraron que el desarrollo y la expansión de los síntomas de la enfermedad provocada por el patógeno fueron inhibidos eficazmente por el aceite esencial de tomillo. La lesión provocada por la enfermedad logró reducirse sustancialmente en los frutos tratados con diferentes concentraciones del aceite seleccionado, respecto a los frutos que no recibieron ningún tratamiento. A pesar de los positivos resultados, debe contemplarse que a pesar de la efectividad del aceite, una vez que el hongo ha atacado el fruto, detenerlo es una tarea complicada, además del hecho del severo deterioro externo e interno que sufre el fruto, lo cual provoca que sea descartado. Por tal motivo, el empleo de aceites esenciales se convierte en una técnica preventiva al ataque del patógeno, más no surte efecto como estrategia curativa.
Se espera que las repercusiones de esta y futuras investigaciones se encaminan en brindar una alternativa natural para los productores y comerciantes de lulo, especialmente en el eslabón comercial de la cadena productiva, de modo tal que surta frutos en la comunidad y se pueda difundir de manera general el conocimiento adquirido respecto a la oportuna identificación de la enfermedad, y estrategias de control en el corto y mediano plazo, generando un impacto económico y social.
Desde el grupo de investigación GAIDA, hacemos un llamado a reconsiderar el empleo de sustancias naturales como sus aliados y extendemos una invitación a la comunidad estudiantil con interés en la investigación a continuar por el sendero del conocimiento y ayudar en el descubrimiento y aplicación de tecnologías emergentes que inciden beneficiosamente a nivel, social, económico y académico.
Grupo de Apoyo a la Investigación y Desarrollo agroalimentario – GAIDA
Ing. Christiam Guevara Betancourth
PhD. Oswaldo Osorio – Coordinador del proyecto, Docente Agroindustria
PhD. William Albarracín – Investigador Principal, Vicerrector de Investigación e interacción social.
Referencias
Agronet. (2019). Red de información y comunicación del sector agropecuario de Colombia. Estadisticas. Area sembrada y cosechada del cultivo de lulo. https://www.agronet.gov.co/estadistica/paginas/home.aspx?cod=1#
DANE. (2015). Boletín mensual insumos y factores asociados a la producción agropecuaria. https://www.dane.gov.co/files/investigaciones/agropecuario/sipsa/Bol_Insumos_dic_2015.pdf
Danh, L.T., Giao, B.T., Duong, C.T., Nga, N.T.T., Tien, D.T.K., Tuan, N.T., Huong, B.T.C., Nhan, T.C., and Trang, D.T.X. (2021). Use of Essential Oils for the Control of Anthracnose Disease Caused by Colletotrichum acutatum on Post-Harvest Mangoes of Cat Hoa Loc Variety. Membranes, 11, 719. https://doi.org/10.3390/membranes 11090719
Forero, N., Gutiérrez, S., Sandoval, R., Camacho, J., and Meneses, M. (2016). Evaluación pos cosecha de las características del lulo (solanum quitoense) cubierto con hoja de plátano. Temas Agrarios, 19(1). https://doi.org/10.21897/rta.v19i1.726
García, M. (2001). Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria – CORPOICA, 1, 28-30.
Huang, X., Liu, T., Zhou, C., Huang, Y., Liu, X., and Yuan, H. (2021). Antifungal Activity of Essential Oils from Three Artemisia Species against Colletotrichum gloeosporioides of Mango. Antibiotics, 10, 1331. https://doi.org/10.3390/antibiotics10111331
ICA –Instituto Colombiano Agropecuario. (2011). Manejo fitosanitario del cultivo de lulo (Solanum quitoense Lam) Medida para la temporada invernal (p 10). Bogotá: Produmedios.
Jaime-Guerrero, M., Álvarez-Herrera, J., and Fischer, G. (2022). Aspectos de la fisiología y el cultivo del lulo (Solanum quitoense Lam.) en Colombia: Una revisión. Revista de Investigación Agraria y Ambiental, 13(1), 131 – 148. DOI: https://doi.org/10.22490/21456453.4641
Kumar, A., and Kudachikar, V. B. (2017). Antifungal properties of essential oils against anthracnose disease: a critical appraisal. Journal of Plant Diseases and Protection. https://doi.org/10.1007/s41348-017-0128-2
Ramírez, F., Kallarackal, J. and Davenport, TL (2018). Lulo (Solanum quitoense Lam.) Fisiología reproductiva: una revisión. Scientia Horticulturae, 238, 163-176. https://doi.org/10.1016 / j.scienta.2018.04.046
Muñoz J.A., Rodríguez L.F., and Bermúdez L.T. (2013). Análisis de competitividad del sistema de producción de lulo (Solanum quitoense Lam.) en tres municipios de Nariño. Revista Colombiana de Ciencias Hortícolas, 7(2), 173-185. https://doi.org/10.17584/rcch.2013v7i2.2233
