Diferenciación de los productos de hierbas aromáticas mediante la aplicación de trazabilidad y tecnologías innovadoras

Desde el año 2008 en la Universidad Tecnológica Nacional - Facultad Regional Córdoba (UTN-FRC), se están desarrollando proyectos de investigación sobre Hierbas Aromáticas y Medicinales. El presente trabajo tiene como objeto conocer la situación real de la producción de Hierbas Aromáticas y Especias de la provincia de Córdoba, los avances o retrocesos que se dieron a lo largo de los últimos años según el CNA 2002. Se utilizó el método de investigación exploratorio con relevamiento de datos (15 productores). En esta primera etapa se evaluó la situación del Departamento de San Javier – Zona Traslasierra - en la que se encuentran concentradas gran parte de las producciones de orégano y menta de la Provincia de Córdoba. Del análisis de las encuestas realizadas, se determinó lo siguiente • Los cultivos más explotados son Orégano, en sus variedades “Chileno” y “Criollo“ y Menta, en sus variedades “Hedionda” y “Piperita”, teniendo un área de producción que va de 1 a 10 ha aproximadamente. • Los productores utilizan mano de obra no calificada y habitualmente se encuentra la mayoría de la familia trabajando en la misma. • La poca eficiencia y el reducido valor agregado que hace sustentable la producción, se deben a problemas en la comercialización, baja calidad del producto y la falta de inversión en maquinarias. Todo lo expuesto no favorece a una mejor inserción en el mercado nacional e internacional. Con el fin de asesorar a los integrantes de la región, se organizaron reuniones con los directivos de las instituciones involucradas y esto permitió a la comunidad educativa conocer parte de nuestro trabajo de investigación y acercarse a solicitar al grupo de proyecto la capacitación para alumnos y docentes. Es necesario generar consciencia del verdadero impacto que provoca un producto de excelente calidad; no sólo desde la profundización de conocimientos y contenidos conceptuales, sino también de la disponibilidad de medios materiales en cuanto a innovaciones tecnológicas, métodos y procesos. Ante la propuesta presentada por el Ministerio de Ciencia y Tecnología de la Provincia de Córdoba desde el Programa de Transferencia de Resultados de la Investigación (PROTRI), se realizaron varios contactos con instituciones de enseñanza media, acordando participar de manera conjunta con el fin de acercar a sus estudiantes y docentes el desarrollo de los conocimientos surgidos de la investigación desde el ámbito universitario en el área de Biología y Ambiente, Desarrollo y Sociedad. La demanda para esta difusión parte de instituciones educativas de enseñanza media con características muy similares, cuyos docentes interesados pertenecen también al área de ciencias naturales y tecnología, que consideran de suma importancia la implementación de las herramientas disponibles a partir de la aplicación del conocimiento científico, como es el caso de los Sistemas de Trazabilidad y la aplicación de las normas existentes. Con la divulgación y difusión de contenidos concretos relacionados, es nuestra intención favorecer la continuidad en el desarrollo de la región y suavizar las necesidades técnicas y sociales del entorno, sustentado en la capacitación en toda la cadena de valor, que se considera, comienza por la escuela, a fin de aportar los conocimientos básicos en los adolescentes que representan el futuro de la sociedad e incentivar una mejora en su calidad de vida y el aumento de oportunidades.

Transferencia y Difusión de tecnologías para el cultivo de especies aromáticas y medicinales a pequeños productores de la provincia de Córdoba

En la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la UNC se llevan adelante, desde el año 1996, proyectos de domesticación y mejoramiento de especies aromáticas y medicinales, con el fin de capacitar y apoyar técnicamente a recolectores y pequeños productores. Los productos derivados del cultivo de especies aromáticas y medicinales presentan un mercado creciente con demanda a nivel tanto nacional como internacional, lo cual lleva a una explotación en aumento de las especies aromáticas y medicinales nativas. Dentro de la problemática en que se engloban las especies aromáticas y medicinales, dado su uso tradicionalmente irracional y no sustentable, es de fundamental importancia difundir su cultivo con ejemplos concretos. Difundiendo de este modo paquetes tecnológicos generados en la Universidad a manos de productores que dispongan de requerimientos básicos (en cuanto a infraestructura y disponibilidad o apertura a estos nuevos cultivos). De esta manera se puede demostrar a la comunidad la factibilidad de generar emprendimientos productivos y sustentables con estas especies como alternativa de cultivo para pequeños productores fundamentalmente hortícolas. La idea del proyecto surge en base a la necesidad, de pequeños productores fundamentalmente hortícolas de la Provincia de Córdoba, de apoderarse de conocimientos hasta ahora desconocidos en cuanto al cultivo de plantas aromáticas y medicinales, que puedan contribuir al fortalecimiento de sus economías, y a un desarrollo social y económico sostenible. La importancia del proyecto radica en la posibilidad de capacitar a pequeños productores e implementar tecnologías aplicadas al cultivo de plantas aromáticas y medicinales, junto a la implementación de las buenas prácticas agrícolas (BPA) en dichos emprendimientos, tomando la información de las experiencias productivas como fuente de nuevo conocimiento. Es necesario destacar el interés por parte de los destinatarios en desarrollar sus propias iniciativas de emprendimientos productivos, que surgieron del contacto con el grupo de trabajo. El acercamiento de la universidad a esta comunidad resultó de disparador de nuevas iniciativas al sentirse apoyados y contenidos para abordar nuevos cultivos con especies desconocidas para ellos. La metodología utilizada pretende pasar de una extensión intensiva en recetas a una intensiva en conocimientos, siendo los técnicos y profesionales participantes, claramente un nexo entre la investigación y el productor, pero promulgando la acción participativa de este, manteniendo una relación estrecha con los destinatarios, donde intervenir en el sistema sea esencialmente formar parte del mismo, y cooperar para que exista aprendizaje recíproco y ambos se apoderen de los conocimientos generados. El proyecto plantea la realización de una etapa en la unidad académica (FCA - UNC), en la cual se dispone de las instalaciones y todas las herramientas necesarias para llevar a cabo jornadas-taller para la producción de estas especies que luego servirán para la implantación de parcelas intensivas demostrativas en el predio perteneciente a los productores participantes. Los productores aportarán herramientas de trabajo necesarias, terreno para el cultivo e infraestructura para camas de siembra y/o invernaderos. Se llevarán a cabo talleres de capacitación, entrevistas, encuestas, debates, tutorías y asesoramientos para asegurar una verdadera transferencia, capacitación y apropiación de los contenidos y tecnologías que se pretenden diseminar. El impacto esperado pretende difundir y transferir paquetes tecnológicos para el cultivo de especies aromáticas y medicinales en los productores hortícolas, remarcando la importancia del recurso natural, y la necesidad de preservación debido a la creciente degradación de algunas de ellas, como por ejemplo la peperina. Logrando de este modo acompañar a futuro, la formulación o implementación de emprendimientos productivos a largo plazo en los productores interesados.

Inducción sistémica de la biosintesis de metabolitos secundarios en plantas aromáticas mediada por rizobacterias

El uso de microorganismos como inoculantes para incrementar la disponibilidad y toma de nutrientes por parte de los cultivos, es una nueva tecnología que ha dado buenos resultados, observándose un incremento en la emergencia, vigor, mayor desarrollo en la parte aérea y de raíces, registrándose aumentos considerables de los rendimientos en cultivos de interés comercial. Esto es debido a que los microorganismos PGPR (Plant Growth promoting rhizobacteria) sintetizan ciertas sustancias reguladoras del crecimiento como giberelinas, citoquininas y auxinas; las cuales estimulan la densidad y longitud de los pelos radicales, aumentando así la cantidad y longitud de las raíces de los vegetales. Así, se incrementa la capacidad de absorción de agua y nutrientes, haciendo que las plantas sean más vigorosas, productivas y tolerantes a condiciones climáticas adversas, como sequías o heladas. Otro factor benéfico es que ciertos microorganismos solubilizan nutrientes poco móviles en el suelo como el caso del fósforo, segundo nutriente, después del nitrógeno en importancia para el crecimiento de los cultivos. Estos microorganismos también tienen una función muy importante en el control natural de agentes patógenos, a través de la inducción del sistema de defensa en las plantas, aumentando su resistencia a enfermedades, a través de la producción de compuestos bacterianos como antibióticos y sideróforos. Los variados mecanismos mediante los cuales la acción PGPR se lleva a cabo no son plenamente conocidos y, por lo tanto, es necesario determinar con precisión su efecto particular en la biología de la planta beneficiada. Las plantas aromáticas y medicinales inoculadas con microorganismos (rizobacterias) registran un incremento en varios parámetros de crecimiento vegetal (peso fresco parte aérea, peso seco de raíz, número de hojas, etc) y en el rendimiento de aceite esencial (AE). El aumento de la síntesis, y la variación de los porcentajes relativos de los componentes principales de AE en plantas aromáticas, como efecto de la inoculación, podría considerarse como una respuesta defensiva de la planta frente a la colonización de microorganismos dado que varios AE poseen propiedades antimicrobianas. El incremento de estos metabolitos también se ha registrado como respuesta frente a la herbivoría. En el presente proyecto se propone dilucidar la existencia de una relación entre las defensas inducidas por rizobacterias con la producción de metabolitos secundarios en plantas aromaticas y medicinales.

APLICACIÓN DE SUSTANCIAS ACTIVAS DE PLANTAS MEDICINALES COMO ADITIVOS ALIMENTARIOS PARA REDUCIR LOS EFECTOS CITOGENOTÓXICOS E INMUNOTÓXICOS INDUCIDOS POR OCRATOXINA A Y MEJORAR LA PRODUCCIÓN PORCINA.

La producción porcina se encuentra entre una de las más importantes en el continente americano. La carne y subproductos de cerdos alimentados con cereales contaminados por ocratoxina A (OTA) son también fuente de contaminación para el hombre. Esta toxina producida por diferentes especies de Aspergillus presenta propiedades nefrotóxicas, genotóxicas e inmunosupresoras. Actualmente hay un considerable interés en la industria de alimentos por las sustancias vegetales como una alternativa para la prevención de las micotoxicosis. Baccharis articulata y Minthostachys verticillata son plantas medicinales argentinas que han sido ampliamente estudiadas por nuestro grupo de investigación, demostrando propiedades antivirales, antimicrobianas, inmunomoduladoras y antioxidantes. Estudios recientes mostraron que ácido clorogénico aislado de B. articulata redujo los efectos tóxicos de OTA en linfocitos de ratas. Además, estudios in vitro e in vivo demostraron ausencia de efectos citotóxicos y genotóxicos para estas sustancias vegetales. La hipótesis planteada es: El aceite esencial y/o uno de sus componentes puros (limoneno) obtenidos de M. verticillata y los componentes mayoritarios de B. articulata, poseen capacidad para reducir los efectos citogenotóxicos e inmunotóxicos inducidos por OTA, permitiendo su utilización como aditivos alimentarios para el mejoramiento de la producción porcina”. El objetivo del proyecto es caracterizar in vitro e in vivo la capacidad de sustancias obtenidas de plantas medicinales para revertir los efectos tóxicos inducidos por OTA y su posible aplicación como aditivos biológicos en los agroecosistemas de producción porcina. Se recolectará el material vegetal y se obtendrá aceite esencial y extractos acuosos, luego se realizará la identificación y cuantificación de los compuestos puros por CG o HPLC. Para los ensayos de citotoxicidad in vitro, células Vero y PBMCs de ratas Wistar, se enfrentarán a diferentes concentraciones de las sustancias vegetales SV y OTA y la viabilidad celular será evaluada por test de captación de rojo neutro, tinción de exclusión al azul de tripán y método colorimétrico de MTT. La apoptosis inducida por OTA y el efecto protector de las SV se evaluará mediante análisis de fragmentación de ADN por TUNEL, expresión de caspasas-3 y 8 por Western-Blot, expresión de Bax, y Bcl-2 por inmunohistoquímica, RT-PCR y real time PCR y análisis de externalización de fosfatidilserina (FS) por citometría de flujo. Para los estudios in vivo se utilizarán ratas Wistar que serán alimentadas diariamente y por 28 días con diferentes dietas que incluirán el alimento balanceado adicionado con distintas concentraciones de OTA, SV o combinaciones de OTA+SV. Luego, se sacrificarán los animales y se determinará el daño genotóxico inducido por OTA y la reducción del daño por las SV, mediante el test de micronúcleos. También se caracterizará la respuesta inmune de las ratas tratadas determinando la producción de Ac por ELISA, y la respuesta de las PBMCs a mitógenos por citometría de flujo. Teniendo en cuenta los resultados preliminares obtenidos con ácido clorogénico, se esperan obtener similares resultados tanto con el aceite esencial de M. verticillata así como con los otros compuestos. También se espera que las SV adicionadas a las raciones alimentarias contaminadas con OTA, reduzcan los daños citogenotóxicos e inmunotóxicos que produce esta micotoxina. El proyecto posee un fuerte impacto sobre el sector productivo dado que, los riesgos relacionados con la contaminación por micotoxinas están presentes en todos los ámbitos del sector agrícola-ganadero, afectando la economía de nuestro país. La incorporación de sustancias vegetales, inocuas, como aditivos alimentarios para disminuir los efectos tóxicos que causa OTA aportará conocimientos y tecnología a la industria pecuaria y alimentaria para mejorar la producción porcina así como la calidad de la carne y los subproductos destinados a consumo humano

Degradación de efluentes de las industrias del cuero y textil mediante procesos fotocatalíticos heterogéneos empleando la luz solar.

El creciente desarrollo de la industria del cuero y textil en nuestro país, y específicamente en la provincia de Córdoba, ha hecho resurgir en los ultimos años una problemática aún no resuelta que es la elevada contaminación de los recursos hídricos. En ambas industrias, la operación de teñido involucra principalmente colorantes de tipo azoico los cuales son "no biodegradables" y se fragmentan liberando aminas aromáticas cancerígenas. Para abordar esta problemática, la fotocatálisis heterogénea aparece como una nueva tecnología que permitiría la completa mineralización de estos colorantes. A través de radiación y un fotocatalizador sólido adecuado se pueden generan radicales libres eficientes para la oxidación de materia orgánica (colorantes) en medio acuoso. En este sentido, se proponen tamices moleculares mesoporosos modificados con metales de transición (MT) como fotocatalizadores potencialmente aptos para la degradación de estos contaminantes. El propósito principal de este proyecto es el diseño, síntesis, caracterización y evaluación de materiales mesoporosos que presenten actividad fotocatalítica ya sea mediante la modificación de su estructura con diversos metales fotosensibles y/o empleándolos como soporte de óxido de titanio. Se pretende evaluar estos materiales en la degradación de colorantes intentando desplazar su fotosensibilidad hacia la radiación visible para desarrollar nuevas tecnologías con menor impacto ambiental y mayor aprovechamiento de la energía solar. Para ello se sintetizarán materiales del tipo MCM-41 modificados con distintos MT tales como Fe, Cr, Co, Ni y Zn mediante incorporación directa del ión metálico o impregnación. Al mismo tiempo, tanto estos últimos materiales como el MCM-41 silíceo serán empleados como soporte de TiO2. Sus propiedades fisicoquímicas se caracterizarán mediante distintas técnicas instrumentales y su actividad fotocatalítica se evaluará en la degradación de colorantes azoicos bajo radiación visible. Se seleccionará el catalizador más eficiente y se estudiarán los diversos factores que afectan el proceso de fotodegradación. Así mismo, el análisis de la concentración del colorante y los productos presentes en el medio en función del tiempo de reacción permitirá inferir sobre la cinética de la decoloración y postular posibles mecanismos de fotodegradación. Con esta propuesta se espera contribuír al desarrollo de un sector industrial importante en nuestra provincia como es el de las industrias del cuero y textil, mediante la generación de nuevas tecnologías que empleen la energía solar para la degradación de sus efluentes (colorantes). En este sentido, se espera desarrollar nuevos materiales optimizados para lograr la mayor eficiencia fotocatalítica. Esto conduciría entonces hacia la remediación de un problema ambiental de alto impacto tanto para nuestra provincia y nuestro país como para la población mundial, como es la contaminación de los recursos hídricos. Finalmente, con este proyecto se contribuirá a la formación de dos doctorandos y un maestrando, cuyos temas de tesis están vinculados con nuestro objeto de estudio.