Un reporte de la FAO indica que la zona chinampera de Xochimilco produce 19 mil 213 toneladas de alimentos, de ellas, 13 mil toneladas corresponden a hortalizas como lechuga, romero, verdolaga y elote, además de maíz, cultivadas en 418 hectáreas a cielo abierto o en invernaderos; el común denominador de esta producción agrícola es el sistema de riego que emplea agua del lago.
Con el propósito de contribuir a que los agricultores de esta zona puedan cosechar alimentos de mejor calidad, un grupo científico encabezado por Nury Gineth Infante González, egresada del doctorado en el Departamento de Biotecnología y Bioingeniería del Cinvestav, emprendió un estudio publicado en la revista Water para emplear la semilla de moringa (Moringa oleífera) con el propósito de eliminar patógenos como Escherichia coli del agua de riego que se utiliza en el cultivo de las hortalizas.
“Empleamos el extracto natural de la semilla de moringa porque tienen la capacidad de inhibir microorganismos indicadores de la calidad del agua como coliformes fecales mediante un material vegetal como el corcho, la cual por sus propiedades de adsorción y porosidad se adapta a un sistema de biofiltros para limpiar y hacer circular el agua por ese complejo hidropónico con el propósito de mejorar su calidad”, explicó Infante González.
Los investigadores trabajaron con un sistema de biofiltros en el cual instalaron un tapete de corcho biofuncionalizado con el extracto de la semilla de moringa, pasada previamente por un proceso de extracción de su aceite para que la proteína activa de la semilla pudiera ser adsorbida en el material poroso, manteniendo su capacidad antimicrobiana y de clarificación.
Esta capacidad se atribuye a las cadenas de las proteínas cargadas positivamente, hidrofobicidad y compuestos fitoquímicos que penetran y perturban la pared celular bacteriana induciendo a la muerte celular.
El corcho tratado con los extractos de la semilla de moringa se dejó por un tiempo en reposo para motivar la liberación de las proteínas en ambiente acuoso y ya en la superficie de la solución fue posible extraerlo para ser aplicado. De forma que, en un periodo de tiempo de 24 horas empieza la activación de las proteínas para iniciar su función antimicrobiana, con una consecuente mejora de la calidad del agua.
Al integrar el corcho con el extracto de semilla de moringa al biofiltro para actuar como un agente antimicrobiano, se monitoreó su efecto durante tres meses, con resultados consistentes en la eliminación del 99.99 por ciento de E. coli, por lo tanto, “es posible sugerir que durante ese tiempo su efecto antimicrobiano fue satisfactorio, logrando limpiar un volumen de 20 litros de agua cada 20 minutos”, señaló la investigadora.
El extracto de la semilla de moringa presenta varias funciones al impregnarse al corcho: actúa como un tipo de resina que ayuda a adherir a los microrganismos patógenos a una especie de membrana, es decir, los pega y atrapa al material; cuando ya están “pegados” los compuestos fitoquímicos del extracto empiezan a actuar por sus propiedades tensoactivas como las saponinas (que presentan propiedades similares al jabón), con un efecto antibacteriano.
Para confirmar la eficiencia del sistema de tratamiento, se estandarizó una técnica molecular, denominada reacción en cadena de la polimerasa y cuantificación de la viablidad ( vqPCR) con un gen específico y consecutivo (LacZ) presente en E. coli, utilizando el PMA (monoazida de propidio), agente intercalado en el ADN de las células muertas para diferenciar entre microorganismos vivos y muertos a nivel molecular.
De esta forma, se evidenció que todo el proceso permitió eliminar el 99.99 por ciento de los patógenos presentes, obteniendo al final una calidad del agua apta para riego y cumplió con la norma NOM-003-ECOL-1997, donde se establecen los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reutilicen en servicios al público.
“La semilla de moringa es de origen africano y se ha usado en la remoción de la turbidez del agua, sin embargo, ya se cultiva en el país, de ahí surge el interés de utilizar sus propiedades para ayudar a tratar el agua en México; además es importante emplear sustancias naturales en la purificación del recurso hídrico, de acuerdo a las Soluciones Basadas en la Naturaleza, compromiso acordado en la UNESCO en la conservación de los ecosistemas, por su alta eficiencia y con resultados similares a procesos donde se aplican productos químicos”, expuso Infante González.
El grupo de investigación decidió trabajar en la inhibición de E. coli porque regularmente se encuentra presente en el agua de riego usada en la zona chinampera de Xochimilco y que se transmite hacía las hortalizas cultivadas en el lugar, las cuales se comercializan en Ciudad de México, generando un riesgo para la salud pública por el consumo de vegetales contaminados; la técnica también se puede aplicar en lugares con características similares.