TRATAMIENTO SUPERFICIAL CON PLASMA EN RESIDUOS AGROINDUSTRIALES PARA LA PRODUCCIÓN SOSTENIBLE DE HONGOS BENÉFICOS
Palabras clave:
residuos agroindustriales, lignocelulosa, producción de conidios, modificación superficialResumen
La tecnología del plasma atmosférico ha emergido como una herramienta innovadora para aportar valor agregado a los residuos agroindustriales y transformarlos en sustratos con características óptimas para la producción y el desarrollo de hongos benéficos y entomopatógenos. La función del plasma en este tipo de residuos es modificar la morfología de la superficie, aumentar la accesibilidad de polisacáridos, introducir grupos funcionales que facilitan la humectabilidad y la adhesión microbiana, y ayudar en el proceso de la hidrólisis en procesos biotecnológicos sujetos a la fermentación. En estas técnicas y procesos con aplicaciones biotecnológicas, la economía circular desempeña un papel fundamental al emplear subproductos agroindustriales (bagazo, residuos de cerveza, aserrín, pulpas y cáscaras). En resumen, la producción de entomopatógenos como Beauveria bassiana y Metarhizium spp. y de hongos benéficos se beneficia de sustratos con alta porosidad y disponibilidad de carbono, así como de mejoras en las propiedades superficiales que favorecen el desarrollo micelial y la esporulación. Este trabajo de revisión sintetiza avances recientes sobre los fundamentos físico-químicos de la tecnología de plasma aplicada a la biomasa lignocelulósica, ejemplos de pretratamiento y modificación superficial de residuos agroindustriales, impactos en procesos de cultivo fúngico en estado sólido y líquido, desafíos técnicos y de escalado, y la evaluación de la sostenibilidad ambiental y económica del enfoque.
Referencias
Abolore, R. S. (2025). A comprehensive review of the application of cold plasma technology in lignocellulosic biomass pretreatment. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 2025: 1-5.
Ahmed, M. W., Gul, K., & Mumtaz, S. (2025). Recent Advances in Cold Atmospheric Pressure Plasma for Escherichia coli Decontamination in Food: A Review. Plasma, 8(2): 18. https://doi.org/10.3390/plasma8020018.
CIHEAM / Iamm. (2022). Circular bioeconomy of agri-food value chains (policy document).
Dimitrakellis, P., Delikonstantis, E., Stefanidis, G. D., & Vlachos, D. G. (2022). Plasma technology for lignocellulosic biomass conversion toward an electrified biorefinery. Green Chemistry, 24: 2680-2721. https://doi.org/10.1039/D1GC03436G.
Duan, Z., Li, X., Wang, J., & Li, P. (2024). Effects and modification mechanisms of different plasma treatments on wood surface wettability and chemistry. Forests, 15(7): 1271. https://doi.org/10.3390/f15071271.
Farooq, S., & colaboradores. (2023). Cold plasma treatment advancements in food processing and microbial inactivation: a review. Foods, 12(7), 1345. https://doi.org/10.3390/foods12071345.
Food and Agriculture Organization (FAO). (2023). Bioeconomy for sustainable food and agriculture. FAO Open Knowledge Repository. [turn0search10].
Fridman, A. (2023). Plasma Chemistry and Plasma Processing for Sustainable Applications. Springer.
García, A., López, J., & Pineda, C. (2022). Evaluación del manejo de residuos agroindustriales en América Latina. Revista Iberoamericana de Ingeniería Ambiental, 38(2): 121–135.
Gómez, M., Hernández, P., & López, J. A. (2023). Advances in biotechnological valorization of agro-industrial residues. Bioresource Technology Reports, 22: 101234.
Gómez-Méndez, L. D., Moreno-Bayona, D. A., Poutou-Piñales, R. A., Salcedo-Reyes, J. C., Pedroza-Rodríguez, A. M., Vargas, A., et al. (2018). Biodeterioration of plasma pretreated LDPE sheets by Pleurotus ostreatus. PLoS ONE, 13(9): e0203786. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0203786
Gutiérrez-Cárdenas, O. G. (2024). Hongos entomopatógenos endófitos: estado global, éxitos, fracasos y perspectivas de aplicación en campo. Biotecnia, 26: e1986. https://doi.org/10.18633/biotecnia.v26.1986.
Hoppanová, L., & Kryštofová, S. (2022). Nonthermal plasma effects on fungi: applications, fungal responses, and future perspectives. International Journal of Molecular Sciences, 23(19): 11592. https://doi.org/10.3390/ijms231911592.
Kim, H. T. (2023). Review of Plasma Processing for Polymers and Bio-Materials. Polymers, 15(13): 2850. https://doi.org/10.3390/polym15132850.
Klébert, S., Kosa, T., Lampl, M., & Libant, M. (2022). Can plasma surface treatment replace traditional wood modification methods? Coatings, 12(4): 487. https://doi.org/10.3390/coatings12040487.
Li, J., Ma, C., Zhu, S., Yu, F., Dai, B., & Yang, D. (2019). A review of recent advances of dielectric barrier discharge plasma in catalysis. Catalysis Today, 2019: 6836096 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6836096/
Lunder, M., Gach, P., & colectivo. (2024). Cold atmospheric plasma for surface disinfection. Journal of Hospital Infection, 124: 12-20. https://doi.org/10.1016/j.jhin.2023.10.034.
Merlo, F., Profumo, A. y Speltini, A. (2023). Sample treatment for the determination of steroid hormone contaminants in water samples: Analytical greenness assessment. Trends in Analytical Chemistry, 169. 117393. https://doi.org/10.1016/j.trac.2023.117393.
Oliveira, M., Ramos, A., Ismail, T. M., Monteiro, E., & Rouboa, A. (2022). A Review on Plasma Gasification of Solid Residues: Recent Advances and Developments. Energies, 15(4): 1475. https://doi.org/10.3390/en15041475
Pérez, G. N., Cesca, K., Vieira Cubas, A. L., & de Oliveira, D. (2021). Use of non-thermal plasma in lignocellulosic materials: A smart alternative. Trends in Food Science & Technology, 109: 365-373. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.01.003
Primc, G., & Mozetič, M. (2025). Plasma treatment of cellulose as the first step in the synthesis of second-generation biofuel. Polymers, 17(6): 782. https://doi.org/10.3390/polym17060782.
Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA). (2024). Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible: avances y desafíos hacia la sostenibilidad global. Naciones Unidas. https://www.unep.org/es
Puač, N., Gherardi, M., & Shiratani, M. (2022). Plasma agriculture: physics, chemistry, and future perspectives. Plasma Processes and Polymers, 19(1): 2100211.
Sala, A. (2024). Harnessing packed-bed bioreactors' potential in solid-state fermentation for Beauveria bassiana. Fermentation, 10(9): 481.
Tendero, C., Gámez, C., & Amor, M. (2023). Surface modification of lignocellulosic materials using non-thermal plasma. Surface and Coatings Technology, 465: 129444.
Tiwari, S., Caiola, A., Bai, X., Lalsare, A., & Hu, J. (2019). Microwave plasma-enhanced and microwave heated chemical reactions. Plasma Chemistry and Plasma Processing, 39(4): 791-818. https://doi.org/10.1007/s11090-019-10040-7.
Zhang, H., Li, H., & Sun, C. (2021). Structural limitations of lignocellulosic residues in microbial conversion processes. Renewable Energy, 177: 1432–1445.
Zhou, L., Kim, H., & Wang, J. (2023). Surface oxidation of lignocellulosic biomass by dielectric barrier discharge plasma. Surface and Coatings Technology, 467: 129456.
