Green Disinfestation Strategies for Different Stored Grains: Microwave, Infrared and Ultrasound Inactivation of the Red Flour Beetle (Tribolium castaneum Herbst)

Cada año, un ladrón silencioso roba del suministro mundial de alimentos. Mucho antes de que un grano de trigo o una lenteja llegue a una cocina, es vulnerable a los insectos que viven y se reproducen dentro de las cosechas almacenadas. Entre estas plagas, de las más persistentes, se encuentra el gorgojo de la harina roja, un pequeño insecto que prospera en almacenes y silos, consumiendo el grano y dejando tras de sí desechos que arruinan el sabor, el olor y la seguridad de los alimentos. Durante décadas, la defensa estándar contra estas plagas ha sido la fumigación química, un proceso que llena las áreas de almacenamiento con gases tóxicos para matar a los insectos. Sin embargo, este enfoque se está volviendo menos viable. Muchas poblaciones de insectos han desarrollado resistencia a estos productos químicos, y los residuos que dejan atrás suponen riesgos para la salud humana y el comercio internacional. Mientras el mundo busca formas más seguras y limpias para proteger los alimentos, los científicos recurren a fuerzas físicas —el calor y el sonido— para realizar el trabajo sin veneno.

En un estudio reciente, los investigadores se propusstedieron probar tres métodos físicos específicos contra el gorgojo de la harina roja en cinco tipos diferentes de granos almacenados: trigo, bulgur, alforfón, lenteja y garbanzo. El equipo, basado en la Universidad de Gaziantep, quería ver si podían matar a los gorojos utilizando microondas, luz infrarroja y ultrasonido, manteniendo al mismo tiempo el grano seguro para el consumo. No se limitaron a observar si los insectos morían; midieron cuidadosamente cómo estos tratamientos cambiaban la humedad, el color y la temperatura del grano. El objetivo era encontrar un equilibrio donde la plaga fuera eliminada, pero el alimento mantuviera una alta calidad.

El primer método probado fue el microondas. Esta tecnología funciona haciendo que las moléculas de agua dentro del grano y del insecto vibren rápidamente, generando calor desde el interior hacia afuera. Los investigadores expusieron muestras de grano que contenían gorojos a diferentes niveles de potencia, que oscilaban entre 360 y 900 vatios, durante breves ráfagas de tiempo de entre 10 y 40 segundos. Los resultados fueron sorprendentemente rápidos. En los niveles de potencia más altos, los gorojos morían completamente en 30 o 40 segundos. El calor generado fue intenso, elevando la temperatura del grano hasta 90 grados Celsius en algunos casos. Si bien este calentamiento rápido fue altamente efectivo para matar a los insectos, también provocó que el grano perdiera parte de su humedad. Los investigadores descubrieron que cuanto más tiempo se exponía el grano y mayor era la potencia, más seco se volvía el grano. A pesar de este efecto de secado, la apariencia visual del grano cambió muy poco, lo que sugiere que el alimento seguiría siendo aceptable para los consumidores.

El segundo enfoque consistió en la radiación infrarroja, que calienta la superficie de los objetos de forma muy similar a como el sol calienta la piel. En esta parte del estudio, las muestras de grano se colocaron bajo un calentador infrarrojo y se expusieron a temperaturas de 50, 70 y 90 grados Celsius durante periodos de entre tres y cinco minutos. A diferencia del microondas, que calienta el interior del grano rápidamente, el método infrarrojo calentaba la superficie de forma más gradual. Los gorojos morían a un ritmo que dependía en gran medida de la temperatura y del tiempo de exposición. A 90 grados Celsius, los insectos eran completamente eliminados después de unos cuatro minutos. Este método también secó el grano, pero los investigadores observaron que el color del alimento se mantuvo notablemente estable. Los granos no se tornaron marrones ni parecieron quemados, incluso después de que los gorojos murieran. Esto sugiere que el calentamiento por infrarrojos podría ser una forma suave de desinsectar granos que son sensibles a los cambios de apariencia.

El tercer método fue el ultrasonido, que utiliza ondas sonoras de alta frecuencia para crear estrés mecánico y diminutas burbujas que pueden dañar las células vivas. Los investigadores colocaron el grano y los gorojos en bolsas con cierre hermético, que luego se sumergieron en un baño ultrasónico a temperaturas de 50, 70 y 90 grados Celsius. Este proceso fue mucho más lento que los otros dos métodos, requiriendo tiempos de exposición de entre 10 y 30 minutos. A la temperatura más baja de 50 grados, el ultrasonido por sí solo no fue suficiente para matar a los gorojos, incluso después de mucho tiempo. Sin embargo, cuando la temperatura se elevó a 70 o 90 grados, la combinación de sonido y calor se volvió letal, matando a todos los insectos en 20 o 30 minutos. La ventaja de este método fue que causó el menor cambio en el grano mismo. El contenido de humedad y el color de los granos tratados se mantuvieron muy cercanos a su estado original, lo que lo convierte en una opción prometedora para preservar la calidad de los alimentos, siempre que el proceso pueda realizarse con rapidez para su uso a gran escala.

Un hallazgo clave del estudio fue que no todos los granos reaccionaron de la misma manera a estos tratamientos. La estructura física del grano importaba. Los granos más pequeños y ligeros, como el alforfón y la lenteja, absorbieron la energía de los microondas y los calentadores infrarrojos de manera más eficiente, lo que condujo a un calentamiento más rápido y una muerte más rápida de los insectos. En contraste, los granos más densos, como el trigo y el garbanzo, requirieron tiempos de exposición más largos para alcanzar las mismas temperaturas letales. Esta diferencia resalta que un único ajuste no puede funcionar para cada tipo de alimento; el tratamiento debe adaptarse al tipo específico de grano que se está protegiendo.

Los investigadores también analizaron la relación entre las condiciones del tratamiento y el resultado. Descubrieron que, tanto para los microondas como para el calor infrarrojo, la temperatura alcanzada y la duración de la exposición eran los factores más críticos para matar a los gorojos. Hubo un vínculo claro entre qué tan caliente se ponía el grano y cuántos insectos morían. El estudio también confirmó que, si bien estos métodos físicos son efectivos, alteran ligeramente el grano. Los microondas y el calor infrarrojo redujeron el contenido de humedad, lo que podría afectar cómo se almacena o procesa el grano posteriormente. Sin embargo, los cambios en el color fueron mínimos en todos los métodos, lo que significa que el alimento no parecería en mal estado o poco atractivo.

En última instancia, el estudio demuestra que es posible eliminar el gorgojo de la harina roja sin utilizar venenos químicos. Cada uno de los tres métodos probados ofrece un conjunto diferente de compensaciones. Los microondas son los más rápidos, matando insectos en segundos pero con el riesgo de un secado rápido. El calor infrarrojo proporciona un calentamiento más uniforme que preserva la apariencia del grano, pero requiere unos minutos de exposición. El ultrasonido es el más suave con la calidad del grano, pero requiere más tiempo y necesita altas temperaturas para ser efectivo. Los investigadores concluyen que estas tecnologías son alternativas viables a la fumigación química, pero su éxito depende de ajustar cuidadosamente los parámetros para cada tipo específico de grano. Al combinar la fuerza física adecuada con el alimento adecuado, es posible asegurar el suministro mundial de granos contra las plagas, manteniendo los alimentos seguros, limpios y libres de residuos químicos.