Tratarea culturilor de rapiță cu colagen de pește

Institutul Național de Dezvoltare Cercetare pentru Textile și Pielărie a dezvoltat, începând de acum 10 ani, tot mai multe proiecte privind utilizarea subproduselor din industria pielăriei în agricultură. Tema de cercetare pe care v-o supunem atenției în interviul de față este tratarea culturilor de rapiță cu colagenul obținut din acvacultură. Mai multe informații despre această resursă importantă pentru agricultură am aflat de la șefa Departamentului de Cercetare – Pielărie, dna Carmen Gaidău. Domnia sa a precizat că „necesitatea revenirii la produse ecologice, regenerabile, biodegradabile, naturale, biocompatibile cu planta, alternative la materialele de sinteză, consumatoare de energie, a impulsionat cercetările în acest domeniu.“

– Care este definiția colagenului?

– Colagenul este cea mai abundentă proteină fibroasă din regnul animal, cu o pondere de 25-35% din totalul proteinelor, care formează țesutul conjunctiv și se găsește în piele, oase, tendoane, ligamente sau vase de sânge. Colagenul are capacitatea deosebită de a modifica și forma filme elastice, permeabile, care acoperă silicvele de rapiță cu efect în protecția acestora împotriva supracoacerii, uscării și, în final, pierderii de recoltă. În plus, datorită conținutului de aminoacizi liberi, colagenul oferă un aport nutrițional ușor de asimilat, contribuind la creșterea sănătății plantei și rezistenței la atacul dăunătorilor și fungilor. Compatibilitatea mare a soluțiilor apoase de colagen cu diverse pesticide și fertilizanți le conferă o mare versatilitate în utilizare. Colagenul este o proteină inteligentă deoarece conferă rezistență mecanică, chimică și biologică organismelor vii. Utilizarea colagenului de pește reprezintă o preocupare mai nouă datorită, în special, citotoxicității mai reduse comparativ cu colagenul de mamifere și siguranței în utilizare.

– Cum se obțin hidrolizatele de colagen de pește?

– Acestea se prelucrează din piei de pește de acvacultură. Procesele de prelucrare a acestei materii prime valoroase parcurg o serie de etape care țin cont de specificul pieilor de pește: sensibilitatea la temperatură, necesitatea eliminării formațiunilor colagenice bogate în săruri de calciu (solzi, scuturi osoase) și a substanțelor interfibrilare prin procese succesive de spălare. Pregătirea pentru extragerea colagenului se face prin mărunțire și hidroliza chimico-enzimatică la presiune atmosferică în condiții bine stabilite pentru obținerea unui colagen cu masă moleculară controlată. Procesele de rafinare constau în decolorare și reticulare în funcție de scopul final de utilizare.

– Ce v-ați propus prin proiectul „Cercetări interdisciplinare privind utilizarea unor produse de tip elastic pe bază de colagen pentru tratarea culturilor de rapiță în vederea creșterii productivității, a reducerii pierderilor de recoltă și dezvoltarea durabilă a producției agricole“ demarat pe data de 1.07.2014?

– Acesta oferă o soluție tehnică pentru tratarea culturilor de rapiță în vederea reducerii pierderilor prin dehiscenţa silicvelor înainte de recoltare. Soluția propusă utilizează preparate pe bază de extracte de colagen polimerizabile, rezultate prin procesarea subproduselor din acvacultură și industria piscicolă, care au proprietăți adezive și caracteristici de elasticitate ridicată, rezistență la radiațiile UV și un conținut ridicat de aminoacizi. În prezent aceste subproduse sunt aruncate, fiind un factor poluant cu materii organice a apelor reziduale industriale. Noutatea proiectului constă în utilizarea unor substanțe polimerizate care să aibă la bază extracte de colagen de pește. Acestea asigură protecția silicvelor de rapiță și au, pe lângă efectul antidehiscent, și efect de îngrășământ foliar și fungicid. Față de produsele de sinteză, care au exclusiv funcția de adeziv, produsele noastre au rol de adeziv, îngrășământ și fungicid. Prin proprietățile lor se prelungește perioada de umplere a bobului, crește MMB-ul, se reduce evapotranspirația apei la nivelul lanului de rapiță. Efectul antidehiscent este dat de caracteristica elastică a colagenului de pește, caracteristica de îngrășământ este dată de conținutul de aminoacizi al colagenului, iar caracteristica de fungicid este dată de efectul peliculogen și de membrana semipermeabilă a produsului polimerizat din extract de colagen de pește, rezistent la radiațiile UV. Prin reducerea pierderilor de sămânță de rapiță se reduc îmburuienarea și, implicit, consumul de erbicide la cultura succesivă.

– În ce etapă de studiu s-a ajuns?

– Suntem în faza de dezvoltare tehnologică, o etapă de cercetare care urmează experimentărilor de cercetare industrială în laborator sau pe loturi experimentale. În etapele de început ale cercetării, produsele pe bază de colagen au fost testate în câmpul experimental al Catedrei de Agrotehnică a USAMV București de la Moara Domnească, după care au fost testate și pe suprafețe mai mari la ferma din comuna Modelu, județul Călărași. În această etapă de dezvoltare tehnologică vom elabora documentațiile tehnologice pentru produsul pe bază de hidrolizat de colagen de pește experimentat la nivel pilot şi vom realiza cantități suficiente pentru experimentări în câmp la cultura de rapiță. Totodată, se vor verifica și valida rezultatele și tehnologiile aplicate până în prezent. La finalul proiectului – 30.09.2017 – două IMM-uri, care ne-au fost partenere, vor valorifica rezultatele cercetării în dezvoltarea economică proprie.

– Ce spun rezultatele obținute?

– Utilizarea colagenului de peşte și hidrolizatului de pește reticulat în tratarea culturilor de rapiță a demonstrat o creștere a germinației în condițiile utilizării în stadiile de vegetație.

Testarea produselor realizate pentru reducerea dehiscenţei silicvelor la soiul Sammy – este vorba despre un tratament cu 2 l/ha de hidrolizat de colagen de pește în combinație cu 1 l/ha colagen reticulat – a arătat o creștere semnificativă a producției și o reducere a pierderilor de semințe de rapiță cu până la 25%.

Colagenul este o macromoleculă formată din trei lanțuri de câte 1. 000 de aminoacizi structurați sub forma unei elice cu rezistență mecanică, chimică și biologică. Prin prelucrare chimică aceste lanțuri pot fi secvențiate. Astfel aminoacizii devin liberi, iar azotul din proteine este mai ușor preluat de plante pe timp mai îndelungat, comparativ cu alți compuși de azot anorganici. În cazul colagenului de pește există mai puțini aminoacizi responsabili de structura tridimensională a colagenului (prolina și hidroxiprolina), ca urmare a necesității adaptării la mediul acvatic. Extracția colagenului din pielea de pește este mai ușoară și capacitatea de a forma gelatina este mai mare. Aminoacizii din compoziția colagenului sunt benefici pentru dezvoltarea plantelor, contribuie la adaptarea acestora la condițiile de stres climatic și constituie precursori hormonali cu funcții benefice în diverse procese de dezvoltare a plantei.

Laura ZMARANDA