Técnicas para mitigar y reducir el cadmio en Theobroma cacao L.: Una revisión
DOI:
https://doi.org/10.17268/agroind.sci.2024.03.10Keywords:
Cadmio, cacao, chocolate, biorremediación, técnicas postcosechaAbstract
Dietary exposure to cadmium (Cd) is a global health problem. Currently, the food industry prioritizes product safety and quality, and the European Union (EU) promoted new regulation with Regulation 844/2014 and recommends a maximum Cd limit of 0.8 mg kg-1 for chocolate with at least 50% cocoa solids that came into force as of 2019. To address the cadmium problem, different strategies have been developed to mitigate Cd in the soil and reduce its concentration in cocoa beans in the post-harvest process. This review aims to report on research and technologies used in plans to effectively reduce Cd in cocoa cultivation and ensure the quality and safety of chocolate. Bioremediation is reported with the use of bacteria and fungi to immobilize or degrade Cd in the soil, phytoremediation that involves the use of plants to extract or stabilize Cd in the soil, organic soil amendments and biochar that helps reduce the availability of Cd. Finally, post-harvest techniques were found that consist of processes such as mucilage draining and prolonged fermentation to reduce the Cd content in cocoa beans.
References
Amjad, K. M., Khan, S., Khan, A., & Alam, M. (2017). Soil contamination with cadmium, consequences and remediation using organic amendments. In Science of the Total Environment (Vols. 601–602, pp. 1591–1605). Elsevier B.V. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.06.030
ANECACAO. (2024). Anecacao, tradición e innovación (A. A. Robles (ed.); 27th ed.). https://anecacao.com/
Ayubb, N., Cerra, A., Chamorro, L., & Pérez, A. (2017). Resistencia a cadmio (Cd) de bacterias endófitas y bacterias rizosféricas aisladas a partir de Oriza sativa en Colombia. Revista Colombiana de Ciencia Animal - RECIA, 9(2), 281. https://doi.org/10.24188/recia.v9.n2.2017.610
Barraza, F., Schreck, E., L, T., Uzu, G. C., L, F., Ruales, J., Prunier, J., Marquet, A., & Maurice, L. (2017). Contaminación ambiental bioacumulación cadmio y bioaccesibilidad gástrico en el cacao : Un. 229, 950–963. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.07.080
Bravo, C., Alemán, R., Freile, J., Reyes, F., Andino, M., Alba, J., Pérez, Y., & Marino, E. (2019). Evaluación del uso de un biocarbono sobre la absorción de cadmio del suelo y la productividad del cultivo de cacao (Theobroma cacao L.) en la Amazonía ecuatoriana. Revista Iberoamericana, 2(1), 6–15. https://doi.org/10.46380/rias.v2i1.33
Bravo, D., León-Moreno, C., Quiroga, R., Zamora, A., Gutiérrez, E., Moreno, E., Duarte, D., Aristizábal, A., Arroyave, C., Cardona, L., Olarte, H., Orozco, M., & Guerra-Sierra, B. (2021). Recomendaciones mínimas para la mitigación de cadmio. In Agrosavia (Primera Ed, p. 14).
Camargo, I. D., Rodriguez-Silva, L. G., Carreño-Olejua, R., Montenegro, A. C., & Quintana-Fuentes, L. F. (2024). High temperature and nib acidification during cacao-controlled fermentation improve cadmium transfer from nibs to testa and the liquor’s flavor. Scientific Reports, 14(1), 1–17. https://doi.org/10.1038/s41598-024-62609-8
Canchignia, Martínez Fabricio Auhing, A. J., Cedeño, M. Á., Carrillo, M., & Bravo, D. (2021). Guía 12: Mitigación de cadmio por microorganismos. Caja de herramientas para la prevención y mitigación de la contaminación de cadmio en la cadena de cacao-Ecuador (1ra.). https://balcon.mag.gob.ec/mag01/magapaldia/Caja de Herramientas_Cadmio_ Cacao/
Cayotopa-Torres, J., Arévalo-López, L., Pichis-García, R., Olivera-Cayotopa, D., Rimachi-Valle, M., & Márquez-Dávila, K. (2021). New cadmium bioremediation agents: Trichoderma species native to the rhizosphere of cacao trees. Scientia Agropecuaria, 12(2), 155–160. https://doi.org/10.17268/sci.agropecu.2021.017
Cedeño, C. E. P., & Dilas-Jiménez, J. O. (2022). Producción y exportación del cacao ecuatoriano y el potencial del cacao fino de aroma. Qantu Yachay, 2(1), 08–15. https://doi.org/10.54942/qantuyachay.v2i1.17
COMISIÓN EUROPEA. (2014). Reglamento (UE) No 488/2014 de la Comisión. In Diario Oficial de la Unión Europea (Vol. 9, Issue 2). https://doi.org/10.2903/j.efsa.2011.1975
Cordoba-Novoa, H. A., Cáceres-Zambrano, J., & Torres-Rojas, E. (2023). Isolation of native cadmium-tolerant bacteria and fungi from cacao (Theobroma cacao L.) - Cultivated soils in central Colombia. Heliyon, 9(12). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e22489
Cruz, P. D., Guaitero, P. G., & Correa-Rueda, L. (2021). Contenido de cadmio en el grano de cacao theobroma cacao l. seco, obtenido en la fermentación con pre y sin pre escurrido, en San Vicente de Chucurí. Revista Citecsa, 13(21), 10.
Dos Santos, M. L. S., De Almeida, A. A. F., Da Silva, N. M., Oliveira, B. R. M., Silva, J. V. S., Junior, J. O. S., Ahnert, D., & Baligar, V. C. (2020). Mitigation of cadmium toxicity by zinc in juvenile cacao: Physiological, biochemical, molecular and micromorphological responses. Environmental and Experimental Botany, 179, 104201. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2020.104201
FAO/OMS. (2021). Anteproyecto de niveles máximos para el cadmio en el chocolate y productos derivados de cacao. Comisión del Codex Alimentarius 2014. Comisión Del Codex Alimentarius 2014. https://www.fao.org/fao-who-codexalimentarius/es/
Feria-Cáceres, P. F., Penagos-Velez, L., & Moreno-Herrera, C. X. (2022). Tolerance and Cadmium (Cd) Immobilization by Native Bacteria Isolated in Cocoa Soils with Increased Metal Content. Microbiology Research, 13(3), 556–573. https://doi.org/10.3390/microbiolres13030039
Furcal-Beriguete, P., & Torres-Morales, J. L. (2020). Determinación de concentraciones de cadmio en plantaciones de Theobroma cacao L. en Costa Rica. Revista Tecnología En Marcha, 33, 122–137. https://doi.org/10.18845/tm.v33i1.5027
Hamzah, A., Hapsari, R. I., & Wisnubroto, E. I. (2016). Phytoremediation of Cadmium-contaminated agricultural land using indigenous plants. International Journal of Environmental & Agriculture Research (IJOEAR), 2(1), 8–14.
Huamaní, H., & Huauya, M. (2018). Efecto de materia orgánica en el contenido de cadmio en almendras de cacao orgánico en Perú. Investigación y Amazonía, Tingo María, 8(5), 22–26.
Intriago, F. G., Talledo, M. V., Cuenca, G. J., Macías, J. R., Álvarez, J. R., & Menjívar Flores, J. C. (2019). Evaluación del contenido de metales pesados en almendras de cacao (Theobroma cacao L) durante el proceso de beneficiado. Pro Sciences, 3(26), 17–23. https://doi.org/10.29018/issn.2588-1000vol3iss26.2019pp17-23
Jiménez, C. (2015). Estado legal mundial del cadmio en cacao (Theobroma cacao): fantasía o realidad. Producción + Limpia, 10(1), 89–104.
López, J. E., Arroyave, C., Aristizábal, A., Almeida, B., Builes, S., & Chavez, E. (2022). Reducing cadmium bioaccumulation in Theobroma cacao using biochar: basis for scaling-up to field. Heliyon, 8(6). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e09790
Ma, B., Song, W., Zhang, X., Chen, M., Li, J., Yang, X., & Zhang, L. (2023). Potential application of novel cadmium-tolerant bacteria in bioremediation of Cd-contaminated soil. Ecotoxicology and Environmental Safety, 255. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2023.114766
Meter, A., Atkinson, R., & Laliberte, B. (2019). Cadmio en el cacao de América Latina y el Caribe – Análisis de la investigación y soluciones potenciales para la mitigación. Bioversity International, 9. https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004
Morejon, L. R., Vera, C. J., Salgado, T. I., Flores, M. C., & Morejón, C. M. (2022). Use of enzymes and leavening agents as a strategy to reduce the presence of cadmium in the fermentation process of Theobroma cacao L. almonds. Journal of Pharmaceutical Negative Results, 13(3), 604–614. https://doi.org/10.47750/pnr.2022.13.03.089
Nieves, Y., Parra, N., Villanueva, S., & Henríquez, M. (2019). Nota técnica: biorremediación, enemigo del cadmio. Revista Ingeniería UC, 26(1), 96–104. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.24585.70249
Núñez, L. A. R., Meas, V. Y., Ortega, B. R., & Olguín, E. J. (2004). Fitorremediación: fundamentos y aplicaciones. Biotecnología y Biología Molecular, 69–83.
Ortiz-Cano, H. G., Trejo-Calzada, R., Valdez-Cepeda, R. D., Arreola-Ávila, J. G., Flores-Hernández, A., & López-Ariza, B. (2009). Fitoextracción de plomo y cadmio en suelos contaminados usando quelite (Amaranthus hybridus L.) y micorrizas. Revista Chapingo Serie Horticultura, 15(2), 161–168.
Peña, K., Carrillo, M., Durango, W., & Orozco, P. (2021). Guía 13. Mitigación del cadmio por fitorremediación. Caja de herramientas para la prevención y mitigación de la contaminación de cadmio en la cadena de cacao-Ecuador (1ra. ed.).
Pérez Moncada, U. A., Gómez, M. R., Serralde Ordoñez, D. P., Peñaranda Rolón, A. M., Wilches Ortiz, W. A., Ramírez, L., & Rengifo Estrada, G. A. (2019). Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) as a strategy to reduce the absorption of cadmium in cocoa (Theobroma cacao) plants. Terra Latinoamericana, 37(2), 121–130. https://doi.org/10.28940/terra.v37i2.479
Ramírez, P. R., Giraldo, J. D., & Barrera, C. D. (2018). Fitoextracción de cadmio con hierba mora ( Solanum nigrum L .) en suelos cultivados con cacao ( Theobroma cacao L .). Acta Agronomica, 67, 420–424.
Ramtahal, G., Chang, Y. I., Hamid, A., Bekele, I., Bekele, F., Maharaj, K., & Harrynanan, L. (2018). The Effect of Liming on the Availability of Cadmium in Soils and Its Uptake in Cacao (Theobroma c acao L.) In Trinidad & Tobago. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 49(19), 2456–2464. https://doi.org/10.1080/00103624.2018.1510955
Reyes, G. S., Gómez, A. L. J., & Guio, G. J. J. (2020). Evaluación de la eficiencia de micorrizas arbusculares y plantas de vetiver (Chrysopogon zizanioides) como agentes fitorremediadores para la reducción de cadmio en cultivos de cacao de la granja del centro de atención al sector Agropecuario - SENA. Revista de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico Del COMM, 1(2), 97–102.
Sandoval-Pineda, J. F., Pérez-moncada, U. A., Rodriguez, A., & Torres-Rojas, E. (2020). Alta presencia de cadmio resulta en baja diversidad de hongos formadores de micorrizas arbusculares asociados a cacao (Theobroma cacao L.). Acta Biol Colomb., 25(3), 333–344. https://doi.org/10.15446/abc.v25n3.78746
Santander, R. W., Garay, M. R., Verde, G. C., & Mendieta, T. O. (2021). Determinación Del Contenido De Cadmio En Suelos, Frutos, Granos Fermentados Y Secos, Licor De Cacao Y Chocolate En Zonas Productoras De La Región San Martín. Revista de La Sociedad Química Del Perú, 87(1), 39–49. https://doi.org/10.37761/rsqp.v87i1.321
Silva, G. C., Oré, C. L., Loarte, A. W., Silva, C., Oré, L., & Loarte, W. (2022). Biocarbón de biomasa residual agrícola y su influencia en la inmovilización de cadmio en el suelo. Revista Científica y Tecnológica QANTU YACHAY, 2(2), 88–99. https://doi.org/10.54942/qantuyachay.v2i2.32
Valarezo, J. X., Carrillo, Z. M. D., Rubio, Z. G. A., Peña, S. K. E., & García-Orellana, Y. (2022). Omisión de macronutrientes y biodisponibilidad de cadmio en suelos de Ecuador. Acta Agronómica, 71(3), 248–257. https://doi.org/10.15446/acag.v71n3.105855
Vallejos-Torres, G., Ruíz-Valles, R., Chappa-Santa María, C. E., Gaona-Jiménez, N., & Marín, C. (2022). Una alta diversidad de hongos micorrízicos arbusculares influye en la absorción de cadmio y crecimiento vegetativo del cacao. Bioagro, 34(1), 75–84. https://doi.org/10.51372/bioagro341.7
Vanderschueren, R., Argüello, D., Blommaert, H., Montalvo, D., Barraza, F., Maurice, L., Schreck, E., Schulin, R., Lewis, C., Vazquez, J. L., Umaharan, P., Chavez, E., Sarret, G., & Smolders, E. (2021). Mitigating the level of cadmium in cacao products: Reviewing the transfer of cadmium from soil to chocolate bar. Science of the Total Environment, 781, 146779. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.146779
Vanderschueren, R., De Mesmaeker, V., Mounicou, S., Isaure, M. P., Doelsch, E., Montalvo, D., Delcour, J. A., Chavez, E., & Smolders, E. (2019). The impact of fermentation on the distribution of cadmium in cacao beans. Food Research International, 127. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2019.108743
Vanderschueren, R., Doevenspeck, J., Helsen, F., Mounicou, S., Santner, J., Delcour, J. A., Chavez, E., & Smolders, E. (2022). Cadmium migration from nib to testa during cacao fermentation is driven by nib acidification. LWT, 157, 113077. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2022.113077
Vanderschueren, R., & Pulleman, M. (2021). Cadmio en cacao: de dónde viene, cómo se regula y por qué preocupa a los productores. Resumen Informativo de Clima-LoCa Número 1. https://climaloca.org/publications/cadmio-en-cacao-de-donde-viene-como-se-regula-y-por-que-preocupa-a-los-productores/
Vera-Chang, J., Benavides-Veras, J., Vásquez-Cortez, L., Alvarado-Vásquezo, K., Reyes-Pérez, J., Intriago-Flor, F., Naga-Raju, M., & Castro-Triana, V. (2023). Efectos de dos métodos fermentativos en cacao (Theobroma cacao L.) trinitario, inducido con Rhizobium japonicum para disminuir cadmio. Revista Colombiana de Investigación Agroindustriales, 10(1), 95–106. https://doi.org/10.23850/24220582.5460
Zavala-Solorzano, J. W. J. W., Repoma-Rodriguez, N. D., Lao-Olivares, P. C., Aguilar-Guizado, J. K., Repoma-Rodriguez, D. N., Lao-Olivares, C. P., & Aguilar-Guizado, J. K. (2022). Enmiendas líquidas orgánicas en la reducción de cadmio en suelo, hojas y almendras de cacao. Agroindustrial Science, 12(2), 199–205. https://doi.org/10.17268/agroind.sci.2022.02.10
Zeng, H., Chen, L., Zhou, X., & Zeng, Q. (2019). Cadmium accumulation in winter crops and the assessment of paddy soil phytoremediation in southern China. Environmental Science and Pollution Research. https://doi.org/10.1007/s11356-019-05054-9
Zhong, L., Lin, L., Liao, M., Wang, J., Tang, Y., Sun, G., Liang, D., & Xia, H. (2019). Phytoremediation potential of Pterocypsela laciniata as a cadmium hyperaccumulator. Environmental Science and Pollution Research. https://doi.org/10.1007/s11356-019-04702-4
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