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El Grupo de Post-Recolección de Frutas y Hortalizas de la Universidad Miguel Hernández cumple 20 años

Tratamientos precosecha con compuestos naturales

Grupo de Post-Recolección de Frutas y Hortalizas, Universidad Miguel Hernández (UMH)26/09/2017

El Grupo de Post-Recolección de Frutas y Hortalizas de la Universidad Miguel Hernández (UMH) está integrado por profesores e investigadores que realizan su actividad profesional y científica en las áreas de Tecnología de Alimentos y Fisiología Vegetal de la Escuela Politécnica Superior de Orihuela perteneciente a la Universidad Miguel Hernández. El Grupo de Investigación se creó en el año 1997 coincidiendo con la creación de la universidad. El grupo está formado seis profesores a tiempo completo y en la actualidad cuenta con tres becarios predoctorales y dos posdoctorales, así como estudiantes de Grado y Máster. El Grupo posee una amplia experiencia en tareas de investigación, tanto en su participación en 15 proyectos de investigación en el ámbito europeo, nacional y regional, así como 40 convenios de investigación con empresas nacionales e internacionales. Fruto de esta investigación se han publicado 120 artículos en JCR (SCI), y se han presentado 120 ponencias tanto orales como posters a congresos nacionales e internacionales.

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Los objetivos del Grupo son realizar tareas de Investigación encaminadas a la mejora de la calidad organoléptica, nutritiva y funcional de frutas y hortalizas, así como garantizar la seguridad. Para ello se llevan a cabo estudios de los procesos de maduración de los frutos y tratamientos precosecha con compuestos naturales así como el uso de tecnologías posrecolección no contaminantes para mantener dichas propiedades.

Componentes del Grupo de Post-Recolección de Frutas y Hortalizas de la Universidad Miguel Hernández (UMH)
Componentes del Grupo de Post-Recolección de Frutas y Hortalizas de la Universidad Miguel Hernández (UMH).

Tratamientos precosecha con compuestos naturales

La aplicación de Ácido Salicílico (AS) como sus derivados Salicilato de Metilo (SaMe) y Ácido Acetil Salicílico (AAS) junto con Ácido Oxálico (AO) y Jasmonato de Metilo (JaMe) son compuestos naturales con un elevado interés para su aplicación en pre-recolección y su efecto en el momento de la cosecha y durante la posrecolección, y como tal actúan como eliciitores. Se llaman elicitores aquellas sustancias que inducen un cambio fisiológico en la planta y a partir de la cual se activan una serie de mecanismos similares a las respuestas de defensa que se desencadenan tras la infección de un patógeno o un estímulo del medio, afectando así al metabolismo de la planta y aumentando la síntesis de compuestos fitoquímicos.

  • Ácido Oxálico (AO). El ácido oxálico se encuentra ampliamente distribuido en animales, plantas y hongos. Su presencia y distribución varía enormemente dependiendo de los organismos y en especial, en las plantas, las concentraciones más altas de oxalato se suelen encontrar normalmente en las hojas y las más bajas en las raíces. Además, el contenido de oxalato en plantas puede variar dependiendo de la edad, la temporada, el clima y el tipo de suelo planta. El AO tiene muchas funciones fisiológicas en los tejidos de las plantas, como la inducción de los sistemas de resistencia contra enfermedades causadas por hongos, bacterias y virus, mediante el aumento de los mecanismos de defensa enzimáticos y metabolitos secundarios, como los fenoles. Por todo ello, ha sido clasificado por la ‘U.S. Food and Drug Administration’ (FDA) como una sustancia GRAS (generalmente reconocida como segura) y muchos estudios han considerado el AO como una posible herramienta segura y respetuosa con el medio ambiente para mejorar la calidad del fruto en el momento de la recolección y durante su conservación. Aunque el uso del AO como tratamiento postcosecha está muy estudiado, en la actualidad está cobrando más interés el estudio del AO como tratamiento precosecha, debido a que los tratamientos postcosecha en frutos, aunque estos son compuestos naturales, tienen limitaciones legales y provocan preocupaciones entre los consumidores.
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  • Jasmonato de metilo (JaMe). El ácido jasmónico (AJ) y el jasmonato de metilo (JaMe) forman parte de un grupo de hormonas que se han descubierto recientemente si las comparamos con otras hormonas de las plantas como las auxinas, el ácido abscísico, las citoquininas, el ácido giberélico o el etileno, y participan en la regulación de diversos procesos de las plantas como son el crecimiento y la respuesta a estreses abióticos y bióticos. El AJ y sus derivados, conocidos como jasmonatos (AJs), pertenecen a la familia de los derivados de ácidos grasos oxigenados colectivamente conocidos como oxilipinas, las cuales son sintetizadas por la vía del metabolismo oxidativo de los ácidos grasos poliinsaturados. Al igual que se ha comentado anteriormente para el ácido oxálico, el jasmonato de metilo también está clasificado por la FDA como una sustancia GRAS y con un alto potencial de mercado, por lo que también ha suscitado mucho interés como posible herramienta segura y respetuosa con el medio ambiente para mejorar la calidad del fruto en el momento de la recolección y durante su conservación. Aunque existe una gran cantidad de estudios disponibles sobre los tratamientos poscosecha con JaMe, la información del efecto del tratamiento precosecha con JaMe sobre los atributos de calidad del fruto en el momento de la cosecha y durante su conservación es bastante limitada.
  • Ácido salicílico (AS), ácido acetil salicílico (AAS) y salicilato de metilo (SaMe). El ácido salicílico (AS) o ácido 2-hidroxibenzoico y otros compuestos relacionados, los salicilatos, han sido utilizados en medicina desde la antigüedad. El AS es un regulador endógeno del crecimiento de las plantas de naturaleza fenólica que posee un anillo aromático con un grupo hidroxilo o un derivado funcional. El AS se considera una potente hormona vegetal, que juega un papel importante en la regulación de una gran variedad de procesos fisiológicos durante el crecimiento y desarrollo de la planta, en la interacción de la planta con otros microorganismos y en su respuesta a distintos tipos de estrés, tanto biótico como abiótico. El ácido acetil salicílico (AAS), es un análogo al ácido salicílico, en el que se transforma espontáneamente al hidrolizarse. Por otro lado, el salicilato de metilo (SaMe) es un derivado metilado, que es también una forma inactiva, pero al ser volátil, puede fácilmente difundir a través de las membranas y actúa como una molécula señal volátil a larga distancia. Así, SaMe se sintetiza como respuesta a una infección por patógenos y se transporta en estado gaseoso hacia tejidos sanos de esa misma planta o incluso de plantas vecinas, y en esos tejidos desarrolla el sistema de defensa sistémica. Existen muchos trabajos que estudian la aplicación poscosecha de salicilatos, pero no se conoce bien el efecto del uso de estos en precosecha. Los primeros trabajos existentes se enfocaron en analizar el efecto de estos tratamientos en la inducción de los sistemas de defensa frente al ataque fúngico.
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Principales resultados obtenidos

La aplicación de AO en dos variedades cereza indujo un aumento del tamaño del fruto, siendo la concentración más efectiva la de 2 mM (Figura 1).
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Figura 1. Volumen del fruto (mm3) de 2 variedades de cereza tratados con ácido oxálico (OA 0,5, 1,0 o 2,0 mM) a los 98, 112 y 126 días después de la plena floración (T1, T2 y T3).

Así mismo se observó que la concentración de 2 mM tuvo también un efecto positivo en aumentar el contenido de fenoles totales y antocianinas totales (Figura 2).
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Figura 2. Fenoles totales y antocianinas totales durante el desarrollo del fruto en el árbol en las variedades de cereza ´Sweet Heart´ y ´Sweet Laté tratadas con ácido oxálico (AO) a 2,0 mM a los 98, 112 y 129 días después de la plena floración.
En el caso de ciruela, la aplicación de AO conllevó a un retraso en el proceso de maduración en el árbol (Tabla 1), pero al mismo tiempo un incremento del rendimiento total.
Tabla 1. Rendimiento por árbol (kg árbol-1) y peso del fruto (g) en 2 fechas de recolección en árboles control y tratados con ácido oxálico (AO)...

Tabla 1. Rendimiento por árbol (kg árbol-1) y peso del fruto (g) en 2 fechas de recolección en árboles control y tratados con ácido oxálico (AO). Los parámetros de calidad: sólidos solubles totales (SST), acidez total (AT) y relación SST/AT (índice de maduración) en la recolección (día 0) y tras 50 días de almacenamiento a 2°C + 1 día a 20°C (día 50).

El almacenamiento posrecolección de estas ciruelas indujo un retraso en el proceso de ablandamiento así como una inhibición en la tasa de producción de etileno (Figura 3).

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Figura 3. Firmeza (A) y producción de etileno (B) de ciruelas BS (‘Black Splendor’) y RR (‘Royal Rosa’) de árboles controles y tratados con AO en la recolección (día 0) y tras 10, 20, 30, 40 y 50 días de almacenamiento a 2°C + 1 día a 20°C.
Por otra parte, la aplicación de JaMe a dos variedades de ciruela conllevó también a un incremento del tamaño del fruto, así como una mayor acumulación de compuestos fenólicos en el momento de la recolección (Figura 4).
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Figura 4. Fenoles totales y actividad antioxidante hidrofílica total (AAT-H) de las variedades ´Black Splendor´ y ´Royal Rosá a 14 y 7 días antes de la recolección (DAR) y en la recolección (R) en controles y tratados con jasmonato de metilo (JaMe) a 0,5, 1,0 y 2,0 mM para BS y RR, respectivamente. Para cada variedad, las diferentes letras sobre las barras muestran diferencias significativas (P< 0,05) entre fechas.
La aplicación de AS y ASA a 2 variedades de cereza contribuyó así mismo a un incremento del tamaño del fruto, siendo la concentración mejor de ASA 1 mM y de AS 0,5 mM (Figura 5).
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Figura 5. Volumen del fruto (mm3) de 2 variedades de cereza tratados con ácido salicílico (AS 0,5, 1,0 o 2,0 mM) y ácido acetil salicílico (ASA 0,5, 1,0 o 2,0 mM)a los 98, 112 y 126 días después de la plena floración (T1, T2 y T3).

Conclusiones

La aplicación de estos compuestos naturales Ácido Salicílico (AS) como sus derivados Salicilato de Metilo (SaMe) y Ácido Acetil Salicílico (AAS) junto con Ácido Oxálico (AO) y Jasmonato de Metilo (JaMe) son una buena herramienta para incrementar la producción de frutos (ciruela y cereza) así como estimular la acumulación de compuestos bioactivos con actividad antioxidante.

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