La aplicación de salicilatos en campo puede aumentar la calidad en cereza

Frente a una creciente demanda de residuo cero y la presión para una producción agrícola más respetuosa con el medio ambiente, la búsqueda de compuestos naturales como herramientas para aumentar la calidad de frutas y hortalizas es cada vez mayor. En este artículo se muestras los resultados de la utilización de salicilatos, compuestos naturales sintetizados por la propia planta, como herramienta para mejorar la calidad de la cereza. Se ha realizado la aplicación precosecha de tres concentraciones (0,5, 1 y 2 mM) de ácido salicílico (AS), ácido acetil salicílico (ASA) y salicilato de metilo (SaMe) en dos cultivares de cereza (Prunnus avium L. cv SweetHeart y Sweet Late) en tres momentos clave del desarrollo del fruto. Los resultados muestran un aumento en el volumen final del fruto tratado, siendo las dosis más efectivas 0,5 mM para SA y 1mM para AAS y SaMe.

La producción agrícola se ve obligada a adaptarse a los nuevos cánones que la sociedad impone en cuanto a producción sostenible, calidad y respeto por el medio ambiente con la utilización de materiales menos contaminantes y el desarrollo de técnicas que optimizan el empleo de recursos. Para poder mantener la rentabilidad, el agricultor se enfrenta a nuevos retos de modernización del sistema productivo y a la, cada vez más demandada, etiqueta de residuo cero, evitando así la utilización de compuestos químicos de síntesis. En el afán por la investigación de nuevas sustancias el mundo natural nos ofrece infinidad de posibilidades.

Cuando una planta está sometida a condiciones de estrés abiótico o se produce algún tipo de daño, se generan moléculas señal que desencadenan cascadas metabólicas con la finalidad de proteger a la planta. Muchas de estas sustancias tienen acción sistémica, como es el caso de los salicilatos. Estos compuestos fenólicos están considerados como hormonas vegetales y se pueden encontrar en la mayoría de tejidos. Juegan un importante papel en el crecimiento y desarrollo de la planta, involucrados en la germinación, la floración, o en el sistema de defensa, como señal endógena de respuesta frente a estrés hídrico, daños por frío o ataque de patógenos, entre otras (Hayat, Ali y Ahmad, 2007). De entre los salicilatos, el ácido salicílico (AS) es la principal molécula señal; el ácido acetil salicílico (AAS) es uno de sus análogos y el salicilato de metilo (SaMe) es un compuesto volátil que la planta sintetiza a partir de AS.

Estos salicilatos han sido ampliamente estudiados en poscosecha mediante aplicaciones en cámara o como tratamiento previo al almacenamiento en mango (Han et al., 2006), berenjena (Mandal, 2010), tomate (Wang et al., 2011), granada (Sayyari et al., 2011) o ciruela (Luo et al., 2011) entre otros. Los efectos son, por tanto, bien conocidos: aumento de encimas antioxidantes, reducción de daños por frío, aumento en la concentración de compuestos bioactivos, reducción de pérdidas por incidencia fúngica, mayor estabilidad de la pared celular, etc.

Estas y otras sustancias que se encuentran de manera natural en las plantas poseen un gran potencial de aplicación en campo como sustitutivos de químicos sintéticos. El uso de cloruro cálcico o de fitorreguladores naturales (poliaminas, ácido giberélico, etc.) presenta mayores ventajas, ya que al ser sustancias de origen natural no presentarían problemas de toxicidad (Serrano et al., 2003). Sin embargo, mientras sustancias como las giberelinas han sido ampliamente estudiadas, pocos datos se tienen de los efectos de la aplicación en campo de salicilatos con respecto a la calidad del fruto o a la producción de las plantas tratadas.

El Grupo de Investigación en Posrecolección de la Universidad Miguel Hernández lleva estudiando el efecto de estos y otros compuestos naturales en la calidad y vida útil de frutas y hortalizas durante años, sobre todo en frutas de hueso como ciruela o cereza.

España es el quinto productor mundial de cereza, pero su capacidad exportadora se ve limitada por su corta vida útil, ya que las cerezas recolectadas con la máxima calidad organoléptica tienen una madurez no apta para los procesos de comercialización y la fruta recolectada anticipadamente será incapaz obtener todo su potencial de calidad de flavor y textura (Mitchell et al., 1991).

La búsqueda de herramientas para alargar la vida poscosecha de cereza ha pasado de utilizar compuestos naturales una vez recolectada a seleccionar cultivares y producir cerezas con mejores características de comercialización. Los resultados que se muestran en este trabajo son parte de la investigación llevada a cabo en dos cultivares de cereza para evaluar los efectos del tratamiento con AS, AAS y SaMe.

Los experimentos previos realizados por el grupo de investigación en posrecolección permitieron la selección de las dosis de aplicación, 0.5, 1 y 2 mM para cada uno de los salicilatos. La aplicación en campo se llevó a cabo durante el ciclo productivo de primavera-verano de 2013 en una finca comercial propiedad de la empresa Fincas Toli S.L. situada en el término municipal de Jumilla (Murcia). Los cultivares seleccionados para el experimento fueron ‘SweetHeart’ (SH) y ‘Sweet Late’ (SL), con el mismo día de plena floración, el 20 de febrero, pero que tuvieron distinto día de recolección comercial, SH necesitó de 138 días para alcanzar este punto de madurez mientras que el cultivar SL necesitó una semana más, 145 días.

Los tratamientos (Control con agua destilada, AS, AAS y SaMe a tres concentraciones, 0,5, 1 y 2 mM) se realizaron mediante pulverización foliar en tres momentos clave del desarrollo del fruto en el árbol, según se establecen en Díaz-Mula et al, (2009). T1 (endurecimiento del hueso, a 98 días desde plena floración, DDPF), T2 (a 112 DDPF al comenzar los cambios de color) y T3 (a los 126 DDPF). Una semana después de la aplicación del primer tratamiento se seleccionaron y etiquetaron 20 frutos en cada árbol, tres por tratamiento, todos ellos en similar estado de maduración y libres de defectos y marcas, en los que semanalmente, a lo largo de todo el desarrollo del fruto, se midieron los tres diámetros ortogonales del fruto para seguir la evolución del crecimiento.

La recolección se llevó a cabo según parámetros marcados por la empresa, manualmente, seleccionándose un lote de 100 frutos en cada uno de los árboles en los que se midió peso, color (a*/b*), textura, sólidos solubles totales (SST) y acidez total (AT) según Díaz-Mula et al., (2009). La concentración de compuestos bioactivos se realizó según describe Giménez et al (2014). Los resultados presentados corresponden a la media ± ES de los datos obtenidos. Se realizó el análisis ANOVA pare determinar diferencias significativas (P<0,05) entre tratamientos para cada cultivar. Todos los análisis se realizaron con el software SPSS v.12.0 para Windows.

La toma de datos de los parámetros relacionados con el crecimiento del fruto de los dos cultivares de cereza comenzó a los 90 días después de plena floración. La medida de los diámetros del fruto permitió calcular su volumen (Figura 1). Las cerezas de ambos cultivares mostraron, a lo largo del crecimiento, una curva de crecimiento de doble sigmoide característica de los frutos de hueso. Se observa un aumento del volumen de los frutos con respecto al control con todas las dosis y tratamientos que comienza a diferenciarse a estadios tempranos de crecimiento, poniendo de manifiesto el papel de los salicilatos en el desarrollo del fruto. En el momento de la recolección comercial la diferencia entre frutos tratados y control fue máximo, obteniéndose un aumento del volumen de hasta el 59% para SL y de un 47% para SH con la concentración de AAS 1 mM, que fue la más efectiva en ambos cultivares. Estos resultados coinciden con los estudios realizados por Giménez et al., (2014) y Valverde et al., (2015) en cereza. En cuanto al peso medio de las cerezas en el momento de la recolección comercial, se observó un mayor efecto para SL a las dosis de 1 mM en AAS y SaMe, y 0,5 mM de AS, coincidiendo con las dosis más efectivas en el aumento de volumen. En este caso, el aumento fue de un 24% para SH y del 39% para SL con respecto al control, siendo la dosis más efectiva AS a 0.5 mM.

Figura 1: Evolución del volumen, expresado como mm³, durante el crecimiento en árbol de cerezas de los cultivares ‘SweetHeart’ –arriba– y ‘Sweet Late’–abajo– con la aplicación de diferentes salicilatos a las concentraciones de 0.5, 1 y 2 mM. Los datos son la media ± ES de las medidas realizadas en los 20 frutos de cada árbol del fruto (n=3).

Dado que las cerezas con mayor volumen y peso son más apreciadas por el consumidor, la aplicación de salicilatos en campo mejora el rendimiento económico de la explotación al conseguir cerezas de mayor calibre y que, por tanto, alcanzaran mayor precio en el mercado.

El color de la cereza, junto con su firmeza, es uno de los atributos más importantes para el consumidor, y que define, en muchos casos, la intención de compra del producto. Los cultivares seleccionados poseen un color distinto apreciable a simple vista que es característico de su genotipo, siendo la coloración más oscura en la variedad SH. En el momento de la recolección comercial se observa un efecto por la aplicación de los tratamientos en el índice de color a*/b*, con valores mayores en frutos tratados independientemente de la dosis aplicada en ambos cultivares.

La firmeza de los frutos en el momento de la recolección debe ser suficiente para aguantar los procesos de manipulación que va a sufrir el fruto hasta su consumo. En general, la firmeza observada en los frutos tratados (Figura 2) fue mayor que en los controles, en los cuales el valor de firmeza alcanzó los 3.01 ± 0.05 N mm^-1. Los mayores valores se encontraron en los tratamientos de AS 0.5 mM para el cultivar SH (3.87 ± 0.08 N mm^-1) y AAS 1 mM en SL (3.81 ± 0.18 N mm^-1). El aumento de firmeza y su mantenimiento a lo largo del almacenamiento en frutos tratados con salicilatos se ha puesto de manifiesto en varios cultivos, debido a la capacidad de estos fenoles para inhibir las enzimas de degradación de pared celular, tales como poligalacturonasa, celulasa o pectinmetilesterasa (Asgharí et al., 2010).

Figura 2: Firmeza (N mm^-1) en el momento de recolección comercial de dos cultivares de cereza ‘Sweet Heart’ –izquierda– y ‘Sweet Late’–derecha– con la aplicación de diferentes salicilatos a las concentraciones de 0.5, 1 y 2 mM. Los datos son la media ± ES de 100 cerezas por árbol. (n=3).

En cuanto a otros parámetros de calidad como los sólidos solubles o la acidez total, no se encontraron diferencias significativas atribuibles a la aplicación de tratamientos, aunque es de destacar que una mayor dosis no se relaciona con mayor cantidad de SST.

En cuanto a los parámetros bioactivos, se determinaron para ambas cultivares solamente en las concentraciones de salicilatos que mostraban mejores parámetros de calidad en estado de maduración comercial, esto es, AAS 1 mM, AS 0.05 mM y SaMe a 1 mM (Figura 3). La actividad antioxidante se determinó en ambas fases, hidrosoluble y liposoluble, siendo la actividad de la fase hidrosoluble (AAT-H) tres veces superior a la actividad antioxidante de compuestos liposolubles (AAT-L). Dentro de la AAT-H son los compuestos fenólicos los que más contribuyen a su actividad antioxidante y entre estos, las antocianinas, que son los compuestos responsables del color, se han señalado como los principales compuestos antioxidantes de cereza (Díaz-Mula et al., 2009; Giménez et al., 2014). Diversos estudios han mostrado que las antocianinas poseen mayor capacidad antioxidante que la vitamina C u otros compuestos fenólicos (Valero y Serano, 2010), explicado por su capacidad para captar radicales libres mediante la donación de los átomos de hidrógeno de su estructura fenólica. En los frutos control la concentración de fenoles fue similar para SH y SL, con unos valores entorno a los 75 mg 100 g^-1. Sin embargo en los frutos tratados con salicilatos la concentración de fenoles fue significativamente mayor (p<0.05), llegando a alcanzar los 110 mg 100 g^-1 en los frutos tratados con AAS 1 mM. La concentración de antocianos alcanzó los 36.8 y 29.7 mg 100 g^-1 para SH y SL respectivamente en controles, llegando a sobrepasar los 40 mg 100 g^-1 para AAS 1 mM en el cultivar SH.

Se puede concluir que la aplicación de salicilatos, durante el desarrollo del fruto conlleva un aumento del tamaño y una mejora de la calidad organoléptica en cereza así como un incremento en la concentración de compuestos bioactivos con propiedades antioxidantes, siendo la influencia en mayor o menor medida dependiente del cultivar, y constituyendo una herramienta prometedora para aumentar el potencial saludable de la cereza.

Referencias bibliográficas

• Asghari, M.; Aghdam, M. S. (2010) Impact of salicylic acid on post-harvest physiology of horticultural crops. Trends in Food Science and Technology, 21, 502–509.
• Díaz-Mula, H. M., Castillo, S., Martínez-Romero, D., Valero, D., Zapata, P. J., Guillén, F., & Serrano, M. (2009). Sensory, nutritive and functional properties of sweet cherry as affected by cultivar and ripening stage. Food Science and Technology International, 15(6), 535-543.
• Giménez, M.J., Valverde, J.M., Valero, D., Guillén, F., Martínez-Romero, D., Serrano, M.And Castillo, S., (2014). Quality and antioxidant properties on sweet cherries as affected by preharvest salicylic and acetylsalicylic acids treatments. Food Chemistry, 160, pp. 226-232.
• Hayat, S., Ali, B., Ahmad, A. (2007). Salicylic acid: Biosynthesis, metabolism and physiological role in plants doi:10.1007/1-4020-5184-0_1
• Han, J., Tian, S. P., Meng, X. H., Ding, Z. H. 2006. Response of physiologic metabolism and cell structures in mango fruits to exogenous methyl salicylate under low temperature stress. Physiol. Plant. 128, 125-133.
• Luo, Z., Chen, C. And Xie, J., (2011). Effect of salicylic acid treatment on alleviating postharvest chilling injury of 'Qingnai' plum fruit. Postharvest Biology and Technology, 62(2), pp. 115-120.
• Mandal, S (2010). Induction of phenolics, lignin and key defense enzymes in eggplant (solanummelongenaL.) roots in response to elicitors. African Journal of Biotechnology, 9(47), 8038-8047.
• Mitchell, F.G., Mayer, G., Saenz, M., Slaughter, D., Jonshon, S., Baisi, W., and Delwiche, M. (1991). Selecting and handling high quality stone fruit for fresh market. Report on research projects for California peaches and nectarines, California tree agreement. Sacramento, California, USA, 11
• Sayyari, M., Castillo, S., Valero, D., Díaz-Mula, H.M. And Serrano, M., (2011). Acetyl salicylic acid alleviates chilling injury and maintains nutritive and bioactive compounds and antioxidant activity during postharvest storage of pomegranates. Postharvest Biology and Technology, 60(2), pp. 136-142.
• Serrano, M., Martínez-Romero, D., Guillén, F., and Valero, D. (2003).Effects of exogenous putrescine on improving shelf life of four plum cultivars. Postharvest Biology and Technology. 30, 259-271.
• Wang, Y., Li, B., Qin, G., Li, L. And Tian, S. (2011). Defense response of tomato fruit at different maturity stages to salicylic acid and ethephon. ScientiaHorticulturae, 129 (2), pp. 183-188.
• Valero, D., Serrano, M. (2010). Postharvest Biology and Technology for Preserving Fruit Quality. Boca Raton, USA: CRC-Taylor & Francis.
• Valverde, J.M., Giménez, M.J., Guillén, F., Valero, D., Martínez-Romero, D., Serrano, M. (2015). Methyl salicylate treatments of sweet cherry trees increase antioxidant systems in fruit at harvest and during storage. Postharvest Biology and Technology, 109, 106–113