Ácido γ-aminobutírico para retrasar el ablandamiento del kiwi

El kiwi (Actinidia chinensis Planch familia Actinidiaceae) es muy apreciado por los consumidores, debido a su peculiar sabor y su  rico perfil de nutrientes así como  sus potentes propiedades antioxidantes y su capacidad para eliminar los radicales libres del organismo. 

La maduración y senescencia del kiwi después de la cosecha, etapa final del desarrollo de la fruta, abarca un proceso fisiológico y bioquímico crucial, que se caracteriza por la rápida degradación del almidón a azúcares solubles una vez que comienza a liberarse etileno. 

Simultáneamente, se produce una ruptura de la pared celular y una elevación de los niveles de compuestos aromáticos, como alcoholes, ésteres y aldehídos, contribuyendo al ablandamiento del fruto sin alterar la apariencia externa.

Sin un control adecuado, este proceso puede provocar un ablandamiento excesivamente rápido y deterioro de la fruta disminuyendo su vida útil poscosecha. 

En los últimos tiempos, se han empleado varios tratamientos para prolongar la vida útil poscosecha del kiwi, incluido el 1-metilciclopropeno y el ácido abscísico.

¿Porqué se ablanda la fruta?

El ablandamiento de la fruta es una transformación irreversible, y la degradación del almidón juega un papel fundamental en este proceso, catalizado por varias enzimas.

Estas enzimas se pueden clasificar en dos grupos principales.

Fosforilasas 

El primer grupo comprende las fosforilasas, que incluyen la glucano-agua diquinasa, la fosfoglucano-agua diquinasa y la isoforma 1/2 Like SEX4 (LSF1/2), que participan principalmente en la fosforilación del almidón.

Esta fosforilación mejora el estado de hidratación de la interfaz gránulo-matriz, lo que resulta en la alteración de su cristalinidad.

Enzimas hidrolíticas

El segundo grupo está formado por enzimas hidrolíticas, como la β-amilasa y la isoamilasa donde la β-amilasa desempeña un papel crucial en la degradación del almidón.

Otras enzimas

Además, también se han identificado otras enzimas como la dextrinasa límite y la α-glucano fosforilasa como contribuyentes a la degradación del almidón 

Cambios en la composición de la pared celular

Por otro lado, existen evidencias bien establecidas de que las modificaciones en la textura de la fruta están estrechamente relacionadas con cambios en la composición del tejido de la pared celular.

La pectina, la celulosa y la hemicelulosa son reconocidas como componentes fundamentales de la pared celular del fruto, y su descomposición conduce a alteraciones en la estructura interna, influyendo en su ablandamiento.

La pectina, al ser el polisacárido estructuralmente más variable y fácilmente descomponible, sirve como componente principal involucrado en la adhesión intercelular, y potencialmente contribuye a la respuesta de la planta al estrés por bajas temperaturas. 

Además, la celulosa y los glicanos de la matriz desempeñan un papel muy importante en el mantenimiento de la estabilidad estructural de la pared celular. 

Regulación genética 

Los niveles de expresión de transcripciones de genes que codifican enzimas que modifican la pared celular se han relacionado firmemente con el proceso de ablandamiento de la fruta.

Entre ellas, la pectina esterasa, la poligalacturonasa, la β-galactosidasa y la xiloglucano galactosiltransferasa ejercen una influencia significativa en las alteraciones estructurales a nivel celular y afectan tanto la firmeza de la fruta como la calidad durante el almacenamiento.

Además, se han identificado modificadores asociados con la celulosa y la hemicelulosa, como las enzimas endo-1,4-β-glucanasa xiloglucano endotransglicosilasa/hidrolasa y xilanasa, como participantes en la regulación del ablandamiento de la fruta. 

El GABA

El ácido γ-aminobutírico (GABA) se encontró por primera vez en los tubérculos de papa y ahora está se lo encuentra ampliamente distribuido en animales, plantas y microorganismos. 

En la última década, el GABA ha atraído una atención significativa por su papel en el crecimiento de las plantas, la calidad de la fruta y la tolerancia al estrés abiótico.

Efectos del GABA

Estudios recientes han demostrado que el contenido de GABA puede verse aumentado por estreses bióticos y abióticos, lo que demuestra su eficacia para mejorar la calidad poscosecha y mitigar el daño por frío, así como la deterioración inducida por hongos y bacterias en frutas y verduras.

Por ejemplo, se verificó que el tratamiento con GABA 10 mM mejora la resistencia del tomate contra el moho gris al regular las vías del etileno y el ácido jasmónico, y en la manzana, activa la acumulación de ácidos orgánicos y el metabolismo energético mitocondrial durante la maduración lo que hace  mantener la frescura de la fruta.

La aplicación de GABA exógeno es una estrategia prometedora como bioestimulante para el almacenamiento poscosecha de productos hortícolas. 

Estudios anteriores han revelado que el tratamiento con GABA aumenta el contenido de ácido ascórbico y alivia los síntomas de daño por el  frío en kiwis almacenados. 

GABA preserva la firmeza del kiwi

En una investigación reciente se estudiaron los efectos del tratamiento con GABA 10 mM sobre el ablandamiento de la fruta, la degradación del almidón y el desmontaje de la pared celular en kiwis almacenados en frío después de la cosecha. 

Los resultados mostraron que el tratamiento con GABA mantiene la firmeza y retrasa el ablandamiento de la fruta durante el almacenamiento al retener un alto contenido de almidón debido a la inhibición de los niveles de transcripción de genes que codifican las enzimas relacionadas con  la degradan el almidón, como AcGWD, AcPWD y AcBAM. 

Además, se observó un contenido de hemicelulosa y celulosa y un contenido de pectina soluble en agua más bajo en los kiwis tratados, ya que el GABA suprime la degradación de la pared celular al regular negativamente la expresión los genes  de AcPE, AcPG, AcBGAL y AcXTH involucrados en la expresión de enzimas que catalizan estos fenómenos. 

Estos resultados indican que el GABA exógeno contribuye a mantener la firmeza de la fruta, retrasando el ablandamiento en el kiwi poscosecha al inhibir la degradación del almidón y preservar el metabolismo de la pared celular.

Fuentes

Yan, W.; Cao, M.; Shi, L.; Wu,W.; Xu, F.;  Chen,W.;  Yang, Z. (2024). γ-Aminobutyric acid delays fruit softening in postharvest kiwifruit by inhibiting starch and cell wall degradation. Postharvest Biology and Technology, 213: 112916.

https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_gama-aminobut%C3%ADrico   Acceso el 18/06/2024.

Imagen 

https://pt.wikipedia.org/wiki/Actinidia_deliciosa#/media/Ficheiro:Kiwi_(Actinidia_chinensis)_1_Luc_Viatour.jpg  Acceso el 18/06/2024.