Ácidos orgánicos naturales en poscosecha

Revisión sobre el efecto y forma de acción de diferentes ácidos orgánicos naturales en poscosecha  

Qué son los ácidos orgánicos y cuáles son los más comunes

Los ácidos orgánicos (OA) son compuestos orgánicos de naturaleza ácida. El OA más común es un ácido carboxílico (R-COOH), cuya acidez se origina en el grupo carboxilo (-COOH). El grupo carboxilo es el grupo funcional del ácido carboxílico. A excepción del ácido fórmico (H-COOH), el ácido carboxílico se puede considerar como un derivado de un átomo de hidrógeno en una molécula de hidrocarburo después de haber sido reemplazado por un grupo carboxilo. Se puede expresar mediante la fórmula general (Ar) R-COOH. Los OA incluyen OA naturales y OA sintéticos. Los OA naturales son principalmente OA con cierta actividad fisiológica obtenidos de plantas o subproductos agrícolas en la naturaleza. Mientras que los OA sintéticos, se obtienen obtenidos mediante síntesis química, catálisis enzimática y fermentación microbiana. Además de los grupos carboxilo, los OA naturales también contienen otros grupos funcionales. Este es el caso de los ácidos sulfónico (RSO3H), sulfínico (RSOOH), sulfúrico (RCOSH) y los grupos hidroxilo fenólicos. Los diferentes grupos químicos suelen dar a los OA características diferentes. Por ejemplo, el ácido fenólico (como el ácido cafeico, el ácido clorogénico, el ácido gálico, el ácido protocatequiico y el ácido ferúlico) es un OA con los anillos de fenol. Su estructura le da al ácido fenólico una actividad antioxidante significativa. Aunque los aminoácidos también tienen grupos carboxilo, sus estructuras características no se ajustan a los OA. Por lo tanto, no pertenecen a los OA naturales. Los OA naturales están ampliamente distribuidos en frutas y plantas medicinales. Se ha documentado ampliamente sus propiedades antioxidantes, antibacterianas y antiinflamatorias en la salud humana. Los OA que se encuentran comúnmente en las frutas se dividen principalmente en OA alifáticos, incluidos el ácido cítrico (CA), el ácido oxálico, el ácido tartárico, el ácido málico, el ácido butírico y el ácido ascórbico (ASA). También están presentes los OA aromáticos, incluidos el ácido salicílico (SA) y el ácido cafeico, etc. Estos OA son los principales nutrientes de sabor en la fruta, y la mayoría de ellos también tienen efectos positivos en la salud humana. La fruta fresca no solo tiene un sabor único y delicioso, sino que también tiene muchos nutrientes esenciales. Estos incluyen vitaminas, polifenoles, fibra dietética y minerales, que son componentes esenciales de la dieta diaria de las personas. Se sabe que el consumo de fruta fresca previene una variedad de enfermedades. Este es el caso del cáncer de estómago o de colon, las enfermedades cardíacas y la diabetes. Sin embargo, la fruta poscosecha sigue siendo un organismo metabólicamente activo con una senescencia rápida. A medida que esta avanza, se producen numerosos deterioros de la calidad, incluida la degradación de los nutrientes. Además, las frutas y hortalizas frescas son muy susceptibles a la infestación microbiana debido a su fragilidad y alto contenido de agua. Esto da lugar a la aparición de pudriciones que pueden causar pérdidas sustanciales en la etapa de poscosecha. Por ello, en los últimos años los científicos han trabajado para encontrar técnicas de conservación eficaces que reduzcan las pérdidas de frutos poscosecha. Este es el caso de la aplicación de 1-MCP y el SO2. Sin embargo, la aplicación inadecuada de 1-MCP puede causar una maduración anormal de los frutos climatéricos. Teniendo en cuenta los problemas de seguridad causados por los residuos de algunos conservantes químicos, como el SO2, el objetivo principal es encontrar conservantes de frutas naturales poscosecha. El metabolismo de los OA es una vía metabólica importante para el crecimiento y desarrollo de las plantas. También juega un papel regulador importante durante la maduración y senescencia de la fruta. Se ha informado que la acumulación de OA intracelulares podría mejorar la resistencia de las plantas al estrés y afectar la síntesis de otras hormonas vegetales. Los OA, como conservantes naturales, tienen un gran potencial para mejorar la calidad de los productos frutícolas poscosecha. En los últimos años, algunos OA naturales exógenos podrían usarse para gestionar la calidad de la fruta poscosecha y extender la vida útil de la fruta poscosecha. Los OA naturales comunes que tienen la capacidad de preservar la fruta poscosecha incluyen ácido oxálico, CA, ASA y SA. Además, la aplicación de algunos otros OA naturales también ha mejorado la calidad de la fruta poscosecha, incluido el ácido fenólico, ácido málico y ácido ursólico. Entre los que han recibido más atención por parte de los científicos en los últimos años se encuentran las aplicaciones de ácido salicílico y oxálico exógeno para aliviar el daño por frío, aumentar la resistencia a enfermedades y retrasar la senescencia de la fruta poscosecha. Cabe señalar que la aplicación de diferentes OA naturales exógenos maneja la calidad de la fruta en poscosecha a través de diferentes mecanismos bioquímicos. Además, en los últimos años, la forma de aplicación de los OA naturales ha cambiado de una aplicación única a una forma diversificada, por ejemplo, en forma de recubrimiento comestible, combinado con tratamiento de ultrasonido y UV-C y otras sustancias químicas como el jasmonato de metilo. Aunque muchos estudios han revelado los efectos beneficiosos de los OA naturales exógenos en el manejo de la calidad de la fruta después de la cosecha, la información relevante actualmente está relativamente dispersa y no hay un trabajo de revisión importante que la agrupe. Por lo tanto, este trabajo resume el papel de los OA naturales comunes en la mejora de la calidad de la fruta poscosecha y analiza los mecanismos bioquímicos que pueden estar involucrados, proporcionando una referencia para la aplicación de OA naturales en la fruta poscosecha.

Contenidos

1. Introducción
2. Ácido oxálico
   1. Retrasar la senescencia
   2. Inhibición de enfermedades poscosecha
   3. Aliviar el daño por frío y el pardeamiento
3. AS
   1. Retrasar la senescencia
   2. Inhibición de enfermedades poscosecha
   3. Aliviar el daño por frío
4. ASA
5. CA, ácido málico y ácido acético
6. Ácido fenólico
   1. 6.1 Ácido clorogénico
   2. 6.2 Otro ácido fenólico
7. Ácidos terpenoides

Conclusión y perspectivas

En conclusión, este trabajo indica que numerosos OA naturales podrían usarse no solo como conservantes de alimentos, sino también para el manejo de la calidad de la fruta en la poscosecha. Numerosos estudios en los últimos años han demostrado que los OA naturales se pueden usar como conservantes de frutas poscosecha para mejorar la calidad de la fruta poscosecha, incluido el retraso de la senescencia, el control de enfermedades, el alivio del daño por frío y la inhibición del pardeamiento. Diferentes OA naturales tienen diferentes roles en la regulación de la calidad de la fruta en poscosecha; por ejemplo, el ácido oxálico se puede usar como un inhibidor de etileno para retrasar la senescencia  y como un inductor de plantas para mejorar la resistencia  las enfermedades y las bajas temperaturas para inhibir la aparición de enfermedades y daños por frío. Además, el ácido oxálico también se puede utilizar como agente antipardeamiento para inhibir la aparición de este fenómeno. El SA y otros ácidos fenólicos se utilizan principalmente como elicitores de plantas para activar el sistema de defensa de la fruta en la poscosecha y reducir la aparición de enfermedades de la fruta  y para  el enriquecimiento en sustancias nutritivas activas. Vale la pena señalar que algunos OA naturales están involucrados simultáneamente en el manejo de la calidad de la fruta poscosecha en múltiples roles; por ejemplo, algunos OA con actividad antifúngica pueden participar en el control de enfermedades de la fruta después de la cosecha a través de su acción antifúngica directa, la inducción de resistencia de la fruta después de la cosecha y como complementos para mejorar la eficiencia de los microorganismos antagonistas. Por lo tanto, numerosos OA naturales de molécula pequeña son conservantes prometedores. Y la clave sobre la aplicación de OA en la fruta poscosecha debe tenerse en cuenta además del efecto de la dosis, la modificación química de los recuentos orgánicos naturales puede mejorar la eficiencia de conservación de la fruta poscosecha. Sin embargo, las limitaciones actuales de varios OA naturales para aplicaciones industriales a gran escala son principalmente los métodos de procesamiento y la efectividad. La investigación futura debería centrarse en el desarrollo de algunos OA naturales nuevos, como los que se encuentran en los terpenoides. Además, hay información limitada sobre la contribución de los OA naturales al sabor de la fruta poscosecha, y algunos OA naturales, como el CA, son sustratos clave en el metabolismo de las sustancias del sabor de la fruta poscosecha y, por lo tanto, es probable que afecten la formación del sabor de la fruta. Dado que la falta de sabor de la fruta poscosecha es actualmente una gran preocupación para los consumidores, parece haber potencial para usar tratamientos OA para mejorar el sabor. Aunque algunos OA naturales son efectivos para mejorar la calidad de la fruta en poscosecha, aún no logran el efecto deseado con su aplicación por sí solos, por lo que futuras investigaciones deberían enfocarse en la aplicación combinada de otros tratamientos poscosecha como ultrasonido, plasma frío y luz pulsada, entre otras tecnologías emergentes.   La imagen es la Fig. 1 del artículo original, FIGURA 1 Diferentes roles del ácido oxálico en el manejo de la calidad de la fruta después de la cosecha.  

Fuente

The role of different natural organic acids in postharvest fruit quality management and its mechanism Wanli Zhang, Yueming Jiang & Zhengke Zhang Food Frontiers, April 2023 DOI: 10.1002/fft2.245 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/fft2.245