El aceite esencial de canela inhibe el desarrollo de Fusarium solani en boniato almacenado

El aceite esencial de canela inhibe el Fusarium en boniato, debido a su alto contenido en cinamaldehído

Beatriz Riverón, Bioquímica farmacéutica

 

Impacto del Fusarium solani en la producción de boniato

El boniato (Ipomoea batatas (L.) Lam. Familia Convolvulaceae) es cultivado en gran parte del mundo por su raíz comestible. Se ha posicionado como el sexto cultivo alimentario más importante del mundo. Se lo utiliza como alimento básico y materia prima para piensos y productos industriales. La composición de carbohidratos, especialmente el azúcar y el almidón en las raíces del boniato, afecta en gran medida la calidad durante el almacenamiento, ya que es un excelente sustrato para el hongo Fusarium solani que se desarrolla fácilmente provocando la pudrición, que es una de las principales enfermedades poscosecha. [caption id="attachment_23202" align="aligncenter" width="843"] Podredumbre causada por Fusarium en boniato[/caption] Esto limita la producción y el rendimiento. Las condiciones de almacenamiento inadecuadas pueden llevar a la pérdida de hasta 65 % en 1 a 2 meses. El hongo filamentoso Fusarium solani (Ascomycota) es un importante patógeno de una serie de cultivos destacados en la agricultura. Este es el caso de la soja, patata, tomate y boniato entre otros. Este hongo puede causar también lesiones en el tallo en el cultivo, lo que resulta en una reducción de la producción de raíces comestibles. Por otro lado, la pudrición de la raíz por Fusarim, además de causar deterioros severos, produce el compuesto ipomeamarona, tóxico para los pulmones, y la ingestión de raíces infectadas y deterioradas ha contribuido a la muerte del ganado en el pasado.  

El cinamaldehído posee una actividad inhibidora frente a bacterias y hongos

El empleo de fungicidas químicos para combatir el deterioro del boniato, como carbendazim, es un método económico y de amplio espectro. Sin embargo, su uso para el almacenamiento de raíces comestibles puede representar un riesgo potencial para la salud humana y su uso no está autorizado. El cinamaldehído, 3-fenil-2-propenal, es un componente principal del aceite esencial derivado de la canela, especia culinaria común. Este compuesto posee una amplia gama de actividades biológicas, como actividad antitumoral, función de protección cardiovascular y efecto antiinflamatorio, y es un compuesto bioactivo considerado seguro por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos y el Consejo de Europa (Friedman, 2017). En la actualidad, el cinamaldehído se utiliza como aditivo alimentario en productos como chicles, helados, dulces, bebidas y dulces. Además, posee una actividad inhibidora frente a bacterias transmitidas por los alimentos, como Salmonella enterica y Staphylococcus aureus, y a hongos patógenos poscosecha de frutas y hortalizas, como Alternaria alternata y Penicillium italicum. Por lo tanto, tiene un gran potencial de aplicación como conservante natural para el almacenamiento de frutas y verduras. La actividad antifúngica de los aceites esenciales puede estar basada en diferentes modos de acción, incluido el deterioro de la integridad de la membrana celular, la alteración de la función mitocondrial y la facilitación de la formación excesiva de especies reactivas de oxígeno (ROS), así como la inducción de la apoptosis celular. Científicos han informado que el cinamaldehído causa una fuerte disminución de los ácidos grasos insaturados en algunas bacterias, como Staphylococcus aureus y Salmonella enterica disminuyendo la estabilidad y fluidez de la membrana celular, causando daños a esta estructura y consecuente fuga de componentes celulares. En los hongos, las ROS como un tipo de oxidantes fuertes, pueden causar directamente varios tipos de daño intracelular, por ejemplo, peroxidación de lípidos, rotura de ADN y carbonilación de proteínas, además de inducir indirectamente la apoptosis celular acompañada de la liberación de citocromo c (cyt c, transportador de electrones en la cadena respiratoria aerobia) de las mitocondrias al citosol. Como factor proapoptótico en las mitocondrias, cyt c se ubica en la superficie de la membrana mitocondrial interna debido al enlace de una cardiolipina (CL, importante componente de la membrana interna de las mitocondrias), formando el complejo CL-cyt c. La estructura del complejo puede promover la actividad de cyt c como una enzima peroxidasa para eliminar el exceso de ROS intracelular y también, catalizar la peroxidación de CL que lleva a la destrucción progresiva del complejo CL-cyt c, contribuyendo a la liberación de cyt c en el citosol, desencadenando así el proceso apoptótico. El cinamaldehído induce la disfunción de cardiolipina jugando un papel fundamental en la acción antifúngica.  

Evaluación del aceite esencial de canela como tratamiento alternativo contra el Fusarium

En un estudio científico se verificó que el cinamaldehído en la concentración de 0,075 g/L inhibe la viabilidad de las conidias de F. solani; y el vapor, con una concentración de 0,3 g/L en el aire controla por completo el desarrollo de F. solani en boniatos durante el almacenamiento por un período de 10 días a 28 °C, además de proteger las tasas de azúcar soluble y de almidón en la pulpa. Con base en estas informaciones, el aceite esencial de canela, conteniendo cinamaldehído se puede recomendar como conservante biológico para limitar las grandes pérdidas poscosecha de boniatos debido a la pudrición de la raíz por Fusarium. [caption id="attachment_23199" align="aligncenter" width="453"] La imagen es el resumen gráfico del trabajo de Pan et al. (2023)[/caption]

Fuentes

Pan, C.; Yang, K.; Erhunmwunsee, F.; Li, Y. X.; Liu, M.; Pan, S.; Yang, D.; Lu, G.; Ma, D.; Tian, J. (2023). Inhibitory effect of cinnamaldehyde on Fusarium solani and its application in postharvest preservation of sweet potato. Food Chemistry, 408:135213.   Imágenes https://blog.vitta.com.br/2020/05/29/beneficios-da-batata-doce-conheca-ja/ Acceso el 02/05/2023. Image Number: 1563332 Fusarium damping-off (Fusarium solani) Host: sweetpotato (Ipomoea batatas (L.) Lam.). Photographer: Charles Averre, North Carolina State University Acceso el 02/05/2023.