El ácido clorogénico inhibe el desarrollo del moho gris en frutos de melocotón almacenados

Botrytis cinerea (Ascomycota) es comúnmente responsable de enfermedades poscosecha en varias frutas y verduras. 
El melocotón (Prunus persica L. familia Rosaceae), al ser rico en nutrientes, es particularmente susceptible a la infección por B. cinerea, el "moho gris", lo que resulta en la descomposición de la fruta. 

La aplicación de fungicidas como tiabendazol, fenilpirrol, benzoilo y flunixima, es un enfoque ampliamente adoptado para combatir eficazmente B. cinérea, pero, las crecientes preocupaciones sobre la seguridad alimentaria y la sostenibilidad ambiental han llevado a una necesidad urgente de estrategias más ecológicas para abordar el impacto del moho gris poscosecha en frutas y verduras. 

En los últimos años, se han explorado muchos extractos naturales de plantas como alternativas efectivas a los antimicrobianos sintéticos tradicionales, debido a sus niveles mínimos de toxicidad y características ecológicas ventajosas.

El ácido clorogénico, una sustancia fenólica derivada de las plantas

El ácido clorogénico un derivado del ácido hidroxicinámico, es una sustancia fenólica derivada de plantas. Se han realizado investigaciones exhaustivas sobre las propiedades antioxidantes del ácido clorogénico, que revelan sus posibles efectos antiinflamatorios, reguladores de la hiperglucemia y cardioprotectores. 

Además de sus propiedades antioxidantes, un número cada vez mayor de estudios han revelado la notable eficacia antimicrobiana del ácido clorogénico en varios patógenos vegetales relevantes para la horticultura y la agricultura.

Estructura química del ácido clorogénico

Por ejemplo se ha informado que el ácido clorogénico mejora la resistencia del fruto del melocotón a Penicillium expansum  al regular la actividad de enzimas clave relacionadas con la defensa, y la expresión de genes involucrados en la vía de señalización del ácido salicílico. 

Además, los efectos inhibidores del ácido clorogénico sobre la B. cinerea en fresas almacenadas se han atribuido a su capacidad para reducir la viabilidad microbiana al modular la liberación de Ca2+ del retículo endoplásmico y de las mitocondrias, lo que conduce al aumento del daño oxidativo.

El ergosterol, componente de la membrana celular de los hongos

El ergosterol, un esterol que se encuentra en la membrana celular de los hongos, es indispensable para su desarrollo. Ha sido ampliamente documentado como un modulador de la fluidez de la membrana y una diana crucial para los agentes antifúngicos. 

Estructura química del ergosterol

En los últimos años, el ergosterol también ha sido reconocido como un lípido inmunológicamente activo que puede inducir la apoptosis, y su vía de biosíntesis presenta numerosos objetivos farmacológicos potenciales.

La esterol C-24 reductasa y la esterol C-24 metil reductasa son dos enzimas esenciales en la vía de biosíntesis del ergosterol. La investigación demuestra que la esterol C-24 reductasa está involucrada en la síntesis de ergosterol y la formación de esporas en P. expansum, al mismo tiempo que contribuye a la respuesta fúngica al estrés oxidativo.

De manera similar, se ha informado que la regulación negativa de la expresión de C-24 metil reductasa inhibe la biosíntesis de ergosterol. 

Actualmente, los principales inhibidores de la biosíntesis de ergosterol son los azoles y las morfolinas, que se dirigen a la enzima lanosterol C-14 desmetilasa y a la enzima de isomerización Δ7,8, respectivamente. 

Sin embargo, el surgimiento de resistencia a los medicamentos ha llevado a una necesidad urgente de identificar nuevos sitios enzimáticos para un tratamiento dirigido y desarrollar nuevos inhibidores enzimáticos.

Efecto del ácido clorogénico en la biosíntesis de ergosterol

Investigar el impacto de ácido clorogénico en esterol C-24 reductasa y C-24 metil reductasa en B. cinerea puede brindar nuevas oportunidades para el control del moho gris.

Los efectos de los tratamientos poscosecha en la calidad y la capacidad de almacenamiento de la fruta son factores fundamentales para evaluar las perspectivas de aplicación de cualquier tecnología en esta etapa.

Como polifenol endógeno en las plantas, se ha demostrado que el ácido clorogénico tiene un efecto regulador en los atributos de calidad de la fruta. La aplicación de ácido clorogénico inhibe la producción de etileno, retrasa el ablandamiento y mantiene el contenido de sólidos solubles en la fruta de melocotón, mejorando efectivamente la calidad durante el almacenamiento de la fruta.

Según estos estudios el ácido clorogénico puede tener un potencial de aplicación prometedor en la regulación de la maduración y la senescencia de la fruta del melocotón, así como en el mantenimiento de la calidad durante el almacenamiento.

Efectos del ácido clorogénico en Botrytis cinerea

En un estudio actual se investigaron los efectos del ácido clorogénico sobre el desarrollo micelial, la germinación de las esporas, la integridad de la membrana celular y la viabilidad celular, así como la biosíntesis de ergosterol en B. cinerea. 

Además, se exploraron los mecanismos de interacción subyacentes entre el ácido clorogénico y las enzimas biosintéticas clave del ergosterol esterol C-24 reductasa y C-24 metil reductasa a través del análisis de la expresión genética y simulaciones de acoplamiento molecular, proporcionando información sobre los mecanismos antimicrobianos del ácido clorogénico contra B. cinerea en la fruta del melocotón. 

También se evaluó el papel del tratamiento con ácido clorogénico poscosecha en la regulación del proceso de maduración y senescencia, y los atributos de calidad de la fruta del melocotón durante el almacenamiento, incluyendo la tasa de respiración, el grado de descomposición, la firmeza y la coloración. 

Los resultados mostraron que la aplicación de ácido clorogénico en la concentración 5 gL−1 inhibe el crecimiento del micelio de B. cinerea y reduce eficazmente la viabilidad celular, la producción de esporas, el alargamiento del tubo germinativo, la penetración del micelio y el diámetro de la lesión en melocotón almacenado a 25 ℃.

Además, se verificó que el ácido clorogénico disminuye el contenido de ergosterol e induce la acumulación de malondialdehído (indicador de estrés oxidativo), lo que en última instancia altera la integridad de las membranas plasmáticas. 

Se observó una significativa reducción de la expresión génica de las dos enzimas cruciales en la vía de biosíntesis del ergosterol, a saber, la esterol C-24 reductasa y la esterol C-24 metiltransferasa. 

Además, ácido clorogénico es un inhibidor competitivo de las enzimas esterol C-24 reductasa y C-24 metil reductasa en B. cinerea, bloqueando así la biosíntesis de ergosterol.

Otros efectos positivos del ácido clorogénico

El tratamiento con ácido clorogénico también reduce la tasa de deterioro natural, retrasa la maduración y la senescencia de la fruta, manteniéndose la coloración característica.  

Estos hallazgos proporcionan información novedosa para el desarrollo de agentes antimicrobianos derivados de plantas y ofrecen una comprensión valiosa sobre la posible aplicación del ácido clorogénico en la fruta del melocotón poscosecha.

Fuentes

Dai, B.; Wang   Y.; Zhou, H.; Wang, L.; Zhou L.; Mao, J.; Zhang, S.; Shen, S.; Zheng, X.; Huan, C. (2024).
Control efficiency and potential mechanisms of chlorogenic acid against postharvest gray mold caused by Botrytis cinerea on peach fruit
Postharvest Biology and Technology, 218:113134.

Imágenes

https://agro20.com.br/como-plantar-pessego/  Acceso el 0101/02024

https://www.sigmaaldrich.com/BR/pt/product/sigma/e6510?srsltid=AfmBOopTxTVjE-Bo6Ach4Aq_MV5wrPfL8PbXesNj-VGpymgM6ud7kC-2  Acceso el 0101/02024