La aplicación de melatonina retrasa el amarillamiento del brócoli poscosecha

El brócoli (Brassica oleracea L. var. Itálica familia Brassicaceae) es una de las hortalizas preferida por los consumidores de todo el mundo, ya que tiene un color atractivo y un agradable sabor, además de contener abundantes cantidades de compuestos biológicamente activos beneficiosos para la salud humana. 

Sin embargo, el período de almacenamiento del brócoli a temperatura ambiente es muy corto, generalmente alrededor de 2 a 3 días. Las pérdidas de agua y nutrientes, el daño mecánico y la infección microbiana son factores cruciales que conducen a la senescencia de los floretes y al deterioro de la calidad en el brócoli poscosecha.

Generalmente, el síntoma más visible del deterioro de la calidad y la senescencia en el brócoli es el amarillamiento impulsado por la degradación de la clorofila y la biosíntesis de carotenoides. 

Extensión de la vida útil del brócoli

Recientemente, muchos trabajos han demostrado que la aplicación de diversas técnicas de conservación, como la baja temperatura, el CO2 elevado, el ácido p-cumárico y la melatonina, pueden posponer el amarillamiento y extender la vida útil del brócoli después de la cosecha.

La melatonina

La melatonina (N-acetil-5-metoxitriptamina) es una molécula de indolamina con diversas acciones en las plantas. No solo sirve como agente antioxidante, sino que también participa en la regulación de muchas actividades fisiológicas, que van desde la germinación de las semillas hasta las respuestas a diversos estreses.

Numerosos estudios han arrojado luz sobre los efectos de la melatonina en la conservación de productos poscosecha. Cada vez más estudios han confirmado que esta sustancia puede retrasar los procesos de maduración y senescencia, mejorar la resistencia al frío, las enfermedades y el pardeamiento, y mantener la calidad de frutas y hortalizas como el melocotón, la berenjena y el mango. 

Efecto en vegetales verdes

Además, la aplicación de melatonina se ha utilizado como un tratamiento eficaz para retardar los procesos de senescencia y amarilleamiento de vegetales verdes como las coles y el brócoli, lo que puede atribuirse a la inhibición de la tasa de respiración, la biosíntesis de etileno y los metabolismos de la clorofila y carotenoides, y un aumento de la capacidad antioxidante y del mensajero secundario cGMP*.

Los carotenoides

Los carotenoides son un grupo de metabolitos isoprenoides que se encuentran ampliamente en plantas, algas, hongos y cianobacterias En las plantas, no solo desempeñan un papel crucial en la fotosíntesis y la fotoprotección, sino que también son esenciales para la biosíntesis de compuestos volátiles y hormonas, incluido el ácido abscísico (ABA) y las estrigolactonas. 

El contenido final de carotenoides en las plantas depende de su biosíntesis, degradación y almacenamiento estable.

La biosíntesis de carotenoides es un proceso enzimático de varios pasos que utiliza gliceraldehído 3-fosfato y piruvato como sustratos iniciales para producir metileritritol 4-fosfato y desoxi-D-xilulosa 5-fosfato. Una familia de enzimas denominadas oxigenasas de escisión de carotenoides, que incluyen dioxigenasas de escisión de carotenoides y dioxigenasas de 9-cis-epoxicarotenoides, están involucradas en la degradación de carotenoides para generar estrigolactonas y ABA.

Además, los plástidos son los principales orgánulos responsables de la biosíntesis y el almacenamiento de carotenoides.

Metabolómica para analizar los carotenoides

La metabolómica se considera un componente clave de las tecnologías de alto rendimiento, que permite la detección y el análisis sistemáticos y completos de los metabolitos totales en un organismo, en un momento específico. 

Los cambios en los metabolitos primarios y secundarios se pueden monitorear simultáneamente según el método de perfil metabólico.

Además, se han adoptado técnicas metabolómicas para comprender los factores relacionados con el metabolismo de los pigmentos en las plantas, especialmente el metabolismo de los carotenoides.

En un estudio actual se investigó la acción reguladora del tratamiento con melatonina sobre el metabolismo de los carotenoides y la biosíntesis de ABA en el brócoli a nivel de transcripción y metabólico, y se reveló que la melatonina retarda el amarillamiento del brócoli al disminuir la reducción del contenido de ABA y de clorofila, y de  reducir el nivel de carotenoides.

Efectos del tratamiento con melatonina

Los resultados mostraron que el tratamiento con melatonina reprime eficazmente el amarillamiento y la senescencia junto con una disminución en la tasa de respiración y la emisión de etileno, mejorando los niveles endógenos de melatonina y ácido abscísico. 

Un total de 925 metabolitos se expresaron diferencialmente entre el control y el tratamiento con melatonina, que se clasificaron principalmente en aminoácidos, azúcares, lípidos, flavonoides y otros. 

El análisis específico reveló que el tratamiento con melatonina disminuye los azúcares, lípidos, flavonoides y aminoácidos aromáticos, pero aumenta los aminoácidos alifáticos. 

Mientras tanto, el tratamiento con melatonina suprime los niveles de expresión de genes relacionados con el anabolismo (biosíntesis) de los carotenoides (BoPSY, BoPDS, BoZDS, BoCRTISO, BoLCYB, BoVDE y BoZEP) y su almacenamiento (BoOR), pero los genes involucrados en el catabolismo de los carotenoides (BoNCED2, BoNCED6, BoCCD1 y BoCCD7) se regularon positivamente, lo que podría resultar colectivamente en una disminución en los niveles de β-caroteno y luteína (un carotenoide) y un aumento en el nivel de ABA. 

Por lo tanto, el tratamiento con melatonina ralentizó el amarillamiento del brócoli durante el almacenamiento, lo que podría atribuirse a la inhibición del anabolismo y el almacenamiento de carotenoides y la promoción del catabolismo de carotenoides y la biosíntesis de ABA.

* El monofosfato de guanosina cíclico (GMPc) es un nucleótido cíclico derivado del trifosfato de guanosina (GTP). Actúa como un segundo mensajero de forma muy similar al AMP cíclico. Su mecanismo de acción más probable es la activación de las enzimas quinasas intracelulares en respuesta a la unión de las hormonas peptídicas impermeables a la membrana en la superficie celular externa.

Fuentes 

Yan, R.; Kebbeh, M.;   Cheng, Y.; Wang, Y.; Li, Y.; Fu, M.;   Liu, Y.; Huan, C.; Zheng, X.; Shen, S.  (2024). Exogenous melatonin delays yellowing in postharvest broccoli by regulation of ABA and carotenoid metabolite. Postharvest Biology and Technology, 216: 113086.

Imagen

https://capitalist.com.br/revelacao-os-segredos-ocultos-de-um-brocolis-estragado-que-voce-pode-ter-perdido/  Acceso el 31/08/202