La aplicación precosecha de L-fenilalanina retrasa la degradación poscosecha de la clorofila en brócoli

El brócoli (Brassica oleracea L. var. italica familia Brassicaceae) es muy apreciado por los consumidores, no solo por su color verde atractivo y sabor refrescante, sino que también es rico en una gran variedad de nutrientes y compuestos bioactivos, que lo hacen muy beneficioso para la salud. 

Su intensa respiración provoca una rápida pérdida de valor comercial

Sin embargo, debido a su respiración vigorosa, es propenso a marchitarse y a envejecer rápidamente, y los floretes son susceptibles a amarillear, lo que resulta en pérdida de nutrientes y disminución de la funcionalidad.

Generalmente, almacenar el brócoli a temperatura ambiente durante 1 a 3 días provoca una pérdida de valor comercial, lo que limita gravemente sus ventas y afecta la oferta del mercado y los beneficios económicos. Por lo tanto, para extender la vida útil del brócoli poscosecha, es esencial desarrollar métodos efectivos y seguros para retrasar la senescencia y el amarillamiento.

Degradación de la clorofila

La degradación de la clorofila acelera la senescencia y el amarillamiento del brócoli cosechado. En este proceso participan varias enzimas, en los cloroplastos y fuera de los cloroplastos.

La vía de degradación en los cloroplastos comienza con la conversión de la clorofila b en clorofila a, catalizada por la enzima clorofila b reductasa. La clorofila a se transforma en clorofilida a, reacción catalizada por la enzima clorofilasa y elimina los iones de magnesio en el anillo de porfirina bajo la acción de la enzima Mg-dequelatasa formando feofitina a, que es convertida por la enzima feofitinasa en feoforbida a, y luego se convierte en catabolito de clorofila roja bajo la catálisis de feofórbida a oxigenasa. En este momento, se escinde la estructura del anillo de porfirina y conduce a la oxidación de los metabolitos de degradación de la clorofila roja, con formación de metabolitos fluoroquímicos primarios, que son compuestos incoloros y hacen que los vegetales verdes se vuelven amarillos. 

Control de las enzimas involucradas

Por lo tanto, es necesario regular y disminuir eficazmente las enzimas relacionadas con el metabolismo de la clorofila y su expresión genética para controlar el amarillamiento de los vegetales verdes. 

Algunos estudios han informado que métodos físicos como el tratamiento térmico, la irradiación UV-B, y técnicas químicas, como el empleo de etanol, sulfuro de hidrógeno, ácido jasmónico, 24-epibrassinolida (una hormona vegetal natural), metilciclopropeno y melatonina retrasan el amarillamiento de las flores de brócoli poscosecha al reducir las enzimas del catabolismo de la clorofila y su expresión genética en diferentes grados. 

Pero el tratamiento químico poscosecha conduce a una rápida descomposición de los vegetales.

Tratamiento precosecha

El tratamiento precosecha no solo es rentable, sino que también puede reducir las pérdidas causadas por factores ambientales que incluyen temperatura, humedad y daños mecánicos y luminosos, mejorando la calidad poscosecha de las de hortalizas.

La L-fenilalanina* es un aminoácido aromático constituyente de proteínas y otros metabolitos secundarios como los compuestos fenólicos, sintetizados a través de la vía de los fenilpropanoides.

La L-fenilalanina también puede mejorar las propiedades nutricionales y la resistencia a las enfermedades de frutas y verduras. En los últimos años, este aminoácido se ha utilizado ampliamente para mantener la calidad poscosecha de muchos cultivos hortícolas, y se verificó que puede mejorar la acumulación de compuestos fenólicos, flavonoides y licopeno en tomates, y también mejorar el enriquecimiento de compuestos fenólicos y aliviar el daño por frío en ciruelas. 

El tratamiento previo a la cosecha de uvas con L-fenilalanina aumenta la concentración de antocianinas, flavonoides y otras sustancias fenólicas. Además, su aplicación antes o después de la cosecha puede mejorar significativamente la resistencia a las enfermedades de los cítricos, aguacates, mangos y fresas durante el almacenamiento. Esto sugiere que la L-fenilalanina también puede aumentar significativamente la acumulación de compuestos bioactivos y la resistencia a enfermedades en las frutas. 

L-fenilalanina para evitar la pérdida de clorofila

En un estudio reciente, fueron evaluados los efectos de la aspersión de L-fenilalanina antes de la cosecha sobre el amarillamiento y el contenido de clorofila de los floretes de brócoli durante el almacenamiento, y se analizaron las actividades de las enzimas relacionadas con la degradación de la clorofila y su expresión genética. 

El brócoli precosecha fue tratado con diferentes concentraciones de L-alanina. Los resultados mostraron que la pulverización a 2 mMolL-1 7 días antes de la cosecha es efectiva para retrasar el amarillamiento de los floretes de brócoli durante el almacenamiento, y mantiene niveles más altos en clorofilas totales, clorofila a y clorofila b, además de reducir las actividades enzimáticas de clorofilasa, Mg-dechelatasa), feofilasa y feofilasa oxigenasa. 

Estudios adicionales demostraron que los niveles de expresión de genes asociados con la degradación de la clorofila, como aquellos que codifican  la clorofila b reductasa (BoNYC1), la clorofilasa1 (BoCLH1), la clorofilasa2 (BoCLH2), la feofitinasa (BoPPH) y la feofórbida a oxigenasa (BoPAO), están significativamente regulados negativamente por acción de la L-fenilalanina aplicada previamente a la cosecha. 

También se observó que el contenido total de clorofilas se correlacionó significativa y positivamente con la estabilidad estructural de las clorofilas a y b, y significativa y negativamente con la actividad enzimática de clorofilasa2 y expresión del gen BoCLH2.

Los hallazgos demuestran que el tratamiento previo a la cosecha con L-alanina retrasa el amarillamiento del brócoli al disminuir la degradación de la clorofila, y proporcionan una base para mejorar la calidad de frutas y hortalizas poscosecha.

*L-fenilalanina o L-Phe. Todos los aminoácidos excepto la glicina, son "estereoisómeros". Un estereoisómero es un compuesto que puede presentarse en una de dos formas: la forma L y la forma D, en relación al grupo amino -NH2 unido al átomo de C 2 (carbono alfa), y son imágenes especulares entre sí. Todos los aminoácidos que constituyen las proteínas y muchos otros aminoácidos activos son L-aminoácidos.

Fuentes

Wang, X.; Lou, D.; Li, L.; Li, R.; Xu, W.; Wang, X.; Li, Y.; Bi, Y. (2024).
Preharvest spraying with L-Phenylalanine effectively delayed the degradation of chlorophyll in postharvest broccoli
Postharvest Biology and Technology, 213: 112962.

Imagen
https://diariodonordeste.verdesmares.com.br/ser-saude/conheca-5-beneficios-do-brocolis-para-a-dieta-1.3194250  Acceso el 10/07/2024.