La irradiación UV-C preserva el tomate durante el almacenamiento poscosecha

La maduración del fruto del tomate (Solanum lycopersicum L. familia Solanaceae) se acompaña de un pico de síntesis de etileno durante el inicio del climaterio, en el cual, ocurre un ablandamiento que afecta la calidad sensorial y conduce a la pérdida de resistencia a patógenos y a una reducción de la vida útil.

La pérdida progresiva de firmeza o ablandamiento del fruto es consecuencia de la degradación de los componentes de la estructura de la pared celular.

Papel de la pared celular en la firmeza del fruto

La celulosa y hemicelulosas unidas a la pectina forman la pared celular primaria y mantienen la consistencia del fruto.

La pectina es un heteropolisacárido abundante en las paredes celulares de las plantas, constituyendo aproximadamente un tercio de su estructura. Participa en la adhesión entre las células mediante enlaces cruzados de calcio entre homogalacturonanos parcialmente desmetil esterificados en la laminilla media.

En los frutos inmaduros se encuentra en la forma de protopectina insoluble en agua que se descompone en pectina hidrosoluble durante la maduración. Así, el ablandamiento de la pulpa del fruto se atribuye en gran medida a este fenómeno. 

Pérdida de la firmeza

La descomposición de la pared celular involucra una serie de enzimas. La poligalacturonasa y la pectina metilesterasa se consideran las principales responsables de la hidrólisis en el proceso de ablandamiento. También colaboran las enzimas celulasa, xilanasa, β-d-galactosidasa y proteasa. 

La producción endógena de etileno desencadena la síntesis de la enzima poligalacturonasa que es responsable de la degradación del componente rico en pectina de la laminilla media de las paredes celulares. 

El ARNm de esta poligalacturonasa aumenta al inicio de la maduración y alcanza un máximo en frutos de tomate de color naranja o rojo. Esta enzima está codificada por un solo gen en la fruta en maduración. Su ARNm se expresa de manera paralela a los aumentos de la síntesis y la actividad de poligalacturonasa. 

Por otro lado, la pectina metilesterasa está codificada por una pequeña familia de genes, que consta de al menos cuatro, de los cuales PME 2 juega un papel importante durante la maduración del fruto del tomate.

Más responsables

Además, en el tomate, al menos 7 genes (LeCel1-7) son responsables de la actividad celulasa. LeCel1, LeCel2 y LeCel5 se han estudiado y se demostró que su expresión está específicamente coordinada con la maduración de la fruta 

Las expansinas son un grupo de proteínas que promueven la extensión de las paredes celulares de las plantas mediante la interrupción de los enlaces de hidrógeno entre las fibras de celulosa y hemicelulosas, aunque no se encontró actividad enzimática detectable. Son codificadas por un grupo de genes (LeExp), y en el tomate, la expresión de LeExp1 juega un papel importante en la maduración del fruto.

Efectos de la radiación UV-C

La radiación de luz UV-C* (190–280 nm) se considera una tecnología muy eficiente para prolongar la vida útil de frutas y verduras frescas, y es respetuosa con el medio ambiente. Estudios han verificado que la exposición a dosis bajas de UV-C retrasa la maduración y la senescencia de frutas como manzanas, mangos, melocotones y tomates.

Científicos estudiaron los efectos de la aplicación de dosis de 4.2 kJ m−2 en tomates “cherry” maduros almacenados a una temperatura de 18 °C durante 35 días, y demostraron que la irradiación UV-C provoca la inhibición catalítica de las enzimas que degradan la pared celular y, en consecuencia, la supresión del ablandamiento de los tejidos del fruto. Ensayos con microscopía electrónica de transmisión indican que la irradiación UV-C retrasa el desmontaje de la pared celular en el pericarpio.

Otros efectos de la radiación UV-C

Además, el tratamiento con UV-C inhibe la síntesis de etileno, la expresión transcripcional de los genes LeExp, y los que codifican las enzimas metilesterasa, poligalacturonasa, y celulasa, así como reduce muy significativamente sus actividades durante el almacenamiento. 

*La radiación UV se puede subdividir en cuanto a sus efectos sobre la salud humana y el medio ambiente, en UVA (400 – 320 nm, también llamada luz negra u onda larga), UVB (320 – 280 nm, también llamada onda media) y UVC (280 – 100 nm, también llamado UV corto o "germicida").

Fuentes

Bu, J.; Yu, Y.; Aisikaer, G.; Ying, T. (2013)
Postharvest UV-C irradiation inhibits the production of ethylene and the activity of cell wall-degrading enzymes during softening of tomato (Lycopersicon esculentum L.) fruit
Postharvest Biology and Technology, 86: 337-345

​Imagen
https://www.comidaereceitas.com.br/legumes-e-verduras/tomate-cereja-a-provencal.html  
Acceso el 04/12/2023