Análisis de la calidad nutricional de brócoli (<i>Brassica oleracea</i>), durante la poscosecha : Evaluación del metabolismo de glucosinolatos

• Autores: Casajús, Victoria
• Año de publicación: 2022
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Martínez, Gustavo Adolfo
• Materia: Ciencias Exactas; Brócoli; Glucosinolatos; poscosecha
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

El brócoli (Brassica oleracea var. italica) es una hortaliza de la familia Brassicaceae con un alto contenido de nutrientes y compuestos fitoquímicos, tales como vitaminas, minerales, compuestos con capacidad antioxidante, fenoles, flavonoides y glucosinolatos. Los glucosinolatos son metabolitos secundarios, cuyos productos de hidrólisis poseen efectos benéficos para la salud humana, entre los que se destaca la prevención de inflamaciones, la disminución de la incidencia de enfermedades cardiovasculares y la acción anticancerígena. Del brócoli se cosecha y se consume la cabeza floral, la cual está compuesta por tejidos inmaduros que requieren una gran cantidad de agua, nutrientes y hormonas para la mantención de la homeostasis. Cuando se realiza la cosecha de la cabeza, se detiene el suministro de todos estos compuestos, lo cual desencadena un importante estrés, que se refleja en una rápida senescencia de la inflorescencia, con la pérdida del color verde, así como también pérdida de agua y de turgencia de los tejidos. Asimismo, se ha reportado la disminución del valor nutricional, con una pérdida del contenido de proteínas, de ácido ascórbico y de glucosinolatos totales durante el almacenamiento poscosecha. Según datos de la FAO, aproximadamente 1.300 millones de toneladas de alimentos se desperdician en todo el mundo por año, atribuyéndose entre un 10 y un 20% a las pérdidas previas a la cosecha, a lo que se debe sumar las partes de las plantas que no son comestibles. El mundo invierte el 95% de sus recursos de I+D+I alimentario para aumentar la producción, pero solo un 5% en la conservación. Diversos métodos físicos y químicos poscosecha han sido estudiados con el objetivo de regular la senescencia y prolongar la vida útil de brócoli, incluyendo el almacenamiento refrigerado, el envasado en atmósferas modificadas, tratamientos térmicos, aplicaciones de UV-C, uso de inhibidores biosintéticos del etileno como la aminoetoxivinilglicina (AVG) y de inhibidores de la acción de esta hormona, tales como el 1-metilciclopropeno (1-MCP), los iones de plata y el etanol. El objetivo general del plan de tesis fue analizar metodologías de poscosecha que además de prolongar la vida útil del brócoli, permitan aumentar o mantener el contenido de glucosinolatos en las inflorescencias; y contribuir al conocimiento a escala bioquímica y fisiológica del metabolismo de estos compuestos, por el interés de los glucosinolatos en los efectos benéficos para la salud humana. En general, el contenido total de los glucosinolatos decae marcadamente durante la senescencia poscosecha de brócoli. Al analizar el efecto de cosechar en diferentes momentos del día, se observó que la cosecha de las cabezas hacia el final del día permitía un retraso en la aparición de los síntomas de senescencia. Respecto al metabolismo de glucosinolatos, la cosecha en diferentes momentos del día influye en el perfil y la concentración de glucosinolatos tanto indólicos como alifáticos de las cabezas de brócoli, tanto en el día de cosecha como durante el almacenamiento. Análogamente, el momento de cosecha también influye en la expresión de los genes asociados con la biosíntesis y degradación de los glucosinolatos. En cuanto al tratamiento de las cabezas con reguladores hormonales, se detectó que la aplicación de etefón causa una mayor tasa de senescencia y, consecuentemente un mayor decaimiento del nivel de glucosinolatos, mientras que las aplicaciones de citoquininas sintéticas (BAP) o de 1-MCP permiten mantener, en general, contenidos más altos de glucosinolatos. En la expresión génica asociada a la biosíntesis de los glucosinolatos, se detectó una mayor expresión en las muestras tratadas con etileno y una menor expresión en las muestras tratadas con BAP, no mostrando correlación con el contenido de los respectivos glucosinolatos. El tratamiento con 1-MCP causó un efecto similar al BAP y contrario al etefón. El uso de tratamientos físicos poscosecha, ha sido muy extendido en los últimos años, debido a que son tecnologías simples, limpias y medioambientalmente amigables. El almacenamiento de las cabezas de brócoli bajo luz visible continua de baja intensidad puede retrasar la senescencia y el decaimiento del contenido de glucosinolatos hacia el final de este período. La mayoría de los genes involucrados en la biosíntesis y degradación de los glucosinolatos mostraron una menor expresión después de 3 días de almacenamiento, pero esta tendencia se revirtió después de cinco días. De manera contraria, la irradiación de las cabezas con UV-C, permite mantener la calidad organoléptica del brócoli, pero no contribuye a mantener el contenido de glucosinolatos durante el almacenamiento. En cuanto al tratamiento térmico, las muestras tratadas mostraron un mayor contenido de glucosinolatos tanto alifáticos como indólicos, que no se vio correlacionado con los genes de biosíntesis de los glucosinolatos, pero sí se observó un aumento de la expresión de los genes de degradación en las muestras tratadas. El envasado de las cabezas de brócoli en atmósferas modificadas durante el almacenamiento poscosecha además de retrasar la senescencia y el desverdizado, permitió mantener un mayor contenido de glucosinolatos después de cinco días de almacenamiento a 20 °C. Los valores de expresión de genes relacionados con la biosíntesis de glucosinolatos fueron más altos en los tratados respecto a los controles. En los distintos tipos de ensayos realizados se detectó un descenso importante en el contenido de glucosinolatos totales (particularmente en las muestras no tratadas) durante la senescencia poscosecha, y también un descenso de la expresión de los genes de biosíntesis y de degradación. Esta aparente falta de correlación nos llevó a realizar un estudio del metabolismo de glucosinolatos no solo en las inflorescencias sino también en los pedúnculos y el tallo principal durante el almacenamiento poscosecha. Se detectó una fuerte disminución en el contenido de glucosinolatos en las inflorescencias, pero se encontró un aumento de este contenido en los tallos. En conjunto, los análisis de expresión de genes que codifican biosíntesis, degradación y transporte sugieren que los glucosinolatos mayormente se transportarán desde las inflorescencias hasta los tallos durante la senescencia poscosecha.
Doctor en Ciencias Exactas, área Ciencias Biológicas
Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ciencias Exactas