Naranja sanguina: soluciones innovadoras para reducir los daños por frío

Las naranjas sanguinas (Citrus sinensis L. Osbeck) son una fuente rica en fitonutrientes y compuestos bioactivos como antocianinas, flavonoides, ácidos hidroxicinámicos y ácido ascórbico (Habibi et al., 2020c). Las naranjas sanguinas son muy susceptibles a los daños por frío (CI) y se deteriora su calidad apareciendo una serie de síntomas cuando se almacenan a temperaturas críticas. El CI ocurre en tejido del flavedo a baja temperatura durante el almacenamiento. Los síntomas de CI de las naranjas sanguinas son depresiones en de la piel, áreas necróticas y fractura de la piel, si bien están influenciados por los cultivares más susceptibles a diferentes rangos de temperatura (Figura 1).

Figura 1. Aspecto visual de los síntomas de daño por frío de cultivares de naranja sanguina después de 180 días de almacenamiento en frío a 2 °C y 90% de HR y 2 días a 20 ° C.

El almacenamiento de naranja sanguina a baja temperatura es la tecnología principal utilizada para reducir la tasa de respiración de la fruta, el desarrollo de pudrición, la pérdida de agua y otros procesos fisiológicos asociados (Habibi et al., 2020a). Las naranjas sanguinas exhiben algunas respuestas a nivel celular después de la exposición al estrés por frío. Las respuestas comunes incluyen cambios en la estructura celular, índice de saturación de ácidos grasos, peroxidación de lípidos, fuga de electrolitos (EL), contenido de prolina, peróxido de hidrógeno (H₂O₂), malondialdehído (MDA), actividad de enzimas antioxidantes y estructura de la epidermis, entre otras (Habibi et al. al., 2020b). El estrés por frío puede afectar los compuestos volátiles aromáticos de la naranja sanguina después de un almacenamiento prolongado y algunos compuestos (principalmente limoneno) reportados como un marcador biológico relacionado con la CI (Habibi et al., 2020d). Además, la composición de ácidos grasos en la piel de los cultivares de naranja sanguina tuvo una diferencia significativa (Figura 2) y se correlacionó con la tolerancia al frío (Habibi et al., 2021a). En los últimos años, la aplicación poscosecha de algunos inductores como la putrescina (Habibi y Ramezanian, 2017), ácido γ-aminobutírico (GABA), jasmonato de metilo (MeJA), salicilato de metilo (MeSA) (Habibi et al., 2019; Habibi et al., 2020c) y brasinoesteroides (Habibi et al., 2021b), mejoran la tolerancia al frío de las naranjas sanguinas durante el almacenamiento prolongado.

Figura 2. Diagrama de cajas de ácidos grasos saturados (SFA), ácidos grasos insaturados (UFA) y UFA / SFA de cultivares de naranja sanguina ('Moro', 'Tarocco', 'Sanguinello' y 'Sanguine') después de 180 días de almacenamiento en frío a 2 y 5 °C y 90% de HR, y 2 días a 20 °C.

En la fase de postcosecha, la naranja sanguina se puede almacenar a bajas temperaturas durante períodos más o menos prolongados. A pesar de que las naranjas se consideran frutas no climatéricas, las bajas temperaturas pueden dar lugar a un aumento de la respiración debido a posibles CI, así como a cambios bioquímicos en la fruta. Además, los frutos presentan problemas durante el almacenamiento debido a su alta susceptibilidad a los CI cuando se almacenan por debajo de los 5 °C. Para prevenir este problema, se recomienda almacenar la naranja sanguina a bajas temperaturas para prolongar la vida poscosecha. Por lo tanto, se requieren técnicas novedosas para aliviar el CI y aumentar la vida útil de la fruta durante el almacenamiento en frío.

El estudio del CI así como su control pueden proporcionar conocimientos útiles para el manejo poscosecha de los cultivares de naranja sanguina, para prolongar la vida poscosecha y mantener la más alta calidad de la fruta durante el almacenamiento en frío prolongado. Por lo tanto, este artículo se centra en la evaluación del efecto de los tratamientos poscosecha con compuestos naturales sobre la reducción del CI tras un periodo prolongado de almacenamiento en frío.

Figura 3. Índice de CI del fruto de naranja sanguina 'Moro' tratado con GABA, MeJA y MeSA durante el almacenamiento en frío a 3 °C y 90% RH y posterior almacenamiento 2 días a 20 °C.

Los compuestos con inductores naturales pueden inducir una serie de cambios fisiológicos en la fruta tratada, así como alteración de los mecanismos involucrados que afectan el metabolismo y aumentan la síntesis de compuestos fitoquímicos. Algunos de estos compuestos que actúan como inductores como el ácido γ-aminobutírico (GABA), el jasmonato de metilo (MeJA), el salicilato de metilo (MeSA) y los brasinoesteroides (BR).

El GABA, un aminoácido no proteico de cuatro carbonos con un grupo amino en el carbono γ, se distribuye ampliamente en bacterias, plantas y animales. El GABA tiene un papel como aliviador del estrés por frío en los cultivos hortícolas y, por tanto, tiene la capacidad de mejorar la resistencia al enfriamiento en frutas durante el almacenamiento (Habibi et al., 2019).

El ácido salicílico (SA) es un compuesto fenólico que se considera una nueva clase de reguladores del crecimiento de las plantas y juega un papel importante en el desarrollo de las plantas. El MeSA es un compuesto volátil sintetizado a partir de SA, y su aplicación protege a las plantas contra agentes patógenos, sintetiza metabolitos y enzimas antioxidantes en diferentes especies vegetales. El tratamiento poscosecha con MeSA puede mejorar el sistema antioxidante y aumentar la síntesis de proteínas de choque térmico (HSP), y posteriormente reduce el CI durante el almacenamiento en frío. El compuesto volátil de MeJA se deriva del ácido jasmónico (JA) y puede aumentar la vida poscosecha de las frutas durante el almacenamiento en frío (Habibi et al., 2020c).

Los BR son una nueva clase de hormonas vegetales naturales omnipresentes en las plantas. Los BR son las hormonas de las plantas que son más similares a las hormonas esteroides animales. Se ha sugerido que los BR tienen funciones de control en la mejora de la resistencia al estrés poscosecha (Habibi et al., 2021b).

El tratamiento poscosecha con GABA, MeJA y MeSA redujeron el IC en la naranja sanguina ‘Moro’ a 3 °C durante 150 días (Figura 3). Estas reducciones fueron del 30, 37, 48, 46, 44 y 55%, al final del almacenamiento en los fritos tratados con GABA 20 y 40 mM, MeJA 50 y 100 µM, MeSA 50 y 100 µM, respectivamente.

En general, la dosis de 100 µM de MeSA fue la más eficaz en la reducción del CI y la reducción de la senescencia comparados con otros tratamientos (Figura 4). Basado en micrografías de microscopía electrónica de barrido (SEM), los tratamientos no solo tuvieron un efecto positivo en el mantenimiento de la integridad de la membrana celular y la estructura epidérmica.

Las micrografías SEM también mostraron que la fruta de control tenía fracturas graves y crestas cuticulares en la superficie de la piel de la fruta. La fruta tratada con 100 µM de MeSA conservó una superficie de cáscara intacta, sin apariencia de área de fractura (Figura 5). Los tratamientos aliviaron el CI mediante algunos mecanismos involucrados, como el aumento de las actividades enzimáticas antioxidantes de la catalasa, la ascorbato peroxidasa y la superóxido dismutasa (CAT, APX y SOD), una mayor actividad de la fenilalanina amoniaco liasa (PAL), la mejora del contenido de prolina y la supresión de la peroxidasa (POD). ) y actividades de polifenol oxidasa (PPO) que impidieron la acumulación de H2O2, la peroxidación de lípidos y, posteriormente, aumentaron el mantenimiento de la integridad de la membrana como se informó anteriormente (Habibi et al., 2019).

Las naranjas sanguinas de la variedad ‘Sanguinello’ tratadas con 24-epibrasinolida (Br) mostró que la fruta tratada tuvo el menor porcentaje de fuga de electrolitos y síntomas visuales de deshidratación de la cáscara y pardeamiento. La aplicación de Br a 10 µM aumentó la capacidad de almacenamiento de las naranjas sanguinas y redujo el IC a 5 °C durante 42 días (Habibi et al., 2021b).

Figura 5. Micrografías SEM (500 aumentos) de la superficie de la pielde la naranja sanguina “Moro” después de 150 días de almacenamiento en frío a 3 °C y 90% de humedad relativa y posterior almacenamiento de 2 días a 20 °C; (A) Control y (B),100 µM MeSA.

Conclusiones

En conclusión, el tratamiento poscosecha con inductores puede considerarse un enfoque prometedor para aliviar el CI y mejorar la capacidad de almacenamiento de las naranjas sanguinas durante el almacenamiento en frío. Podría ser útil proporcionar la presencia de un producto de tan alto valor para consumo fresco o procesamiento de jugo mucho después de la temporada de cosecha.

Referencias

Habibi, F., García-Pastor, M. E., Guillén, F., Serrano, M., & Valero, D. (2021a). Fatty acid composition in relation to chilling susceptibility of blood orange cultivars at different storage temperatures. Plant Physiology and Biochemistry. 166: 770-780.

Habibi, F., & Ramezanian, A. (2017). Vacuum infiltration of putrescine enhances bioactive compounds and maintains quality of blood orange during cold storage. Food Chemistry, 227, 1-8.

Habibi, F., Ramezanian, A., Guillén, F., Castillo, S., Serrano, M., & Valero, D. (2020a). Changes in bioactive compounds, antioxidant activity, and nutritional quality of blood orange cultivars at different storage temperatures. Antioxidants, 9(10), 1016.

Habibi, F., Ramezanian, A., Guillén, F., Martínez-Romero, D., Serrano, M., & Valero, D. (2020b). Susceptibility of blood orange cultivars to chilling injury based on antioxidant system and physiological and biochemical responses at different storage temperatures. Foods, 9(11), 1609.

Habibi, F., Ramezanian, A., Guillén, F., Serrano, M., & Valero, D. (2020c). Blood oranges maintain bioactive compounds and nutritional quality by postharvest treatments with γ-aminobutyric acid, methyl jasmonate or methyl salicylate during cold storage. Food Chemistry, 306, 125634.

Habibi, F., Ramezanian, A., Guillén, F., Serrano, M., & Valero, D. (2020d). Effect of various postharvest treatment on aroma volatile compounds of blood orange fruit exposed to chilling temperature after long-term storage. Food and Bioprocess Technology, 13(12), 2054-2064.

Habibi, F., Ramezanian, A., Rahemi, M., Eshghi, S., Guillén, F., Serrano, M., & Valero, D. (2019). Postharvest treatments with γ-aminobutyric acid, methyl jasmonate, or methyl salicylate enhance chilling tolerance of blood orange fruit at prolonged cold storage. Journal of the Science of Food and Agriculture, 99(14), 6408-6417.

Habibi, F., Serrano, M., Zacarías, L., Valero, D., & Guillén, F. (2021b). Postharvest Application of 24-epibrassinolide reduces chilling injury symptoms and enhances bioactive compounds content and antioxidant activity of blood orange fruit. Frontiers in Plant Science, 12, 145.