Autor/es

Grupo de Trabajo

Fecha

Lucangeli, C.
Murray, R.

Poscosecha y Alimentos

Mar-2000

 

Daño por frío en la conservación refrigerada de frutas y hortalizas
¿PODREMOS BENEFICIARNOS CON EL ESTRÉS?

 

Cuando pensamos en estrés, inmediatamente asociamos la idea a un concepto principalmente sicológico, desde un punto de vista humano. Sin embargo, los animales y también los vegetales pueden sufrir estrés. Cuando hablamos de estrés en los vegetales nos estamos refiriendo a situaciones de tensión producidas por el medio ambiente sobre la biología de las plantas. Estas tensiones si son muy severas pueden conducir al decaimiento y a la muerte, sin embargo si las condiciones revierten antes de un final fatal las plantas pueden reanudar su vida y desarrollarse normalmente. Desde hace mucho tiempo se conoce que el cambio paulatino hacia condiciones menos favorables, es decir, la aplicación gradual del estrés permite el gatillado del sistema de defensa de órganos o plantas enteras. Más recientemente se ha observado que plantas sometidas a condiciones controladas de un determinado estrés se vuelven más resistentes a otros tipos de estrés. El daño por frío es un conjunto de síntomas provocados por estrés por bajas temperaturas que afecta la calidad de frutas y hortalizas almacenadas o transportadas con refrigeración. Investigadores de las Estaciones Experimentales Agropecuarias San Pedro y Concordia y del Instituto de Tecnología de Alimentos de Castelar, del INTA, en conjunto con pares de la Universidad de Río Cuarto, se encuentran trabajando para estudiar los mecanismos que regulan esa resistencia cruzada al estrés y como aplicarla para superar los problemas en poscosecha.

Es difícil pensar en estrés y no asociarlo a situaciones angustiantes de la vida laboral o personal de cada uno. Aunque con una idea central común que esta asociada al término tensión, el estrés en los vegetales se relaciona a los disturbios que producen en el metabolismo desviaciones ambientales de las condiciones que son propicias para el crecimiento y desarrollo de una especie o incluso de un cultivar determinado. Situaciones tales como sequía, salinidad, inundación, exceso o carencia de iluminación, altas o bajas temperaturas, son todos términos relativos que están haciendo referencia al alejamiento de las condiciones que son propicias para el desempeño normal de un vegetal. Si pensamos en sequía, la idea no es la misma para un cacto que para un irupé, así podemos encontrar ejemplos para cada una de las situaciones de estrés mencionadas.
La diferente adaptación entre especies a distintos ambientes está fundamentalmente relacionada con las diferencias genéticas entre unas y otras. Sin embargo podemos ver que plantas del mismo cultivar tienen cierta capacidad de adaptación a condiciones distintas de suelo, temperatura, etc. Así las plantas que crecen en el interior de tubos de cultivo in vitro, por ejemplo, requieren de un paulatino acostumbramiento para poder comenzar una vida independiente al aire libre. Los horticultores y fruticultores son familiares con la idea de que antes de hacer un transplante es conveniente tener a los plantines en condiciones subóptimas de irrigación. Muchas de estas necesidades de rusticación estan asociadas con la necesidad de producir un desenlace o gatillado del sistema de defensa de los vegetales.
En 1991, científicos israelíes trabajando con manzanas y tomates observaron que aplicando altas temperaturas a las frutas por cortos períodos se lograba posteriormente la reducción de trastornos relacionados a estrés por frío cuando esos productos eran conservados con refrigeración. Ellos también observaron que en las frutas tratadas con las altas temperaturas se activaba la síntesis de un grupo de proteínas de bajo peso molecular: las proteínas del golpe térmico (PGT o HSP por "heat shock proteins" en inglés). Más recientemente ha sido observado que en los frutos tratados con altas temperaturas las PGTs se acumulan durante el tiempo que dura el tratamiento y persisten durante el posterior almacenamiento frigorífico.

El daño por frío

El control de la temperatura, a través de la refrigeración, es una de las herramientas principales para reducir el deterioro de poscosecha de frutas y hortalizas, asegurando el mantenimiento de la calidad y el valor nutritivo. Las bajas temperaturas disminuyen la actividad metabólica de los productos y de los microorganismos, reducen la respiración disminuyendo las reservas que son consumidas por este proceso, retardan la maduración y disminuyen la pérdida de agua del producto hacia el ambiente por reducir la transpiración.

Sin embargo, uno de los principales problemas para las frutas y las hortalizas refrigeradas es la aparición de desórdenes fisiológicos, conocidos bajo el nombre genérico de daño por frío. El daño por frío ocurre siempre a temperaturas por arriba del punto de congelamiento, por lo que es diferente al llamado daño por congelamiento. Aunque en distinto grado y con diferente sintomatología tanto frutas como hortalizas de origen tropical, subtropical y templado son susceptibles a este problema. La susceptibilidad depende del cultivar, de la temperatura y del tiempo de exposición a las bajas temperaturas, del grado de madurez, de las características climáticas de la zona de cultivo y en especial a las temperaturas previas a la cosecha.

La sintomatología del daño por frío es diferente en las distintas especies que lo padecen y representan una manifestación de los cambios físicos, bioquímicos y fisiológicos producidos por la exposición a las bajas temperaturas. La intensidad de la sintomatología también depende del tiempo de exposición a temperaturas por debajo de un límite crítico. En frutas y hortalizas, los síntomas visibles característicos del daño por frío incluyen: la formación de depresiones del tejido por debajo de la piel (síntoma conocido como "pitting" del inglés "con hoyos") frecuente en cítricos y pepinos; incapacidad para desarrollar una coloración uniforme observable en tomates; incremento de la respiración; aumento de la susceptibilidad a podredumbres comunes en tomates; amarronamiento y harinosidad de la pulpa y pérdida de jugo como es común en frutas de carozo.

Constituye este desorden una de las principales limitantes a la vida comercial de frutas y hortalizas, por lo que su atenuación constituirá un impacto económico importante, permitiendo mayor disponibilidad de alimentos, menor estacionalidad de la oferta y precios más uniformes a lo largo del año, apertura de nuevos mercados internacionales y disminución de los costos de transporte, al reemplazar el transporte aéreo por marítimo en mercados ya abiertos. Si se tiene presente que el comercio frutihortícola en nuestro país es un negocio de unos $ 5.000 millones por año y que es fuente de trabajo para unas 400.000 personas y que el uso de la refrigeración es indispensable para el almacenamiento y distribución de frutas y hortalizas, podrá cuantificarse la importancia estratégica del conocimiento de la fisiología de este desorden como del desarrollo de técnicas que permitan paliarlo.

El rol de los jasmonatos

Que los vegetales poseen hormonas es conocido por muchos productores. Muchas compuestos de acción hormonal o reguladores vegetales son utilizados en la práctica agrícola cotidiana: herbicidas, sustancias promotoras del enraizamiento, gases para la maduración de frutas, entre muchísimos otros. Sin embargo, hay un grupo nuevo de hormonas, los jasmonatos, que modulan y regulan numerosos procesos fisiológicos. En muchos casos tienen una acción similar a la del ácido abcísico conocido también como "la hormona del estrés". Tanto el ácido jasmónico como su derivado, el metil jasmonato, han sido extraídos de numerosos tejidos vegetales y cuando se aplican a plantas producen efectos semejantes. Sin embargo, el metil jasmonato es mucho más volátil que el ácido jasmónico y de esta forma puede ser aplicado en forma gaseosa.
Recientemente ha sido sugerido que los jasmonatos juegan un rol integral a nivel celular, como intermediarios entre una señal ambiental y el mecanísmo de defensa que las plantas han desarrollado contra patógenos y estrés en general. Sobre esta hipótesis de trabajo, sería de esperar que la aplicación exógena de jasmonatos será capaz de inducir el aumento de la resistencia a desordenes fisiológicos como el daño por frío.

Un esfuerzo conjunto

Para probar las hipótesis de que: las proteínas de estrés (PGT) diminuyen la severidad del daño por frío y retardan el deterioro de la calidad; los jasmonatos actúan como mediadores en la síntesis de proteínas específicas en respuesta a varios tipos de estrés; y que la aplicación exógena de jasmonatos puede inducir la expresión de las proteínas de estrés, se formuló un proyecto multidiciplinario e interinstitucional.
Con la coordinación del grupo de trabajo en Poscosecha y Alimentos de la EEA San Pedro (sede del proyecto), y la participación de investigadores de la EEA Concordia y del Instituto de Tecnología de Alimentos (ITA-Castelar) y fisiólogos vegetales de la Universidad Nacional de Río Cuarto, se conformó el equipo para abordar las distintas líneas de trabajo. Cabe destacar que dentro del proyecto se realizarán, además, tesis doctorales dirigidas por profesores de las Universidades de Buenos Aires y La Plata.
La complejidad de la temática requiere del concurso de capacidades humanas y de infraestructura y equipamiento que serán aportadas por las distintas unidades intervinientes. Además, la distribución territorial de las mismas permitirá el estudio de la problemática del daño por frío en distintas regiones productoras. Así, mientras San Pedro se abocará principalmente a los duraznos y a los tomates, Concordia centrará su foco en la fruta cítrica. El instituto de Castelar aportará su experiencia en evaluaciones sensoriales y junto con el CIDCA de La Plata y el Departamento de Industrias de la UBA sus conocimientos y equipos para la determinación de proteínas y actividad enzimática; Los investigadores de Río Cuarto, expertos en hormonas vegetales, aportarán sus capacidades en todo lo relacionado a jasmonatos.

Primeros resultados

La ejecución del proyecto que se denomina "Estrés como protector de la calidad organoléptica de frutas y hortalizas susceptibles a daño por frío" se inició en la segunda mitad de 1999. Hasta el momento, se ha trabajado aplicando diferentes estrés (calor y ausencia de aire) a frutos de duraznos por diferentes períodos e intensidades de temperaturas. Los resultados que se pueden observar el la Figura 1, son de un experimento en el que se aplicó calor (38°C por 24 h) y luego se lo combinó con el uso de atmósferas controladas. Puede observarse que el uso de la atmósfera controlada fue suficiente para disminuir los síntomas visuales de harinosidad, sin embargo, el porcentaje de jugo (Figura 2) fue significativamente mayor cuando se aplicó el pretratamiento de calor (estrés).
Los experimentos que se están realizando durante la presente temporada tienen como objetivos específicos determinar la combinación de tratamientos térmicos y tiempos de exposición, que sean efectivos para aumentar las proteínas de estrés y que al mismo tiempo sean lo suficientemente suaves como para no producir síntomas que afecten la calidad de los productos (Figura 3). Paralelamente, se están realizando estudios para determinar el efecto de los tratamientos como protectores de la calidad organoléptica. En lo que resta del primer año, se trabajará en extender las experiencias con frutos de tomates y cítricos.

Resultados esperados y perspectivas del proyecto

Al final de los tres años de duración de este proyecto, subsidiado por la Agencia de Promoción Científica y Tecnológica dependiente de la Secretaría de Ciencia y Técnica de la Nación, se habrán generado conocimientos aplicados sobre la fisiología del estrés y el rol de los jasmonatos y se espera contar con tecnologías optimizadas para proteger la calidad organoléptica de frutas y hortalizas de importancia económica ( tomate, durazno, mandarina y pomelo). Además, se espera que el conocimiento que surja sobre el sistema de defensa de los vegetales sea de utilidad para el desarrollo de estrategias de bajo impacto ambiental que permitan la lucha contra adversidades biológicas y climáticas de productos frutihortícolas.

Se busca la combinación de tratamientos térmicos y tiempos de exposición, que sean efectivos para aumentar las proteínas de estrés y que al mismo tiempo sean lo suficientemente suaves como para no producir síntomas que afecten la calidad de los productos

 I.N.T.A. – San Pedro - Argentina