Investigadores de la Universidad Autónoma en Talca buscan entender cómo los pigmentos -antocianinas- afectan las características de las frutillas

Las antocianinas, pigmentos naturales ampliamente distribuidos en el reino vegetal, le dan a la frutilla su característico color rojo y les confiere un extraordinario poder antioxidante. Bajo ciertas condiciones ambientales su contenido puede variar y producir un desarrollo inadecuado de las frutillas, causando pérdidas económicas debido a la menor calidad de la fruta. El Dr. Luis Morales-Quintana del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad Autónoma de Chile en Talca, y su equipo están estudiando cómo funcionan estos pigmentos en la fruta para mejorar la producción nacional.

  
Dra. Vania Figueroa Ipinza
Por Dra. Vania Figueroa Ipinza
Coordinadora de vinculación de ciencias aplicadas

17 de octubre 2019

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La fresa (Fragaria x ananassa) o frutilla comercial, se originó en Francia hace aproximadamente 270 años a través de la hibridación entre dos especies silvestres introducidas, la Fragaria virginiana proveniente de las regiones orientales de América del Norte y la Fragaria chilensis de Chile, que arribó a Francia en las manos del teniente coronel Amédée François Frézier en 1714. Su cultivo masivo recién comenzó a principios del siglo XIX.

Hoy es una fruta popular consumida en todo el mundo, muy apetecida por su color rojo brillante, textura jugosa, dulzura y aroma distintivo. Solo en 2018, las ventas globales de exportación de frutillas frescas de todos los países totalizaron $2.600 millones de dólares, siendo España, Estados Unidos y México los países con mayores ganancias.

El valor total de los envíos de frutillas congeladas ascendió a $ 1.100 millones de dólares. Chile se ubicó en el séptimo lugar de ventas internacionales en 2018, representando un ingreso de $62.4 millones de dólares, el 5.6% de las ganancias mundiales, de ahí la relevancia de estudiar el proceso de maduración.

En Profundidad…
Frutas y verduras, base de una buena salud


Un bajo consumo de frutas y verduras está relacionado con la incidencia de varias enfermedades degenerativas. Las frutillas (Fragaria x ananassa, Duch.) constituyen una rica fuente de una amplia variedad de compuestos nutritivos como azúcares, vitaminas y minerales, así como compuestos bioactivos no nutritivos conocidos como polifenoles.

La clase principal de polifenoles de frutilla es la familia de los flavonoides, que consta de más de 8,000 moléculas generadas por el metabolismo secundario de los vegetales, en particular las antocianinas son los más cuantitativamente presentes en la frutilla, seguido por flavonoles y ácidos fenólicos.

Todos estos compuestos ejercen un efecto sinérgico y acumulativo en la promoción de la salud humana y en la prevención de enfermedades, en especial aquellas relacionadas con patologías impulsadas por el estrés oxidativo, como el cáncer, las enfermedades cardiovasculares, la diabetes tipo II, la obesidad, enfermedades neurodegenerativas, y la inflamación.

La ciencia del color

Los estudios del Dr. Luis Morales-Quintana y su equipo intentan comprender los procesos involucrados en la modificación de la pared celular durante el desarrollo del fruto, cambios que por un lado le permiten crecer, pero que también producen que la frutilla se ablande, lo que es extremadamente sensible para los productores. Si bien el proceso de maduración es necesario para el fruto, una frutilla que se ablande muy rápido se traduce también en pérdidas económicas. Lo cual se vería como un problema, pero es esa remodelación de la pared celular, la cual a ojos del Dr. Morales-Quintana y su equipo, la que permitiría que se liberen los compuestos que son necesarios para la posterior formación de color y compuestos relacionados con el aroma en el fruto.

“El aumento de la expresión de algunos genes característicos de la maduración de la frutilla, se relacionan con el incremento del ablandamiento, los que producirían un cambio de color y favorecerían la generación de los principales compuestos volátiles, responsables del aroma en frutilla. Este trabajo intenta desentrañar a nivel molecular los cambios que las personas perciben al consumir diferentes variedades de frutillas” señala el trabajo presentado en la XLII Reunión Anual de la Sociedad de Bioquímica y Biología Molecular de Chile, celebrada en octubre de 2019 en la ciudad de Iquique.

Específicamente su trabajo es sobre la acumulación de antocianinas, principal grupo de pigmentos hidrosolubles responsables de la gama de colores que abarcan desde el rojo hasta el azul en varias frutas, vegetales y cereales. Estos pigmentos también son los responsables del poder antioxidante del fruto, por lo que no solo tiene beneficios económicos para la producción, sino también para la salud humana.

LuisMoralesDr. Luis Morales-Quintana en la reunión anual de la Sociedad de Bioquímica y Biología Molecular de Chile

 

Más rojas = más propiedades antioxidantes

El equipo de investigadores(as) -Dr. Luis Morales-Quintana, Dra. Cristina Ubeda, Dra. Mariona Gil y el Dr. Ricardo Castro, junto a investigadores de la Universidad de Talca- compararon la acumulación de antocianinas, el contenido fenólico total y de flavonoides totales, junto con el perfil transcripcional de genes relacionados con diversos pigmentos en cuatro cultivatres de frutillas (Camarosa, Cristal, Monterey y Portola).

Encontraron una correlación entre el enrojecimiento de las frutillas y el aumento de las antocianinas totales en las variedades Monterey y Camarosa, es decir las frutillas más rojas tenían el nivel más alto de antocianinas. Por otro lado, en las cuatro variedades de frutillas analizadas, observaron que el aumento de genes específicos, se correlacionaron con el contenido total de flavonoides, estos genes desempeñan un papel vital en la biosíntesis de antocianinas en la frutilla, por lo que cualquier perturbación de los mismos puede conducir a variaciones en la calidad de la frutilla y su color.

Finalmente, el grupo de investigación pudo constatar que el color de la frutilla también se relaciona con otras propiedades fisiológicas importantes como la firmeza y el aroma. Los resultados de la investigación podrían ser útiles para diseñar nuevas estrategias con el fin de mejorar o modular la acumulación de flavonoides.

Nuevos desafíos

Recientemente el grupo del Dr. Morales-Quintana se ha adjudicado un proyecto para la formación de redes de colaboración entre centros de investigación el cual lleva por título “Strengthening of the network in agricultural biotechnology, focusing on the fruit ripening process”, de este modo los investigadores de su laboratorio y pertenecientes al Instituto de Ciencias Biomédicas podrán intercambiar sus conocimientos y estrechar lazos con Investigadores de la Universidad de Sao Paulo en Brasil y la Universidad Nacional de la Plata en Argentina. Este nuevo proyecto, se centrará en establecer las relaciones entre el cambio de color, la perdida de firmeza, la acumulación de compuestos volátiles, y cambios a nivel hormonal del fruto. Así, al afectar una característica, se modifican las otras. Esto desde una mirada molecular y biotecnologica.

Dra. Vania Figueroa Ipinza
Por Dra. Vania Figueroa Ipinza
Coordinadora de vinculación de ciencias aplicadas

17 de octubre 2019

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