¿Cómo maduran las frutillas?

Publicado : 26 de Febrero 2021

Nuevo estudio determinó el rol de una fitohormona capaz de acelerar los cambios que experimenta la pared celular de las frutillas y que llevan a su ablandamiento durante la maduración.

No hay nada más rico que comer una fruta cuando está madura. La madurez saca a relucir el mejor sabor, textura y olor, pero si la fruta se consume antes de que esté madura, la experiencia sensorial será completamente diferente.

La frutilla (Fragaria x ananassa ‘Camarosa’) experimenta diversos cambios durante el proceso de maduración, por ejemplo, su contenido de azúcar aumenta al mismo tiempo que la acidez disminuye, volviéndose más dulce; mientras que la degradación de la clorofila y la acumulación de flavonoides y otros pigmentos producen el cambio de color al característico rojo. Al mismo tiempo, los cambios en la textura, que determinan el ablandamiento del fruto, las vuelve más jugosas y suaves.

El ablandamiento, que implica la degradación de los componentes de la pared celular, es un aspecto importante para lograr la máxima calidad sensorial de las frutillas, pero al mismo tiempo, limita la vida post cosecha del fruto, por lo que su estudio es de gran importancia para la producción de un fruto más duradero y de gran calidad organoléptica.

Múltiples hormonas vegetales (fitohormonas) intervienen en el desarrollo y maduración de la frutilla, en particular el ácido abscísico (ABA) se ha individualizado como promotor de la maduración. Sin embargo, aún se desconoce la base fisicoquímica de los cambios que se producen en la pared celular durante la maduración de la frutilla y el efecto de fitohormona como el ABA en este proceso.

Para abordar este vacío, una nueva investigación comparó los cambios en las propiedades térmicas y fisiológicas (contenido de polisacáridos) de la pared celular en frutillas tratadas o no con ABA, utilizando una combinación de técnicas como análisis termogravimétrico (TGA), biología molecular, análisis bioquímico y de parámetros de calidad de la fruta.

Para el estudio se cosecharon frutillas en un huerto comercial en Pelluhue, Región del Maule, Chile en la etapa blanca de maduración, que corresponde a la última etapa previa al inicio natural de la pérdida de firmeza en la fruta (19-20 días después de la apertura floral (antesis). Posteriormente se dividieron al azar en tres grupos de 24 frutillas cada uno: (1) sin tratamiento (control); (2) tratamiento con ABA; y (3) tratamiento con el inhibidor de fitohormonas fluridona. En cada ensayo, las muestras se recolectaron después de 0 h, 24 h y 48 h de tratamiento para su análisis.

Los resultados del estudio no mostraron un descenso en la firmeza de la fruta a las 48 h postratamiento con ABA; sin embargo, en los análisis termogravimétrico (TG) y termogravimétrico diferencial (TGD) se observó una estabilidad térmica menor en las muestras de frutillas tratadas con ABA, evidenciando cambios en la pared celular. Esta técnica permite registrar la pérdida de peso de una muestra en la medida en que se incrementa la temperatura, el registro de estos cambios proporciona información sobre si la muestra se descompone o reacciona con otros componentes.

La pared celular rodea cada célula vegetal y regula el desarrollo y crecimiento en plantas y frutos, proporcionando la forma celular y soporte mecánico, además actúa como una primera barrera contra diferentes tipos de estrés biótico (insectos, microrganismos, etc.) y abiótico (sequía, alta temperatura, etc.). Está compuesta de una capa rígida de azúcares o carbohidratos llamados polisacáridos. Moléculas compuestas por largas cadenas de azúcares como la glucosa se unen para formar cadenas lineales o ramificadas que encierran la membrana plasmática de cada célula.

Los tres polisacáridos principales de la pared celular son la celulosa, compuesto por largas cadenas lineales de glucosa, la hemicelulosa compuesta de largas cadenas ramificadas de azúcares que comúnmente incluyen glucosa, xilosa, arabinosa, galactosa y manosa;  y pectina compuesta de largas cadenas ramificadas de azúcares que comúnmente incluyen ácido galacturónico, rhamnosa, galactosa y arabinosa. La lignina, también es un componente fundamental de la pared celular, pero es el único polímero carbonado que no está formado por monómeros de carbohidratos y por ello es más impermeable al agua.

Los resultados de los análisis de TG y TGD mostraron cambios en la estabilidad térmica debido a la degradación de los componentes de la pared celular de las frutillas tratadas con ABA (48 h post tratamiento), principalmente para los polímeros de hemicelulosa, provocando su descomposición en compuestos de bajo peso molecular (principalmente carbohidratos como xilosa y glucosa).

En contraste, las muestras secas derivadas del tratamiento de las frutillas con el inhibidor de la biosíntesis de ABA  fluridona mantuvieron la misma estabilidad térmica que las muestras de control. En las muestras de control, solo se observó degradación parcial debido a la acción de hormonas y factores de transcripción que normalmente están presentes en los frutos. El contenido de hemicelulosa no disminuyó, pero se observó un cambio en su composición posiblemente debido a la formación de cadenas más cortas.

Finalmente, la investigación demostró la existencia de una relación entre estabilidad térmica, los niveles de transcripción de genes relacionados con diversas vías metabolómicas, incluida la remodelación de la pared celular y la actividad de diversas enzimas hidrolíticas que producen la solubilización, degradación y despolimerización de polisacáridos, tras el tratamiento con la fitohormona  ABA, lo que proporciona la base para un modelo para comprender los cambios en los polímeros de la pared celular de la frutilla (Fragaria x ananassa ‘Camarosa’) mediados por la hormona ABA durante la maduración de la fruta.

Referencia:

Castro, RI, González-Feliu, A., Valenzuela-Riffo, F. et al. Cambios en los componentes de la pared celular producidos por el tratamiento con ácido abscísico exógeno en frutos de fresa. Celulosa (2021). https://doi.org/10.1007/s10570-020-03607-7

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