COLEGIO MEXICANO DE INGENIEROS BIOQUÍMICOS, A. C.

Transcripción

1 Accción del 1-metilciclopropeno sobre el perfil romático del fruto de jc (Artocrpus heterophyllus lm). Núñez-Pstrn Roslí, Clderón-Sntoyo Montserrt, Rgzzo-Sánchez J. Arturo*, Av. Tecnológico 2595 Col. Lgos del Country, Tepic, Nyrit. C.P , Plbrs clve: jc, SPME,1-MCP. Resumen. Nyrit es el principl estdo de l Repúblic Mexicn productor de jc, fruto exótico con mplis posibiliddes de ser comercilizdo nivel ncionl e interncionl, por lo cul es necesrio incrementr su vid útil sometiéndolo un trtmiento que le permit conservr sus crcterístics romátics con l mejor clidd posible. El 1- metilciclopropeno (1-MCP) es un compuesto que ctú nivel de los receptores del etileno, impidiendo que este relice sus funciones en l mdurción del fruto y por consecuenci, en l biosíntesis de compuestos volátiles del roms. El fruto de jc en estdo de mdurez fisiológic se sometió tres concentrciones de 1-MCP 500 ppb durnte 12 y 24 h, y 100 y 300 ppb durnte 12 h, 20 ± 1ºC, posteriormente medinte l técnic de microextrcción en fse sólid (SPME) se extrjeron los compuestos volátiles (CV) y se nlizron medinte cromtogrfí de gses. Los resultdos muestrn que el 1-MCP retrdó l producción de CV de dís en los frutos trtdos con 100 y 300 ppb; y de dís en los frutos trtdos con 500 ppb. Los frutos trtdos con y 500 ppb no presentron diferenci significtiv (P<0.05) respecto su control en l concentrción finl totl de CV, diferenci de los frutos trtdos con 100 y 300 ppb, que presentron diferenci significtiv (P<0.05) respecto l fruto control. Introducción. Actulmente Nyrit es de los pocos estdos de l Repúblic Mexicn que produce jc, fruto considerdo como exótico, que ctulmente se export, pr mplir ls fronters de l comercilizción de este fruto es necesrio incrementr su vid útil. Es necesrio determinr qué trtmiento podrí ser el decudo pr este fin y que

2 fctores se deben controlr pr llevrlo cbo, de tl mner que el fruto pued conservr sus crcterístics romátics, ls cules formn prte del sbor, con l mejor clidd posible. El 1-MCP compite con el etileno pr unirse los sitios receptores de este último, impidiendo que este lleve cbo sus funciones en l mdurción del fruto (mnzn, per, gucte, ppy), como son l producción de compuestos del rom, disminución de l firmez, entre otros; se sbe que el desrrollo de los roms se ve reducido en lgunos frutos trtdos con 1-MCP, como en el cso de l mnzn, mientrs que en otros frutos como l per est crcterístic no se ve fectd (Blnkenship y Dole, 2003). L informción del efecto del 1-MCP sobre l frcción libre romátic del fruto de jc es desconocid, por lo que es importnte determinr el efecto de este compuesto en el desrrollo del perfil romático de este fruto. El objetivo generl de este trbjo es determinr el efecto del 1-MCP sobre l frcción libre romátic del fruto de jc durnte su mdurez poscosech, trtdo con 0, 100 y 300 ppb de 1-MCP durnte 12 h y del fruto trtdo con 0 y 500 ppb de 1-MCP durnte 12 y 24 h, medinte l técnic de SPME-cromtogrfí de gses. Antecedentes. L jc (Artocrpus heterophyllus L.) pertenece l fmili Morcee, se sume que es originri de l Indi u Ocení y se encuentr como árbol cultivdo en vrios píses tropicles. El árbol mide 20 m o más, l frut puede comerse crud, sld en encurtidos, cocind o endulzd (Mi y col., 2004). L jc se crcteriz por los compuestos volátiles que contribuyen su sbor (Chowdhury y col., 1997). L clidd óptim de un frut depende de un número de fctores, el sbor típico de l myorí de ls fruts no está presente durnte l formción temprn pero se desrroll después del proceso de mdurción. Durnte este periodo se llev cbo el metbolismo secundrio y los compuestos volátiles se formn prtir de ls moléculs constituyentes de l plnt trvés de vris vís bioquímics (Gómez y Ledbetter,

3 1997). Un rom nturl consiste de vrios cientos de compuestos volátiles. Hy más de 650 en el rom del cfé, 170 en mrcuyá y 150 en mngo. El compuesto que le brind un limento su rom distintivo se conoce como chrcter impct compound. Algunos ejemplos de este compuesto son: el isopentil cetto en el plátno, el benzldehído en l lmendr, l vnillin en l vinill y el eugenol en el clvo (Tomás- Brberán y Robins, 1997). En el cso del tomte se identificron 7 compuestos principles que le brindn su rom crcterístico: hexnl, hexenl, hexenol, 3-metilbutnl, 3-metilbutnol, metilnitrobutno e isobutiltizol. Estos compuestos volátiles se formn por diferentes vís; el 3-metilbutnl y 3-metilbutnol se formn por l desminción y descrboxilción de minoácidos; mientrs que el hexnl, hexenl y hexenol se formn por l oxidción de lípidos de ácidos grsos insturdos en l mcerción de l frut. El hexnl y el hexenl se originn trvés de l ctividd de lipoxigenss, en ls plts los intermedirios en est rección son hidroxiperóxidos de ácidos grsos insturdos, quienes producen ldehídos de 6 crbonos por l cción de hidroperoxidoliss. Existen dtos que indicn que el etileno regul los genes que codificn pr ls diferentes lipoxigens en el tomte de mner diferencil (Alexnder y Grierson, 2002). Técnics de extrcción y nálisis de roms. L preprción de muestrs y l extrcción de componentes volátiles son psos críticos en culquier nálisis de roms. L composición de l muestr resultnte puede estr influencid por ls técnics y condiciones utilizds pr l extrcción como l selectividd de l mtriz pr extrer, el tiempo y el costo socidos con l preprción de l muestr. Entre los métodos que hn sido comúnmente utilizdos pr el nálisis de compuestos volátiles son l extrcción líquido-líquido, nálisis de espcio de cbez estáticos y dinámicos, y l destilción-extrcción (Tkeok y col., 2001). Ls técnics

4 que utilizn poco o nd de disolvente hn ido en umento durnte los último ños, l microextrcción en fse sólid (SPME) es un técnic de extrcción que no utiliz disolventes y es rápid (Pwliszyn, 1997). Es un técnic rápid, sensible y selectiv. Se utilizn fibrs de sílic fundid cubierts con un dsorbente polimérico que seleccion específicmente los nlitos desedos (Tkeok y col., 2001). El etileno y el 1-metilciclopropeno. El etileno es un hormon gseos que jueg un ppel importnte en muchos spectos relciondos con en el crecimiento y desrrollo de ls plnts, tles como l germinción de ls semills, formción de ríces, senescenci, bscisión y mdurción de los frutos entre otros (Tkhshi y col., A tempertur y presión estándres el 1-MCP es un gs con fórmul C 4 H 6, no es tóxico y es inodoro (Abdi y col., 1998). Se h reportdo que retrd o reduce los efectos inducido por el etileno en un grn vriedd de plnts (Hrris y col., 2000). L finidd del 1-MCP por el receptor del etileno es proximdmente 10 veces myor que l de este último, demás el 1-MCP es ctivo concentrciones menores. Los efectos del 1-MCP incluyen l inhibición de l mdurción en tomtes, retrdr l senescenci en fres y brócoli; e inhibir l pérdid del color verde en nrnjs. Tmbién inhibe l mdurción del plátno y l ciruel (Jing y col., 1999). Metodologí. Se utlizron 58 frutos de jc (Artocrpus heterophyllus) en estdo de mdurez fisiológic, cosechdos en Ixtpn de l Concepción, Municipio de Compostel, estdo de Nyrit. Se colocron en cámrs hermétics, utilizndo un concentrción de 0 y 500 ppb de 1-MCP, durnte 12 y 24 hors. Todos los frutos permnecieron 20 ± 1ºC, durnte su trtmiento y después del mismo. Posteriormente otro lote de frutos fue trtdo con 0, 100 y 300 ppb de 1-MCP durnte 12 h 20 ± 1ºC, se lmcenron l

5 mism tempertur. Se nlizron los compuestos volátiles conforme los frutos presentbn indicios de mdurez de consumo (blndmiento, umento en l respirción y pico de etileno, percepción de roms). Se nlizó el perfil romático de un fruto en estdo de mdurez fisiológic y de un fruto en estdo de mdurez de consumo como referenci. Todos los frutos se nlizron medinte l técnic SPMEcromtogrfí de gses, utilizndo un puré de jc (50 g de frut + 50 ml de gu destild + 20 g de NCl). Se colocron 5 g de puré en un vil (10 ml) y se selló herméticmente, se incubó el vil 40ºC durnte 30 min (primer equilibrio termodinámico), posteriormente se expuso l fibr del SPME en el espcio de cbez dentro del vil durnte 30 min (segundo equilibrio). Finlmente se expuso l fibr durnte 4 min en el inyector del cromtógrfo de gses. Condiciones de operción del cromtógrfo de gses pr l cuntificción de los compuestos romáticos del fruto de jc. Pr este nálisis se utilizó un cromtógrfo de gses Vrin CP-3800 column cpilr de sílic fundid WCOT, longitud de 15 m y 0.25 mm diámetro interno, column cubiert con CP-SIL 5CB, detector de ionizción de flm (FID) y nitrógeno como gs crredor. Tempertur del inyector de 250ºC y del detector de 270ºC. Tempertur inicil en l column de 40ºC durnte 3 min, umentó hst 60ºC (2ºC/min), posteriormente se incrementó l tempertur (2ºC/min) 129ºC y finlmente se incrementó l tempertur (3ºC/min) hst 250ºC. Tiempo totl de l corrid fue de min. Resultdos. El desrrollo de los compuestos volátiles (CV) en el fruto de jc trtdo con 100, 300 ppb de 1-MCP se retrdó de dís y en el cso de los frutos trtdos con 500 ppb de dís. En l figur 1 se muestrn ls áres totles obtenids por cromtogrfí de gses, ls cules representn los CV del fruto de jc sin trtmiento

6 y trtdo con 500 ppb durnte 12 y 24 h. Se puede observr que en el dí 5, los CV de los frutos trtdos presentn un concentrción menor respecto los frutos control, los cules presentron un concentrción significtivmente (P<0.05) igul l fruto en estdo de mdurez de consumo, lo que indic que mientrs los frutos control y hbín desrrolldo prácticmente por completo su perfil romático, los frutos trtdos presentbn un perfil romático estdísticmente igul l del fruto en estdo de mdurez fisiológic, demostrndo que el 1-MCP efectivmente retrd el desrrollo de los CV. Los frutos control (12 h) y control (24 h) se nlizron los dís 7 y 9, respectivmente, y que en estos dís estos frutos lcnzron su mdurez de consumo. En el dí 25 l concentrción de CV de los frutos trtdos es myor respecto l encontrd el dí 5, lo que muestr que si hubo desrrollo de CV pero, como se esperb, este fue más lento respecto los frutos sin trtmiento. L concentrción de CV de los frutos trtdos nlizdos en dí 25 no present diferenci significtiv (P<0.05) respecto l concentrción del fruto en estdo de mdurez de consumo (figur 1). 2,20E+07 2,00E+07 1,80E+07 1,60E+07 1,40E+07 Áre 1,20E+07 1,00E+07 8,00E+06 6,00E+06 b 4,00E+06 2,00E+06 0,00E+00 c c Dí Figur 1. Perfil romático del fruto de jc trtdo con 0 y 500 ppb de 1-MCP durnte 12 y 24 h 20 ± 1ºC. Prueb LSD, letrs diferentes presentn diferenci estdísticmente significtiv (95% de confinz). Mdurez fisiológic, Mdurez de consumo, control 12 h, control 24 h, trtmiento 500 ppb (12 h), trtmiento 500 ppb (24 h).

7 En trtmiento con 100 y 300 ppb de 1-MCP durnte 12 h 20 ± 1ºC el desrrollo de los CV del fruto de jc tmbién se ve retrddo respecto l fruto control, como se muestr en l figur 2. En el dí 8 se observó que los frutos trtdos presentron diferenci significtiv (P<0.05) respecto l fruto en estdo de mdurez de consumo, est diferenci no existió respecto l fruto en estdo de mdurez fisiológic, indicndo que el 1-MCP retrdó l formción de CA. En el dí 21 se observó que los frutos trtdos presentron diferenci (P<0.05) significtiv respecto los frutos en estdo de mdurez fisiológic y de consumo; mientrs que los frutos trtdos con 500 ppb de 1- MCP en el dí 25 no presentron diferenci significtiv (P<0.05) respecto l fruto en estdo de mdurez de consumo (figur 1), lo que sugiere que los 4 dís de diferenci en el nálisis de los frutos fue determinnte en el desrrollo de roms o que l concentrción de 500 ppb de 1-MCP fvoreció l formción de otros CV. L perspectiv hor es relizr un nálisis pr cd compuesto, pr determinr cuáles son los CV encontrdos en los frutos con y sin trtmiento, de est mner poder determinr el efecto rel del 1-MCP en l formción de CV en el fruto de jc. 2,00E+07 1,75E+07 1,50E+07 1,25E+07 c d c d Áre 1,00E+07 7,50E+06 d 5,00E+06 2,50E+06 b b b 0,00E Dí Figur 4. Perfil romático del fruto de jc trtdo con 0, 100 y 300 ppb de 1-MCP durnte 12 h 20 ± 1ºC. Prueb LSD, letrs diferentes presentn diferenci estdísticmente significtiv (95% de confinz). Mdurez fisiológic, mdurez de consumo, control, 100 ppb, 300 ppb.

8 Resultdos similres hn sido reportdos l trtr frutos de mnzn y lbricoque con 1-MCP, en el cso de l mnzn se redujo l producción de compuestos romáticos, en contrprte en el cso del lbricoque, se detectó un retrso en el desrrollo de estos compuestos no observándose un disminución en su concentrción (Blnkenship y Dole, 2003). Conclusiones. El tiempo de trtmiento no representó diferenci en los efectos cusdos por el 1-MCP en l formción de roms en l jc. El desrrollo del perfil romático del fruto de jc se retrs cundo el fruto es trtdo con 100, 300 y 500 ppb de 1-MCP. L concentrción que result más decud, desde el punto de vist de l concentrción globl de roms, pr lrgr l vid de nquel de l jc es l de 500 ppb. Bibliogrfí. Abdi, N., McGlsson, B., Holford, P., nd Willims, M Responses of climteric nd suppressedclimteric plums to tretment with propylene nd 1-methylcyclopropene. Posthrvest Biology nd Technology. 14: Alexnder, L., y Grierson, D Ethylene biosíntesis nd ction in tomto: model for climteric fruit ripening. Journl of Experimentl Botny, 377: Blnkenship, S. M., nd Dole, J. M Methylcyclopropene: review. Posthrvest Biology nd Technology 28: Chowdhury, F. A., Rmn, M. A., nd Min, A. J Distribution of free sugrs nd ftty cids in jckfruit (Artocrpus heterophyllus). Food Chemistry. 60, 1: Gómez, E. nd Ledbetter, C. A Development of voltile compounds during fruit mturtion: chrcteriztion of pricot nd plum x pricot hybrids. J. Sci. Food Agric. 74:

9 Hrris, D. R., Seberry, J. A., Wills, R. B. H., nd Spohr, L. J Effect of fruit mturity on efficiency of 1-methylcyclopropene to dely the ripening of bnns. Posthrvest Bilogy nd Technology. 20: Jing, Y., Joyce, D. C., nd Mcnish, A. J Extension of the shelf life of bnn fruit by 1- methylcyclopropene in combintion with polyethylene bgs. Posthrvest Biology nd Technology. 16: Mi, J. G. S., Andrde, E. H. A., nd Zoghbi, M. G. B Arom voltiles from two fruit vrieties of jckfruit (Artocrpus heterophyllus Lm.). Food Chemistry. 85: Pwliszyn, J Solid Phse Microextrction, Theory nd Prctice. Wiley-VCH. Tekot, G. R., Güntert, M., nd Engel, K Arom Active Compounds in Foods. Americn Chemicl Society. Pp Tkhshi, H., Kobyshi, T., Sto-Nr, K., Tomit, K., y Ezur, H Detection of ethylene receptor protein Cm-ERS1 during fruit development in melon (Cucumis melo L). Journl of experimentl botny. 53: