Las frutas recién cortadas han ganado una posición prominente en el mercado frutícola gracias a su capacidad para satisfacer las expectativas de los consumidores en términos de frescura, nutrición y comodidad. Por ello, no es sorprendente que constituyan el 29% del consumo total de frutas en Europa y en Estados Unidos, y el 11% en países como Japón y Corea del Sur.

No obstante, estas frutas también enfrentan significativos desafíos fisiológicos y bioquímicos, entre los cuales el pardeamiento cuando se corta es especialmente problemático. Este fenómeno afecta diversas especies, particularmente frutas de pulpa blanca como la manzana, la pera, la pitaya, el melón y la piña, reduciendo drásticamente su calidad y valor económico. Por lo tanto, inhibir la aparición de este efecto es esencial para tener fruta recién cortada de alta calidad.

Un estudio reciente ha demostrado que la aplicación de luz LED violeta puede reducir de manera significativa el oscurecimiento en frutas recién cortadas. Este efecto se logra mediante la mejora de los compuestos fenólicos y la supresión de las enzimas oxidativas. Como resultado, no solo se incrementa el atractivo visual de las frutas, sino también su vida útil, proporcionando así una alternativa sostenible y sin químicos para enfrentar un problema histórico de la industria alimentaria.

El problema del oscurecimiento o pardeamiento enzimático

Las frutas recién cortadas se han establecido como un componente esencial en las dietas modernas, apreciadas por su conveniencia y sus beneficios nutricionales. No obstante, el oscurecimiento enzimático, provocado por la oxidación de los compuestos fenólicos, continúa siendo un desafío significativo al cortarse la fruta. Este oscurecimiento resulta en una decoloración poco atractiva y reduce la vida útil de las frutas, afectando tanto su apariencia como su potencial de venta. 

Tradicionalmente, se han empleado tratamientos químicos para combatir este problema, pero estos métodos conllevan desventajas, incluyendo costes elevados y posibles riesgos para la salud. Ante esto, las soluciones que utilizan luz emergen como alternativas prometedoras. Sin embargo, hasta ahora, los mecanismos moleculares específicos involucrados no habían sido completamente entendidos. 

Este nuevo estudio, dirigido por investigadores de la Universidad Agrícola de Shenyang y del Colegio Profesional y Técnico Agrícola de Liaoning,  ha buscado llenar estas lagunas de conocimiento, explorando cómo la luz violeta LED puede ser eficaz para mantener la calidad de las frutas recién cortadas.

Uso de luz violeta LED 

Para investigar el impacto de diferentes tipos de luz en el oscurecimiento de las manzanas Fuji recién cortadas, el grupo de investigadores aplicó diversas calidades de luz LED, incluyendo roja, naranja, amarilla, verde, cian, azul, violeta y blanca a 700 lux durante cuatro días.

Los resultados indicaron que las luces LED naranja, amarilla, azul, violeta y blanca redujeron significativamente el oscurecimiento de la fruta en periodos tanto de dos como de cuatro días. La luz LED cian mostró una reducción del dorado únicamente a los dos días, mientras que las luces LED rojas y verdes solo mostraron efecto a los cuatro días. De todas las opciones, la luz LED violeta demostró ser la más efectiva en prevenir el oscurecimiento en variedades de manzana como ‘Hanfu’ y ‘Lvshuai’ en ambos intervalos de tiempo

Posteriormente, para determinar la intensidad óptima de luz, se experimentó con luces LED violetas de 700, 1000 y 1500 lux en rodajas de manzana, observando una inhibición del oscurecimiento en todas las intensidades. Sin embargo, se seleccionó 700 lux para estudios posteriores debido a consideraciones de eficiencia energética.

Resultados obtenidos 

Con todo ello, el equipo de investigación demostró que la luz LED violeta inhibe eficazmente el pardeamiento en manzanas recién cortadas, mejorando notablemente su atractivo visual y prolongando su vida útil. El estudio identificó dos factores de transcripción clave, MdHY5 y MdHYH, que regulan la expresión de los genes involucrados en el metabolismo fenólico y la actividad de enzimas oxidativas, estableciendo así una base molecular sólida para el uso de la luz como método de preservación natural y no invasivo.

El análisis mostró que el tratamiento con luz LED violeta disminuyó el pardeamiento en las manzanas al incrementar la acumulación de compuestos fenólicos ricos en antioxidantes e inhibir la actividad de enzimas oxidativas como la polifenol oxidasa (PPO) y la peroxidasa (POD). Mediante análisis transcriptómico, se observó que la expresión de genes responsables de la degradación fenólica (MdPPO y MdPOD) se redujo, mientras que la expresión de un gen crucial para la síntesis fenólica (MdPAL) se incrementó. Los factores de transcripción MdHY5 y MdHYH se identificaron como reguladores esenciales de este proceso, formando un bucle de retroalimentación positivo que se une a los promotores de MdPPO, MdPOD y MdPAL para controlar su expresión. Cuando se silenciaron estos factores de transcripción, se perdió el efecto inhibidor de la luz LED violeta, subrayando su rol fundamental en el proceso.

«Esta investigación abre posibilidades emocionantes para la industria alimentaria. Al comprender cómo la luz LED violeta y los factores de transcripción específicos trabajan juntos para evitar el oscurecimiento, podemos desarrollar métodos más efectivos y ecológicos para extender la vida útil de las frutas recién cortadas sin depender de productos químicos”, explica el Dr. Aide Wang, uno de los autores del estudio. 

Implicaciones para la industria

Los descubrimientos de este estudio tienen, por tanto, consecuencias significativas para la industria de las frutas recién cortadas. La utilización de luz LED violeta se presenta como una solución rentable y libre de productos químicos para combatir el pardeamiento, mejorando tanto el atractivo visual como la calidad nutricional de las manzanas recién cortadas. Esta tecnología puede integrarse de manera sencilla en los sistemas de procesamiento post-cosecha ya existentes, lo cual contribuiría a la reducción del desperdicio alimentario y a la mejora de la satisfacción del consumidor.

Además, la identificación de MdHY5 y MdHYH como reguladores clave en este proceso abre nuevas posibilidades para investigaciones futuras en ingeniería genética o en programas de mejora genética destinados a desarrollar variedades de frutas que sean resistentes al pardeamiento. Estos avances sientan las bases para un enfoque más sostenible y eficiente en la conservación de las frutas, abriendo el camino hacia prácticas más ecológicas en la industria alimentaria. 

Puede acceder al paper completo de la investigación a través del siguiente enlace:

https://academic.oup.com/hr/article/12/1/uhae276/7786773?login=false

Fuente de imágenes: Freepik-Unsplash. Recursos procedentes de bancos de imágenes no pertenecientes a la investigación.