Tratamientos precosecha y postcosecha con elicitores para la mejora de la calidad en limón ecológico

Resumen

El limón (Citrus limon (L.) Burm. F) es un fruto muy apreciado por los consumidores de todo el mundo por su apariencia, frescura, sabor y aroma característicos que lo convierten en un ingrediente imprescindible en cocina. Además, es un fruto con un elevado contenido en compuestos bioactivos con actividad antioxidante. Recientemente, se han comenzado a desarrollar diferentes estrategias pre-cosecha que mejoran los atributos de calidad de los limones en el momento de la recolección. El jasmonato de metilo (JaMe) y el ácido oxálico (AO) son compuestos presentes en las plantas de forma natural, los cuales han mostrado que utilizados en pre-cosecha mejoran la calidad post-cosecha de los frutos. Sin embargo, esta estrategia debe ser complementada con otras que mantengan la mejora en la calidad conseguida con los tratamientos pre-cosecha durante las etapas de almacenamiento y comercialización. En este caso, los aceites esenciales (AEs) están formados por un conjunto de compuestos que presentan una actividad antimicrobiana elevada, y que aplicados de forma adecuada son capaces de controlar el crecimiento de los microorganismos, además son reconocidos como sustancias seguras (GRAS) para la salud y el medioambiente. Pero tienen ciertos inconvenientes, como una elevada volatilidad, baja estabilidad y poca solubilidad en agua. Por lo tanto, se han utilizado ciclodextrinas para formar complejos con estos compuestos y corregir las limitaciones mencionadas previamente. En esta Tesis Doctoral se evaluó el efecto de los tratamientos pre-cosecha con jasmonato de metilo (JaMe) y ácido oxálico (AO) sobre la producción del árbol (kilogramos por árbol, número de frutos por árbol y peso medio de los frutos) y la calidad organoléptica (color y firmeza), nutritiva (contenido en sólidos solubles totales, (SST) y acidez total, (AT)) y funcional (contenido en fenoles totales, (CFT)) de los limones, durante el crecimiento y maduración del fruto en el árbol, en el momento de la recolección y durante 35 días de almacenamiento refrigerado. Además, también se valoró el efecto de los tratamientos pre-cosecha sobre la actividad de las enzimas antioxidantes ascorbato peroxidasa (APX), catalasa (CAT) y peroxidasa (POD), por su relación con los procesos de maduración y senescencia del fruto. Los ensayos se realizaron durante cinco años consecutivos, en el periodo 2016-2020, utilizando dos variedades, ‘Fino’ injertado sobre Citrus macrophylla y ‘Verna’ injertado sobre Citrus aurantium. Por otra parte, se seleccionaron los monoterpenos aromáticos timol y carvacrol, como los compuestos ideales para formar los complejos con hidroxipropil-β-ciclodextrinas (HP-β-CDs) utilizando dos metodologías de inclusión diferentes microondas (MO) y ‘Slurry’ (S). Para realizar estos experimentos se escogió el hongo fitopatógeno Geotrichum citri-aurantii, debido a su difícil control en las centrales hortofrutícolas por la ausencia de tratamientos efectivos. Se midió el 50 % de la dosis efectiva, la concentración mínima inhibitoria, la concentración mínima fungicida y la concentración necesaria de timol y carvacrol encapsulados en HP-β-CDs para reducir el crecimiento de G. citri-aurantii un 90 %. Finalmente, también se evaluó el efecto de aplicar timol-HP-β-CD antes (preventivo) y después (curativo) de realizar la inoculación con G. citri-aurantii en limones de la variedad ’Fino’. Se midió el efecto de este tratamiento sobre las pérdidas de peso e incidencia de podredumbres, además del CFT y la actividad de las enzimas antioxidantes (CAT, POD y APX) en el flavedo del fruto. En primer lugar se aplicaron los tratamientos pre-cosecha con los elicitores, JaMe y AO a las concentraciones 0,1, 0,5 y 1 mM, mensualmente mediante pulverización, comenzando cuando el árbol presentaba la carga total de frutos y finalizando tres días antes de la recolección en las variedades ‘Fino’ y ‘Verna’. Los resultados mostraron que la mejor concentración para JaMe fue 0,1 mM, incrementando el CFT y la actividad de las enzimas antioxidantes desde el primer tratamiento, este efecto se mantuvo durante toda la etapa de crecimiento y maduración del fruto en el árbol hasta su recolección, incluyendo el almacenamiento refrigerado, sin que la producción del árbol y los parámetros de calidad del fruto se vieran afectados. Mientras, para el AO la mejor concentración fue de 1 mM, como sucedía con JaMe, se observó un aumento del CFT y de la actividad de las enzimas antioxidantes desde el primer tratamiento hasta el final del experimento, además en este caso también se observó un efecto sobre algunos parámetros de calidad del limón en el momento de la recolección y durante el almacenamiento refrigerado, manteniendo la firmeza, el contenido en SST y la AT más elevada que los frutos que no fueron tratados. Estos efectos se consiguieron sin afectar negativamente a la producción de los árboles. Al mismo tiempo se iniciaron los experimentos con los monoterpenos aromáticos timol y carvacrol encapsulados en HP-β-CDs utilizando dos métodos MO y S, a las concentraciones 0, 2,5, 5, 12, 25 y 50 mM. Se evaluó el efecto sobre el crecimiento del hongo G. citri-aurantii y se observó que el método de inclusión más adecuado, independientemente de la concentración utilizada era el de MO, y que timol era más efectivo que carvacrol para controlar el desarrollo de G. citri-aurantii. Se pudo concluir que el complejo formado con timol-HP-β-CD a concentraciones superiores a 6 mM disminuía el crecimiento del hongo más de un 90 %. Además, se observó que los complejos formados con timol, carvacrol y las ciclodextrinas fueron capaces de mantener su efectividad controlando el crecimiento del hongo durante aproximadamente el doble de tiempo que cuando se aplicaban los compuestos puros. Tras los resultados observados previamente, se seleccionó el complejo timol-HP-β-CD a las concentraciones 25 y 50 mM para iniciar un experimento post-cosecha con limón de la variedad ‘Fino’. Los limones fueron tratados con timol-HP-β-CD antes (preventivo) y después (curativo) de ser inoculados con G. citri-aurantii, además se incorporó un tercer tratamiento con propiconazol, el único compuesto comercial recomendado para el control de G. citri-aurantii en aquel momento. Los resultados mostraron que aplicado de forma preventiva, el tratamiento más efectivo para controlar el crecimiento del hongo era timol-HP-β-CD a la concentración 50 mM, con una reducción aproximada del 60 % en la incidencia de podredumbres y un 30 % en la severidad de los síntomas respecto a los frutos sin tratamiento. Las menores pérdidas de peso se observaron en los limones tratados con timol-HP-β-CD 50 mM, lo que se pudo relacionar con una reducción en la tasa de respiración de aproximadamente un 55 % respecto a los controles. Finalmente, el CFT y la actividad de las enzimas antioxidantes (CAT, POD y APX) también fueron superiores en los limones que habían sido tratados con timol-HP-β-CD 50 mM. Por lo tanto, los tratamientos con JaMe y AO podrían ser aplicados en pre-cosecha con el objetivo de mejorar los parámetros de calidad y las propiedades antioxidantes de los limones en el momento de la recolección y durante el almacenamiento refrigerado. Al mismo tiempo, si se aplica timol-HP-β-CD en post-cosecha se podría mantener ese mejor estado inicial del fruto durante más tiempo, a la vez que se limita el ataque de patógenos de origen fúngico.