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Segunda clase del Laboratorio de Frutas y Hortalizas, para la carrera de Ingeniería en Alimentos de la facultad de Estudios Superiores de Cuautitlán
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DRA. MA. ANDREA TREJO MÁRQUEZ
Al igual que en los procesos de
desarrollo, crecimiento y
diferenciación, las fitohormonas:
auxinas, giberelinas, citoquininas,
ácido abscísico y etileno pueden
estar implicadas en la maduración.
ETILENO Y ABA
El etileno y el ácido abscísico son
promotores del envejecimiento, mientras
que las auxinas, giberelinas y
citoquininas retrasan la maduración.
AUXINAS
Las auxinas
Implicada en el crecimiento,
División y diferenciación celular,
fototropismo
abscisión foliar.
Antagónico al etileno,
una hormona antisenescente.
Las principales auxinas: ácido indol acético (AIA)
y ácido 2,4-dicloro-fenoxi-acético (2,4-D).
GIBERELINAS
Las giberelinas están relacionadas con el
retraso de la pérdida de clorofilas; por
ello se consideran antagonistas del
etileno.
Citoquininas.
Las citoquininas parecen estar implicadas
principalmente en el desarrollo del fruto
más que en la maduración.
Etileno.
• En 1864 Girardin aportó la 1ª publicación
científica que señalaba que los componentes
volátiles del gas de alumbrado eran agentes
causales de una respuesta fisiológica en los
vegetales, la defoliación de los árboles.
• En 1901 Neljubov descubrió que el principio
activo del gas de alumbrado que afectaba a las
plantas era el etileno.
Nota histórica
Etileno.
Nota histórica
inhibición del crecimiento foliar,
Inhibición del tallo y las raíces,
formación de raíces,
cambio de la expresión sexual,
maduración de frutos y senescencia.
Etileno.
•En 1934, Gane demostró que el etileno era
producido por los propios vegetales.
•En 1935, Crocker sugirió que el etileno debía ser
considerado un regulador endógeno del
crecimiento vegetal.
Nota histórica
Etileno.
•La extrema simplicidad de su estructura química
(hidrocarburo insaturado) y su naturaleza
gaseosa, le confiere unas características
especiales y únicas entre los distintos
reguladores del crecimiento.
Abreviaturas utilizadas son: SAM,
S-adenosilmetionina; ACC, 1-
aminocicloprapano-1-ácido
carboxílico; AVG,
aminotoxivinilglicina; MGBG,
metilglioxal-bis-guanilhidrazono;
SAMDC,
S-adenosilmetionina
descarboxilasa; ADC, Arginina
descarboxilasa; DFMA, DL--
difluorometilarginina; ODC,
ornitina descarboxilasa; DFMO,
DL--difluorometilornitina.
Fuente: Kumar et al., 1997
Ruta de la biosíntesis del etileno y de las poliaminas.
Expresión génica.
En un principio se pensaba que la maduración era
un proceso fundamentalmente catabólico, en el
cual se perdía el control y la organización celular.
la síntesis de proteínas
la síntesis de ácidos
nucleicos
la síntesis de polímeros
de la pared celular
Expresión génica.
Azúcares.
• Almidón--------por acción de las enzimas -
amilasa, -amilasa y almidón fosforilasa,
producen azúcares simples durante la
maduración.
Ácidos orgánicos.
• Los principales ácidos orgánicos presentes
en los frutos son el cítrico, málico y tartárico.
• Relacionados con el ciclo de ácidos
tricarboxílicos y otros ciclos metabólicos,
cuyo exceso se acumula en la vacuola.
Ácidos orgánicos.
• En general, los niveles de ácidos orgánicos
descienden durante la maduración del fruto,
debido a su utilización como sustrato
respiratorio.
Compuestos fenólicos.
• Los compuestos fenólicos participan en el
sabor del fruto.
• Proporcionan acidez, los flavanos
astringencia y las flavonas y flavononas
amargor.
• La concentración de compuestos fenólicos
decrece durante la maduración del fruto.
Compuestos fenólicos.
• Los principales grupos de compuestos
fenólicos son: derivados del ácido cinámico,
flavanos, antocianidinas, antocianos,
flavonoles y flavonol glicósidos.
•Un grupo importante de enzimas relacionadas
con el metabolismo de fenoles son las
polifenoloxidasas (EC 1.14.18.1; PPO).
• La PPO, es una oxidoreductasa responsables
del oscurecimiento enzimático que ocurre
durante el almacenamiento y procesamiento de
muchos frutos.
Las peroxidasas (EC 1.11.1.7; POD) son otro
grupo de enzimas que están involucradas en el
oscurecimiento enzimático. Estas enzimas, en
presencia de H2O2, oxidan fenoles, aminas
aromáticas, índoles y ácidos ascórbico
(Seymour, 1993).
Compuestos volátiles.
•Los compuestos volátiles completan los
componentes del sabor de los frutos.
•La naturaleza de los compuestos volátiles es
muy diversa, incluye: alcoholes, aldehídos,
cetonas, ésteres, acetales, éteres y diferentes
moléculas heterocíclicas.
Compuestos volátiles.
• La concentración total varía entre los distintos
frutos desde 338 ppm en plátano hasta 1 ppm
en arándanos.
Lípidos.
Los lípidos se acumulan principalmente en laepidermis de los frutos y forman la cutícula,desempeñando un papel importante en el control dela transpiración y en la protección de los frutos,pero no presentan cambios durante la maduración.
Pigmentos.
El cambio de color está asociado con la
maduración en la mayoría de los frutos y
representa un atributo clave en la calidad.
Este cambio puede ser debido a la
degradación de clorofilas, la cual
enmascaraba otros pigmentos presentes en
el fruto no maduro como -carotenos.
Pigmentos.
En la mayoría de los frutos, la pérdida de
clorofila está acompañada de la biosíntesis
de otros pigmentos, principalmente
antocianos y carotenoides.
Pigmentos.
•El ablandamiento de los frutos se puede
atribuir:
• La pérdida de la turgencia,
• La ruptura de las conexiones
intracelulares (disolución de la lámina
media).
• Ajustes en la composición del fruto.
Este fenómeno se produce como consecuencia
de las transformaciones de los polisácaridos de
la pared celular, que sufren una
despolimerización, una desmetilación o la
pérdida de calcio.
PARED CELULAR.
Los carbohidratos (90-95%) que forman parte de
la pared celular, se pueden dividir en tres tipos:
•sustancias pécticas
•hemicelulosa
•Celulosas• El resto (5-10%) son glucoproteínas.
celulosa
Las enzimas involucradas son:
Pectin metil esterasa,
Poligalacturonasa,
Celulasa
-galactosidasa.
PECTINASAS
Pectinesterasa (PE) que cataliza la desesterificación de los residuos de metoxilo
de la pectina, lo que modifica la carga de la molécula.
Poligaracturonasa (PG) actua sobre el ácido poligalacturónico, y una exo-PG, que
rompe el resto de ácido galacturónico a partir del extremo no reductor del ácido
poligalacturónico.
Endo y exopologalacturonasas hidrolizan la pectina sin desmetilación previa.
PECTINA
OMe PG OMe Ome Ome OMe OMe OMe PEPG
ENDOENDOEXO EXO
Tipo de cambio Consecuencias
COLOR
-Pérdida de clorofila,
demantelamiento del aparato
fotosintetico.
-Acumulación de
carotenoides: B-carotenos,licopenos.
-Síntesis de pigmentos
antocianos.
TEXTURA
-Alteraciones en la
composición de la paredcelular.
-Solubilización de celulosas y
pectinas.
Degradación de almidón.
FISICO
AROMA Y
SABOR
-Acumulación de azúcares y
ácidos orgánicos.
-Producción de compuestos
volátiles.
METABOLISMO
-Aumento Respiratorio.
-Síntesis y liberación de etileno
-Metabolismo de almidón y ácidos
orgánicos.-Alteraciones en la regulación de rutas
metabólicas.
EXPRESION GÉNICA - Desaparición de mRNAs y proteínas
sintetizadas antes de iniciarse lamaduración.
- Aparición de nuevos RNA específicos de
la maduración.
- -Síntesis de novo de enzimas que
catalizan los cambios que se producendurante la maduración.
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