Información Técnica: Alta eficacia de un inhibidor de la germinación de las patatas a base de zeína

Se prepararon una serie de inhibidores de la germinación de la patata a base de zeína y se probaron sus efectos. Estos inhibidores se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), hidrofobicidad, espectroscopia infrarroja transformada de Fourier (FTIR) y análisis termogravimétrico (TGA).

Los resultados demuestran que los inhibidores forman una película hidrófoba en la superficie de las papas.  Esto reduce el contacto y la absorción de agua. Se demostró que la aplicación de un inhibidor con una concentración de zeína del 1,25 g/l reduce la tasa de germinación de las papas en un 54 % tras de 30 días de almacenamiento en comparación con el grupo de control. Además, la tasa de germinación de la planta, la altura y el diámetro del tallo de las papas tratadas con el inhibidor de la germinación fueron similares a las del grupo de control en el proceso de siembra posterior, lo que indica que el inhibidor de la germinación no tuvo efecto en el cultivo.

Este estudio proporciona un método seguro y eficaz para el almacenamiento poscosecha de las patatas, con amplias aplicaciones comerciales.

El texto anterior es el Resumen del artículo. A continuación la introducción, en que se revisan los conocimientos disponibles en cuanto a tecnologías para evitar la brotación en patata. Las referencias se encuentran en el trabajo completo, accesible al final del texto.

Introducción

Las patatas son un cultivo alimentario importante en todo el mundo. Son ricos en nutrientes y contienen proteínas, grasas, fibra cruda, vitaminas y almidón (Decker y Ferruzzi, 2013; King y Slavin, 2013; Ierna y Parisi, 2014). Además, son muy populares tanto entre los consumidores como entre los procesadores de alimentos.

Sin embargo, tienden a germinar durante el almacenamiento después de la cosecha, lo que reduce su calidad y da como resultado la producción de solanina (Şengül et al., 2004; Hoerger et al., 2009; Jianquan Kan, 2018; Romanucci et al., 2018). Los seres humanos y los animales experimentan síntomas de intoxicación aguda, como espasmos musculares gastrointestinales, después de ingerir una determinada cantidad de solanina (Friedman, 2006; Mandimika et al., 2007; Ginzberg et al., 2009; Nakayasu et al., 2018).

Las investigaciones han demostrado que la dosis letal de solanina en humanos oscila entre 3 y 6 mg/kg de peso corporal y puede estar relacionada con el estado nutricional humano y la sensibilidad a la solanina (Slanina, 1990). Con la continua expansión de la industria de la papa, el problema de la brotación durante el período poscosecha se ha convertido en un cuello de botella que restringe el desarrollo de la industria.

Por lo tanto, mejorar las condiciones de almacenamiento y la calidad de las papas es un problema urgente que debe abordarse para un mayor desarrollo de la industria de la papa.

La temperatura de almacenamiento y la humedad de las papas son factores importantes que afectan su tiempo de almacenamiento (Boivin et al., 2020; Gong et al., 2021; Gumbo et al., 2021; Thoma y Zheljazkov, 2022).

Se ha reportado que las papas pueden lograr mejores resultados de almacenamiento cuando la humedad relativa es de aproximadamente 90 % y la temperatura está en el rango de 2 a 4 °C; sin embargo, el almacenamiento prolongado a baja temperatura afecta la calidad de las papas, como su sabor y color.

El uso de almacenamiento a baja temperatura aumenta significativamente el costo, lo cual es inconveniente para mayoristas y comerciantes individuales.

Estrategias para evitar la brotación de las patatas

Los métodos físicos como la radiación ultravioleta, gamma y de microondas pueden inhibir los brotes de papa hasta cierto punto, pero el equipo es costoso.

Adicionalmente, ciertos compuestos han sido diseñados como inhibidores de la germinación y han obtenido buenos resultados (Silva et al., 2007; Gomez-Castillo et al., 2013; Arnon-Rips et al., 2020; Daniels-Lake et al., 2011) .

Actualmente, el clorprofam (CIPC) (*) se usa comúnmente para prevenir la brotación de la papa y su período de validez es de aproximadamente cinco meses, debido a su larga vida después de la aplicación a la papa (Vijay et al., 2018; Visse-Mansiaux et al. , 2021).

Sin embargo, se ha demostrado que este compuesto es dañino para los humanos y el medio ambiente, y no es adecuado para la producción a pequeña escala. Los productos de degradación de CIPC también tienen efectos altamente tóxicos en humanos; por lo tanto, los efectos secundarios del uso de CIPC pueden continuar después de que se haya degradado.

El riesgo de utilizar CIPC requiere la exploración y el desarrollo de un inhibidor de la germinación de la patata más seguro y más respetuoso con el medio ambiente.

La S-carvona, purificada a partir de materiales naturales como la alcaravea y la menta verde, es un compuesto monoterpénico volátil que se ha informado que es un inhibidor comercial de la germinación de la papa (Sanli y Karadogan, 2019). S-carvone también tiene un efecto antifúngico que mantiene la calidad de las papas durante el almacenamiento poscosecha.

También se ha demostrado que otras moléculas activas, como el 1,4-dimetilnaftaleno (1,4-DMN) y el eugenol, inhiben la germinación (Boivin et al., 2020).

En los últimos años se han utilizado biopolímeros como proteínas y polisacáridos para preparar materiales funcionales con buenos resultados (Zollfrank et al., 2012; Bondalapati et al., 2014; Le et al., 2017; Muxika et al., 2017; Elschner et al., 2018; Wei et al., 2022).

La zeína, un compuesto alternativo antigerminante

La zeína es una proteína de almacenamiento derivada del maíz con alta bioseguridad, buena capacidad de formación de películas y degradabilidad, y se considera una materia prima de grado alimenticio de alta calidad (Li y Yu, 2020; Luo et al., 2011). Por lo tanto, la aplicación de zein tiene un alto significado económico y práctico.

La zeína contiene una gran cantidad de aminoácidos hidrofóbicos, lo que brinda una oportunidad para la preparación de agentes antibrotación para la producción agrícola. Los estudios han revelado que la zeína puede formar una película con una fuerte retención de agua, y cuando se aplica a la superficie de frutas y verduras, puede inhibir el intercambio de gases, manteniendo efectivamente la humedad en los alimentos y, por lo tanto, desempeñar un papel en la conservación (Kasaai, 2018; Zhang et al. al., 2019).

Hasta la actualidad, no existen estudios relevantes sobre la inhibición de la brotación de la papa con zeína. Esto puede deberse a que las propiedades superficiales de la película formada por zeína pura no pueden cumplir con los requisitos de producción. Con este fin, los investigadores han preparado materiales compuestos multicomponentes a base de zeína. Además, se ha mejorado significativamente la hidrofobicidad y la ductilidad (Liu et al., 2019; Huang et al., 2020).

De manera similar, si aplicamos una membrana compuesta de zeína a la superficie de las papas, podría ayudar en su almacenamiento. Las membranas compuestas Zeína tienen aplicaciones potenciales debido a su alta seguridad y operatividad.

Objetivo del estudio

En este estudio, se preparó un inhibidor de la germinación de patata a base de zeína. A continuación, se estudió su relación de solución, la hidrofobicidad y otras propiedades del material, Finalmente, se investigó efecto en la tasa de germinación de papas durante el almacenamiento y posterior cultivo.

También se explica el valor del material utilizado en las aplicaciones de producción. Este estudio proporciona nuevos conocimientos sobre la preparación de inhibidores de la germinación de la patata.

Contenido

• Materiales
• Preparación de inhibidores de germinación
• Evaluación del efecto de los inhibidores de la germinación
• Hallazgos

(*) No permitido en algunos países, como España.

Fuentes

Wenfeng Ni, Yulong Xu, Aifang Zheng, Zhenling Zhang & Huilan Zhang. (2023). Application of zein-based germination inhibitors in potato postharvest storage. Scientia Horticulturae, Volume 312, 15 March 2023, 111854https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304423823000304https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.111854

Imagen, Stop throwing them away! Scientists chastise shoppers for binning sprouted potatoes as they confirm they ARE edible (and they’re definitely not poisonous)https://www.dailymail.co.uk/femail/food/article-5190405/Scientists-reveal-sprouted-potatoes-EDIBLE.html