BIBLIOTECA HORTICULTURA

BIBLIOTECA HORTICULTURA

Descripción general del deterioro fisiológico poscosecha (PPD) de la yuca y estrategias para retrasarlo

Descripción general del deterioro fisiológico poscosecha (PPD) de la yuca y estrategias para retrasarloDescripción general del deterioro fisiológico poscosecha (PPD) de la yuca y estrategias para retrasarlo

Ima M. Zainuddina et al., Postharvest Biology and Technology, October 2017

La producción de yuca, el cultivo de raíz más importante del mundo, se ve limitado por la corta vida útil de las raíces de yuca, que en almacenamiento sufren un deterioro fisiológico poscosecha (PPD, post-harvest physiological deterioration). El PPD reduce la calidad del almidón y hace que las raíces sean desagradables y no comercializables. PPD es un proceso complejo que implica respuestas de estrés enzimático a heridas, cambios en la expresión génica y la síntesis de proteínas, así como la acumulación de metabolitos secundarios. El PPD puede estar fuertemente influenciado por factores ambientales que dificultan la identificación de genotipos con características tardías de PPD. En la presente revisión, proponemos una presentación integradora del fenómeno de PPD basada en un análisis exhaustivo de varios estudios clave de PPD. Discutimos el progreso reciente en la estandarización de métodos para evaluar y puntuar la tolerancia a PPD en raíces de yuca. Se presentan técnicas de almacenamiento tradicionales y mejoradas para extender la vida útil de la yuca y se discuten las perspectivas de los enfoques transgénicos para retrasar la PPD.

Después de una introducción, el artículo completo analiza el deterioro fisiológico poscosecha (PPD), evaluación del PPD, cambios de metabolitos asociados con PPD (durante el inicio y durante el desarrollo de síntomas), modulación de transcriptoma y proteoma durante PPD, estrategias para retrasar PPD (este tema está incluido a continuación en esta nota), mejora genética, enfoques transgénicos y conclusiones (también se incluyen a continuación).


Estrategias para retrasar el PPD
Los agricultores y consumidores de yuca han desarrollado y utilizado métodos tradicionales para retrasar el desarrollo de PPD (Booth, 1975, Wenham, 1995, Westby, 2002, Salcedo y Siritunga, 2011). Debido a la necesidad de ampliar el almacenamiento de raíces de yuca para el suministro a la industria han surgido técnicas más avanzadas antes y después de la cosecha, así como para el transporte a larga distancia (Figura 3). Mediante mejora genética y enfoques transgénicos se han obtenido genotipos o líneas de mandioca con aparición retardada de PPD.

Métodos previos a la cosecha
Estos incluyen retrasar la cosecha de la yuca hasta el momento del consumo. Pero, esto ocupa tierras que de lo contrario podrían ser utilizadas para la agricultura. El almacenamiento extendido en el suelo también disminuye la calidad y el contenido del almidón, y las raíces se vuelven más fibrosas, lo que aumenta el tiempo de cocción (Wenham, 1995; Salcedo y Siritunga, 2011). La poda previa a la cosecha (es decir, la eliminación de la parte aérea de las plantas de yuca antes de la cosecha) retrasa la aparición de PPD aumentando la relación azúcar / almidón (Wheatley y Schawabe, 1985; Van Oirschot et al., 2000) y limitando la acumulación de scopoletina (Wheatley, 1980). Esta técnica reduce el impacto de la PPD en un 25% y parece ser independiente del genotipo (Van Oirschot et al., 2000). Sin embargo, el momento de la poda es crítico porque puede afectar la textura, el sabor y la aceptabilidad general por parte del consumidor (Van Oirschot et al., 2000). La adopción de prácticas adecuadas de poda depende de varias variables, incluida la educación de los agricultores (Adesina y Chianu, 2002). Debido a que la poda puede afectar negativamente el rendimiento de yuca (Ayoola y Agboola, 2004), su adopción por los agricultores también depende del establecimiento de prácticas de poda en la etapa fisiológica correcta para preservar el rendimiento y el contenido de almidón (Curcelli et al., 2014).


Métodos posteriores a la cosecha
Los enfoques posteriores a la cosecha incluyen el almacenamiento de las raíces de yuca, la inactivación enzimática, la aplicación de productos químicos y las estrategias de evitación, que pueden reducir las pérdidas debidas a la lesión de las raíces durante la cosecha. Las raíces de almacenamiento de la mandioca y las raíces de otros cultivos tropicales, como el ñame, transpiran y pierden humedad, lo que reduce su calidad durante el almacenamiento (Uchechukwu-Agua et al., 2015). El almacenamiento bajo alta humedad y oxígeno limitado puede reducir la pérdida de agua y el estrés oxidativo (Marriott et al., 1978; Noon y Booth, 1977). Además, el almacenamiento de yuca a alta humedad también ayuda a la formación de peridermis después de la herida (Booth, 1975; Marriott et al., 1978; Rickard, 1985). El uso de bolsas de polietileno, cajas de almacenamiento y el recubrimiento de las raíces con cera parafina también mantiene una alta humedad y excluye el aire. Se trata de métodos que han sido probados con éxito en el campo y se utilizan en la producción comercial (Fadeyibi, 2012). Otros enfoques para reducir la PPD incluyen el almacenamiento de raíces de yuca a baja temperatura (0-4°C) (Ravi et al., 1996) y tratamiento con agua caliente a 54-56°C durante 10 min combinado con un envasado en atmósfera modificada (Acedo y Acedo Jr, 2012). Sin embargo, estos enfoques son costosos y, por lo tanto, solo son adecuados para productos de yuca de alta calidad (Ravi et al., 1996).

El tratamiento químico poscosecha de las raíces de yuca puede extender su vida útil (se trata de un tema revisado por Ravi et al., 1996). Las aplicaciones de etanol (> 20%), sulfito de sodio (10%), ditiocarbamato de sodio (10%), cloruro de sodio saturado, benomil (500 ppm) y dicloran (1000 ppm) pueden retrasar la aparición de PPD durante varios días (Booth, 1976, Booth, 1977). Sin embargo, el modo de acción de los productos químicos mencionados anteriormente no se ha investigado o probado más que en raíces de yuca en el campo, y sus posibles efectos tóxicos también podrían limitar su uso general. Las moléculas antioxidantes son alternativas para el tratamiento de las raíces para retrasar la PPD, tal como lo sugiere la vida útil más larga de los genotipos de yuca con alto contenido de antioxidantes (Sánchez et al., 2006). La aplicación de melatonina (500 ppm) a las raíces de almacenamiento de yuca podría atenuar la decoloración vascular de las rodajas de raíz. La melatonina exógena conduce a una reducción moderada pero significativa de los síntomas de PPD (Ma et al., 2016). Los datos experimentales mostraron que la melatonina exógena actúa reduciendo el contenido de H2O2 y mejorando las actividades de la catalasa y la peroxidasa (Hu et al., 2016). La reducción de la decoloración vascular también podría deberse a las propiedades antioxidantes de la melatonina (Reiter et al., 2002).

El procesamiento de las raíces de yuca inmediatamente después de la cosecha, transformándolas en productos alimenticios o industriales tradicionales más estables, evita el problema de PPD (revisado en Wenham, 1995; Reilly et al., 2004). Si bien este enfoque es práctico a escala local o rural con una infraestructura adecuada, el PPD sigue siendo un desafío cuando el tiempo y la distancia entre la recolección y el procesamiento no se pueden acortar (Reilly et al., 2004). La Dutch Agricultural Development & Trading Company (DADTCO) presentó recientemente un nuevo concepto para llevar la fábrica de procesamiento de yuca a los agricultores mediante el uso de la Unidad de Procesamiento Móvil Autónomo patentada (AMPU, http://www.dadtco.nl/). Con esta tecnología, las raíces de yuca se pueden procesar en un producto intermedio estable y fácilmente transportable con una larga vida útil o transformarse inmediatamente en una harina comercial de almidón de yuca. A pesar de su rápida implementación en varias regiones productoras de yuca en África, los costos de inversión y las deficientes infraestructuras viales en las regiones remotas de cultivo de yuca limitan la amplia adopción de la tecnología AMPU en la cadena de valor de la yuca.
 

Conclusiones
Los estudios sobre transcriptoma (Huang et al., 2001; Reilly et al., 2007), proteoma (Owiti et al., 2011; Vanderschuren et al., 2014) y metaboloma (Uarrota et al., 2014; Uarrota y Maraschin, 2015) han proporcionado nueva e importante información sobre factores desencadenantes y síntomas de PPD que se habían estudiado previamente a niveles fenotípicos. El análisis transcriptómico comparativo también reveló la forma de acción de la melatonina al retrasar la PPD (Hu et al., 2016). En combinación con la proteómica comparativa entre dos genotipos que contrastan en PPD (Qin et al., 2017), estos enfoques podrían sugerir algunos determinantes moleculares de un rasgo de tolerancia a PPD que pueden usarse como marcadores moleculares en grandes poblaciones segregantes. Un mayor conocimiento de los mecanismos moleculares también abrirá nuevas oportunidades para la ingeniería genética de la tolerancia a PPD en genotipos preferidos por los agricultores y la industria para los cuales la introgresión de rasgos sería un proceso largo.

 

Fuente
Cassava post-harvest physiological deterioration: From triggers to symptoms
Ima M. Zainuddin (a, b), Ahmad Fathoni (b, c), Enny Sudarmonowati (b), John R. Beeching (c), Wilhelm Gruissem (a), Hervé Vanderschuren (a, d)
a Department of Biology, Plant Biotechnology, Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zurich, Universitätstrasse 2, Zurich, 8092, Switzerland
b Research Center for Biotechnology, Indonesian Institute of Sciences (LIPI), Cibinong, 16911, Indonesia
c Department of Biology and Biochemistry, University of Bath, Claverton Down Rd, Bath, North East Somerset, BA2 7AY, United Kingdom
d AgroBioChem Department, Plant Genetics, University of Liège,Passage des Déportés 2, Gembloux, 5030, Belgium 

Postharvest Biology and Technology, Available online 16 October 2017
https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2017.09.004

Science Direct, http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925521417300613


Imágenes
1 - Corresponde de la Imagen 1 del artículo original, PPD en raíces de yuca en el campo: A. rodaja de raíz en la cosecha, B. rodaja de raíz a 2 dph (días después de la cosecha), rodaja de raíz a 4 dph, D rebanada de raíz a 7 dph. Barra de color negro = 11.6 mm
2 - Corresponde a la Imagen 3 del artículo original, “Resumen de la extensión de la vida útil de la yuca mediante técnicas de almacenamiento tradicionales y mejoradas” (Etejere y Bhat, 1986; Karim et al., 2009; Thanh, 1974; Bancroft y Crentsil, 1995; Rickard y Coursey , 1981, Knoth, 1993, Balagopal y Padmaja, 1985, de Buckle Teresa et al., 1973).

Leyendas de la imagen 3
Resumen de la extensión de la vida útil de la yuca mediante técnicas de almacenamiento tradicionales y mejoradas

Pocos días
- Envasado en montones y agua todos los días
- Revestido con una pasta de tierra o barro
- Silos o bajo techos cubiertos
- Poda previa a la cosecha

1 semana
- Almacenamiento de cajas de plástico
- Zanja que contiene serrín húmedo

2 semanas
- Bolsas de polietileno con tiabendazol
- Sacos de arroz reciclado con tiabendazol

4 semanas
- Abrazaderas
- Refrigeración (3ºC)

2 meses
- Cera parafina
- Pozos que contienen arena / suelo