La glicina betaína, una posible nueva herramienta para la conservación de la calidad poscosecha

El uso de la glicina betaína (GB) se considera un método sin residuos y no tóxico para la conservación de frutas y hortalizas tras la cosecha. Esta estrategia resulta especialmente útil para reducir las pérdidas poscosecha provocadas por el envejecimiento acelerado y el desarrollo de enfermedades.

Aunque la refrigeración sigue siendo el método principal de conservación poscosecha, a menudo causa daños por frío en muchos cultivos hortícolas; por ello, el tratamiento con GB se perfila como una alternativa prometedora. Este artículo ofrece una revisión exhaustiva sobre la reciente aplicación de GB en el almacenamiento poscosecha de frutas y hortalizas.

Además, se estudiaron los efectos de la GB en rasgos fisiológicos, metabolismo secundario, propiedades nutricionales, procesos de maduración y senescencia, actividades antioxidantes y enzimáticas, producción de etileno, tasa respiratoria, composición de la pared celular y actividades enzimáticas asociadas.

También se analizaron los efectos de la GB sobre los daños por frío, el metabolismo de los ácidos grasos de membrana y el metabolismo fenilpropanoide durante el período de almacenamiento.

Esta revisión podría tener implicaciones significativas para agricultores y la industria alimentaria, ya que conduciría al desarrollo de nuevas técnicas para mejorar la conservación y el almacenamiento de productos frescos tras la cosecha.

Introducción

Las frutas y hortalizas frescas se han vuelto indispensables en la dieta humana gracias a la mayor conciencia sobre los beneficios para la salud de una alimentación rica en productos frescos (Liu, Xu, Guo y Zhang, 2020; Sharma et al., 2017; Zhang y Jiang, 2019).

Nassarawa, Abdelshafy, Xu, Li y Luo (2020) y Zhang, Jiang, Cao y Jiang (2021) confirmaron que estos productos ejercen un efecto significativo en la prevención y el tratamiento de diversas enfermedades humanas, como hipertensión, cardiopatía coronaria y accidente cerebrovascular.

Sin embargo, las frutas y verduras frescas son muy perecederas y propensas a enfermedades, lo que convierte su conservación en un área de investigación clave (Asghari, 2019; Li, Cui, Zhang, Meng y Liu, 2022; Ziv, Lers, Fallik y Paran, 2022).

Diversos estudios señalan que la infraestructura poscosecha inadecuada y las técnicas deficientes de recolección y almacenamiento son los principales factores responsables de las pérdidas de cultivos hortícolas (Abdelhai et al., 2019; Duan et al., 2020; Li et al., 2022).

Las pérdidas poscosecha de frutas y hortalizas son un problema importante que requiere atención urgente para garantizar la seguridad alimentaria de la creciente población mundial (Gouda et al., 2023).

Reducir estas pérdidas durante el almacenamiento es un reto crucial que exige mejorar la infraestructura poscosecha, así como las técnicas de recolección y almacenamiento (Nassarawa et al., 2024).

Por tanto, es necesario desarrollar técnicas de conservación eficaces que aseguren que frutas y hortalizas mantengan su valor nutricional y sigan siendo seguras para el consumo (Gouda et al., 2023).

Técnicas actuales de conservación poscosecha

Se emplean diversas técnicas físicas y químicas para conservar frutas y verduras, minimizar las pérdidas y prolongar la vida útil del producto fresco (Nassarawa et al., 2024).

En la actualidad, las técnicas predominantes para conservar frutas y hortalizas poscosecha se basan en tratamientos químicos como la aplicación de betaína de glicina, 1-metilciclopropeno, ozono, peróxido de hidrógeno y atmósferas con alto contenido de oxígeno (Amornputti, Ketsa y van Doorn, 2014; Chiriboga et al., 2013; Osae et al., 2020; Kerch, 2015).

La glicina betaína

En los últimos años ha crecido el interés por evaluar el impacto de la GB en la conservación de frutas y hortalizas poscosecha (Habibi et al., 2022a-d).

La glicina betaína, químicamente N,N,N-trimetilglicina, es un compuesto de amonio cuaternario de origen natural con fórmula molecular C5H11NO2 (Habibi et al., 2022a-d).

Estructuralmente, posee un esqueleto de glicina cuyo grupo amino está metilado por completo formando un grupo trimetilamonio (–N+(CH3)3), mientras que el grupo carboxilo permanece desprotonado (–COO-), lo que la convierte en un zwitterión (*) (Chen et al., 2021a-b). Esta doble carga confiere gran solubilidad en agua y compatibilidad metabólica, permitiendo que la GB se acumule en las células sin alterar los procesos bioquímicos normales (Fu et al., 2022).

Osmoprotector no tóxico

La GB actúa principalmente como osmoprotector, ayudando a las células a mantener el equilibrio hídrico y la estabilidad bajo condiciones de estrés como salinidad, sequía y temperaturas extremas (Zheng et al., 2023). Es estable térmica y químicamente, capaz de estabilizar proteínas, membranas y enzimas, además de proteger frente al estrés oxidativo. Su carácter no tóxico y su papel en la regulación de genes sensibles al estrés la convierten en una molécula importante en fisiología vegetal y biotecnología (Huang et al., 2022).

Efectos poscosecha

La GB es un osmoprotector natural conocido por mejorar la tolerancia al estrés en plantas, incluidas las frutas poscosecha (Zhan et al., 2014). Ayuda a mantener el equilibrio osmótico celular, estabiliza proteínas y membranas y mitiga el estrés oxidativo al potenciar la actividad de enzimas antioxidantes (Wang et al., 2023).

En la gestión poscosecha, la aplicación de GB puede mejorar significativamente la calidad del fruto al reducir la pérdida de agua, mantener la firmeza y retrasar la maduración (Taskin y Ertan, 2023).

Su capacidad para reducir la producción de etileno y las tasas respiratorias contribuye a prolongar la vida útil y conservar mejor el color, la textura y el sabor (Taskin y Ertan, 2023).

Además, se ha comprobado que la GB aumenta la resistencia a los daños por frío en frutas como tomates y cítricos durante el almacenamiento en frío (Razavi et al., 2018a).

Los efectos protectores de la glicina betaína frente a los estreses ambientales la convierten en una herramienta valiosa para mantener la calidad poscosecha, reducir el deterioro y minimizar las pérdidas.

Investigaciones extensas han demostrado que la GB reduce los daños por frío y mejora la calidad de diversos productos poscosecha, como plátano, melocotón, ciruela, pera, calabacín, papaya y azufaifo (Jia et al., 2022; Mahmoudi, Razavi, Rabiei, Gohari y Palou, 2022a; Sun et al., 2020a; Yao et al., 2018a-b; Chen et al., 2021a; Luo et al., 2022; Zhang et al., 2023a-b).

Estos estudios indican que el tratamiento con GB puede ser una estrategia prometedora para mejorar la vida útil de los productos frescos y reducir las pérdidas poscosecha.

Se han publicado numerosos artículos sobre el uso de la GB en la conservación poscosecha de cultivos recolectados.

Perfil de seguridad favorable

La GB es ampliamente reconocida por su carácter no tóxico tanto para los tejidos vegetales como para los humanos (Wang et al., 2019a-c). En el contexto poscosecha, se considera un osmoprotector seguro que estabiliza funciones celulares sin inducir fitotoxicidad ni citotoxicidad (Yao et al., 2018a-b).

Este perfil de seguridad la diferencia de muchos productos sintéticos utilizados tradicionalmente en la conservación poscosecha (Yao et al., 2018a-b).

Numerosos estudios demuestran que la aplicación exógena de GB en frutas y hortalizas no daña las estructuras celulares ni compromete la viabilidad tisular (Figueroa-Soto y Valenzuela-Soto, 2018).

Por el contrario, la GB mejora la estabilidad de las membranas, reduce el estrés oxidativo y aumenta la actividad enzimática en los cultivos recolectados (Razavi et al., 2018a-b). Estas mejoras fisiológicas se producen sin síntomas de necrosis, decoloración o degradación celular, marcadores típicos de citotoxicidad (Miri et al., 2021).

GB, compuesto GRAS

Desde el punto de vista de la salud humana, la GB está catalogada como GRAS (Generalmente Reconocida como Segura) y está aprobada para su uso en alimentos y nutracéuticos por los principales organismos reguladores de seguridad alimentaria (Gonçalves et al., 2020a-b).

Las evaluaciones toxicológicas muestran que la GB posee baja toxicidad oral, no es mutagénica y no provoca efectos adversos ni siquiera a dosis relativamente altas (Khalid et al., 2022).

Un estudio de Ntanos et al. (2021) indicó que la suplementación dietética con GB en humanos es segura y beneficiosa para la función hepática y los procesos de metilación celular.

Además, la GB está presente de forma natural en alimentos de consumo habitual como espinacas, trigo y marisco, lo que refuerza su condición de aditivo seguro (Jia et al., 2022).

Los estudios sobre la acumulación intracelular de GB en frutas y hortalizas tratadas muestran que sus niveles se mantienen dentro de los límites fisiológicos naturales, sin alterar el metabolismo celular ni desencadenar respuestas de estrés asociadas a la toxicidad química (Fu et al., 2022).

En los tratamientos poscosecha la GB se aplica a concentraciones bajas o moderadas, suficientes para ejercer efectos protectores sin alcanzar umbrales tóxicos (Jia et al., 2022).

La revisión

Esta revisión presenta un panorama del uso actual de la GB en el almacenamiento poscosecha de frutas y hortalizas, abarcando sus efectos en las propiedades de calidad (compuestos fenólicos, color, actividad antioxidante, actividad enzimática, pérdida de peso).

Además, se analizaron los efectos fisiológicos de la GB en etileno, respiración, paredes y membranas celulares, estrés oxidativo, maduración y senescencia, así como su actividad antimicrobiana frente a patógenos.

GREENSTIM®, de MASSÓ, se basa en glicina betaína para aplicarse durante el cultivo. La empresa explica que se trata de un concentrado de GB extraído de la melaza de remolacha que, al aplicarse en diversos cultivos, mejora notablemente la resistencia a la falta de agua, las bajas temperaturas o la salinidad.

(*) Un zwitterión (del alemán Zwitter, “híbrido, hermafrodita”) o ion dipolar es un compuesto químico eléctricamente neutro que posee cargas positiva y negativa en átomos diferentes.

Fuentes

Glycine betaine: A non-toxic approach to enhancing postharvest quality and physiology of fruits and vegetables
Sanusi Shamsudeen Nassarawa, Asiya Rabiu, Faiz Ur Rahman, Asem M. Abdelshafy, Xiaoyang Zhu & Gulzar Ahmad Nayik 
Journal of Stored Products Research, Volume 114, September 2025, 102726
https://doi.org/10.1016/j.jspr.2025.102726
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022474X25001857

Imágenes
Imagen principal, Faisal Zulfiqar, Muhammad Ashrafand Kadambot H. M. Siddiqu, Role of Glycine Betaine in the Thermotolerance of Plants, Agronomy 2022, 12(2), 276; https://doi.org/10.3390/agronomy12020276, https://www.mdpi.com/2073-4395/12/2/276

2a imagen, Greenstim, Masso Agro Department, https://www.massoagro.com/