Iluminación y aplicación de UV-B mejoran la calidad nutricional de brásicas

La especie Brassica oleracea (familia Brassicaceae) comprende una variedad de hortalizas de gran valor nutricional, tales como la col berza, la col rizada, el brócoli, la coliflor, el repollo y las coles de Bruselas. 

Estas hortalizas son apreciadas por su alto contenido en antioxidantes, su pigmentación intensa y sus propiedades beneficiosas para la salud. 

Sin embargo, son productos altamente perecederos que sufren un rápido deterioro poscosecha debido a la pérdida de agua, el estrés oxidativo y la degradación de fitoquímicos, factores que afectan negativamente tanto a su calidad sensorial como nutricional. Abordar estos desafíos requiere estrategias de conservación innovadoras y sostenibles.

El desafio de mantener la calidad nutricional

Un objetivo clave para mantener la calidad poscosecha es preservar y potenciar los compuestos bioactivos, particularmente los flavonoides, las antocianinas y los carotenoides.

Estos fitoquímicos no solo contribuyen al atractivo visual del producto, sino que también estimulan la actividad antioxidante, aportando así beneficios para la salud de los consumidores. 

Su biosíntesis está regulada por complejas redes enzimáticas y genéticas en las que intervienen diversas enzimas. La ruta de los fenilpropanoides se inicia mediante enzimas clave como la fenilalanina amonio-liasa, la cinamato 4-hidroxilasa y la 4-cumarato-CoA ligasa. 

Asimismo, enzimas y genes que actúan en etapas posteriores de la ruta, son responsables de la síntesis de subclases específicas de flavonoides; entre ellas se incluyen las enzimas chalcona sintasa, la flavanona 3-hidroxilasa, la flavonoide 3’-hidroxilasa, la flavonol sintasa, la dihidroflavonol 4-reductasa, la antocianidina sintasa y la UDP-glucosa:flavonoide 3-O-glucosiltransferasa.

Paralelamente, el estrés oxidativo poscosecha es mitigado por el sistema de defensa antioxidante enzimático. Enzimas como la superóxido dismutasa, la catalasa y la peroxidasa desempeñan un papel fundamental en la eliminación de especies reactivas del oxígeno (ROS) y en el mantenimiento de la homeostasis redox celular durante el almacenamiento. 

Por consiguiente, vincular la acumulación de metabolitos con la actividad enzimática y la expresión génica resulta esencial para determinar si los tratamientos poscosecha se limitan a alterar los niveles de fitoquímicos o si modulan activamente las respuestas fisiológicas y moleculares subyacentes.

La radiación UV-B, moduladora de rutas metabólicas

La radiación ultravioleta B (UV-B, 280–315 nm) ha surgido como un método prometedor, no químico y respetuoso con el medio ambiente, para modular las rutas metabólicas de las plantas. Al actuar como un factor de estrés abiótico, la radiación UV-B en dosis elevadas induce estrés oxidativo en las plantas, lo que provoca daños en proteínas, lípidos, membranas celulares y ADN. Sin embargo, las plantas han desarrollado mecanismos de protección para contrarrestar el estrés inducido por la radiación UV-B, destacando la activación de la ruta de los fenilpropanoides. 

Esta activación conduce a la acumulación de compuestos fenólicos, básicamente flavonoides, los cuales actúan como filtros UV y eliminadores de ROS, mejorando así la resistencia y la calidad nutricional. 

En hortalizas de hoja como la lechuga y la espinaca, se ha demostrado que la exposición a UV-B aumenta la expresión de los genes involucrados en las enzimas fenilalanina amonio-liasa y chalcona sintasa, lo que resulta en un mayor contenido de compuestos fenólicos. De manera similar, en crucíferas como la col rizada y el brócoli, la irradiación con UV-B promueve la acumulación de glucosinolatos y flavonoides, mejorando así tanto la calidad nutricional como la visual. 

Una herramienta potencial

Estos hallazgos sugieren que la exposición controlada a UV-B puede utilizarse estratégicamente para potenciar la biosíntesis de metabolitos secundarios beneficiosos para la salud. No obstante, aún no se comprende bien si estas respuestas pueden inducirse y mantenerse tras la cosecha, ya que los tejidos cosechados difieren fundamentalmente de las plantas en crecimiento activo en cuanto a su estado fisiológico, actividad metabólica y procesos relacionados con la senescencia. 

Diversas revisiones destacan además que la eficacia de los tratamientos con UV en poscosecha depende en gran medida del tipo de producto, el estado de madurez, la longitud de onda de la radiación UV, la dosis, la intensidad y las condiciones de almacenamiento, lo que indica que las respuestas observadas durante el crecimiento de la planta no pueden extrapolarse directamente a los tejidos cosechados.

El momento del tratamiento es particularmente importante porque las aplicaciones de UV-B antes y después de la cosecha ocurren en contextos fisiológicos distintos.

La irradiación previa a la cosecha afecta a los tejidos en crecimiento activo con un suministro continuo de recursos y una regulación del desarrollo, mientras que la irradiación poscosecha se dirige a los tejidos desprendidos que están experimentando senescencia y disminución de la calidad relacionada con el almacenamiento. 

Aunque las aplicaciones de UV-B antes de la cosecha, así como las estrategias combinadas de pre y poscosecha, han demostrado potencial para mejorar la acumulación de metabolitos secundarios y los rasgos de calidad en hortalizas de hoja de Brassica, la contribución específica del tratamiento con UV-B poscosecha durante el almacenamiento requiere mayor aclaración.

Esta distinción es importante para la aplicación práctica, ya que los tratamientos de luz poscosecha podrían proporcionar una intervención flexible después de la cosecha sin modificar las prácticas de cultivo.

Tratamientos combinados

Estudios recientes que utilizan tratamientos poscosecha con UV-B o tratamientos combinados UV-B/LED han demostrado efectos prometedores sobre la actividad antioxidante, los compuestos fenólicos, las antocianinas y la retención general de la calidad en los productos hortícolas, pero estas respuestas siguen dependiendo en gran medida de las especies de cultivos y el régimen de tratamiento.

Las plantas perciben los rayos UV-B principalmente a través del fotorreceptor UVR8 (locus de resistencia a los UV 8), que es un homodímero peptídico que se monomeriza directamente mediante la absorción de fotones UV-B por los residuos de triptófano proteicos conservados. 

El UVR8 monomérico interactúa con COP1 (constitutivamente fotomorfogénico), estabilizando el factor de transcripción HY5 (hipocotil 5 elongado) y las proteínas bZIP relacionadas. Luego, HY5 se une a promotores de genes fenilpropanoides y antioxidantes, incluidos los que codifican las enzimas fenilalanina amonio-liasa, chalcona sintasa,  flavonol sintasa, dihidroflavonol 4-reductasa y las enzimas eliminadoras de especies reactivas de oxígeno (ROS), sincronizando así la producción de pigmentos y la defensa oxidativa.

Mientras tanto, la señalización UVR8-COP1 inhibe las vías de promoción del crecimiento y reorganiza los recursos hacia un metabolismo protector. Esta vía de señalización rápida y específica de la luz explica por qué una irradiación corta de UV-B puede provocar cambios metabólicos mantenidos posteriormente.

La integración de UV-B con PAR, radiación fotosintéticamente activa, utilizando sistemas de diodos emisores de luz (LED) proporciona un enfoque controlado para manipular los entornos luminosos poscosecha. 

La PAR puede favorecer la actividad fotosintética y metabólica residual en los tejidos verdes, mientras que la UV-B puede actuar como una señal específica para activar el metabolismo secundario protector. 

Sin embargo, los efectos combinados de UV-B y PAR sobre la calidad poscosecha, la capacidad antioxidante, la actividad enzimática y la expresión de genes biosintéticos siguen estando insuficientemente caracterizados en los cultivos de Brassica. En particular, no está claro si los cambios en la acumulación de fitoquímicos van acompañados de cambios coordinados a nivel enzimático y transcripcional durante el almacenamiento.

Las respuestas poscosecha están fuertemente influenciadas por la morfología del tejido, el estadio de desarrollo, la composición fitoquímica inicial, la penetración de la luz y la fisiología durante el almacenamiento. 

Estudios en brócoli y col roja

En una investigación reciente, se utilizaron plantas de brócoli y col roja de 8 semanas de edad como sistema modelo controlado de poscosecha para investigar las respuestas fisiológicas y metabólicas inducidas por tratamientos bajo condiciones experimentales definidas.

A esta edad, las especies de  Brassica pueden destinarse a ensaladas de hoja tierna (“baby leaf”) o utilizarse como alimentos funcionales. 

Este estadio de desarrollo también proporciona suficiente biomasa, uniformidad fisiológica y reproducibilidad para integrar análisis de metabolitos, actividad enzimática y expresión génica. 

El objetivo del estudio fue evaluar los efectos de los tratamientos poscosecha con LED UV-B y PAR sobre la pérdida de peso, la composición fitoquímica, la actividad antioxidante, la actividad de enzimas relacionadas con la biosíntesis de flavonoides y la expresión génica en brócoli y col roja durante el almacenamiento. 

Los tratamientos con luz indujeron una reprogramación metabólica dependiente de las especies, que se desarrolló dinámicamente durante el período de almacenamiento. 

El brócoli mostró una mayor sensibilidad a la pérdida de peso y clorofilas inducida por la luz, particularmente bajo UV-B solo y combinado con PAR. PAR+UV-B indujo una rápida activación de la vía de los fenilpropanoides, mejorando la biosíntesis de flavonoides y la actividad antioxidante, con un pico en el almacenamiento medio o tardío. 

Por el contrario, la col mostró una mayor estabilidad estructural y composicional, manteniendo niveles iniciales más altos de glucósidos de flavonol y exhibiendo una estabilidad antioxidante y enzimática más sostenida, con una respuesta a la luz más coordinada temporalmente. 

Estos hallazgos demuestran que la calidad de la luz influye de manera crítica en la respuesta metabólica poscosecha; especialmente induce aumentos del 21 al 77 % en los glucósidos de flavonol y del 7 al 20 % en la actividad antioxidante. 

Una sola exposición a PAR+UV-B puede preacondicionar el brócoli para que alcance su máximo potencial antioxidante durante el almacenamiento, mientras que el PAR de bajo consumo energético por sí solo es suficiente para preservar el estado nutricional superior de la col. 

La adaptación de los espectros de luz y el tiempo de aplicación proporciona un enfoque escalable y libre de químicos para mantener el color, la calidad nutricional y el valor funcional de las hortalizas del género Brassica durante la distribución refrigerada.
Mediante la integración de respuestas fisiológicas, bioquímicas y moleculares, este trabajo busca esclarecer cómo los tratamientos lumínicos poscosecha regulan el metabolismo secundario, y evaluar su potencial como estrategias sostenibles para mantener o mejorar la calidad poscosecha de las hortalizas del género Brassica.

*La radiación fotosintéticamente activa (RFA, o PAR por sus siglas en inglés, Photosynthetically Active Radiation) es la porción del espectro electromagnético de la luz solar que las plantas, algas y bacterias fotosintéticas usan para realizar la fotosíntesis. El rango de luz comprende las longitudes de onda entre los 400 y los 700 nanómetros (nm). Coincide casi por completo con el espectro de la luz visible para el ojo humano (desde el violeta hasta el rojo). 

 
Resumen gráfico según Liu, H. et al, 2027.

Fuentes

Liu, H.; Ji, Z.; Pöhnl, T.; Neugart, S. (2027).
Postharvest UV-B and PAR radiation induce species-dependent flavonoid metabolism during the storage of broccoli and red cabbage
Postharvest Biology and Technology, 243: 114658.
10.1016/j.postharvbio.2026.114658  Acceso el 23/09/2627.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925521426005077  Acceso el 23/09/2026.

Neugart, S.; Vogt, C. B. (2021).
Flavonoid Glycosides in Brassica Species Respond to UV-B Depending on Exposure Time and Adaptation Time
Molecules, 26(2)494.
https://doi.org/10.3390/molecules26020494 Acceso el 23/09/2026.

Imagen
https://www.tempo.com/noticias/ciencia/vegetais-cruciferos-podem-ter-efeito-protetor-contra-o-cancer-de-colon-afirma-novo-estudo.html#google_vignette  
Acceso el 23/09/2026.