Aplicac ia n de compuestos volatiles
18
26/02/2010 1 DRA. MA. ANDREA TREJO MÁRQUEZ COMPUESTOS VOLÁTILES DE ORIGEN NATURAL Los tejidos vegetales cuentan con diferentes mecanismos de defensa cuando se ven expuestos a diferentes tipos de estrés. Liberación de compuestos volátiles en grandes cantidades Los principales compuestos volátiles de origen natural (CVN) con capacidad antimicrobiana son: •Terpenoides •Compuestos azufrados •Jasmonatos •Alcoholes •Aldehídos
-
Upload
postcosecha -
Category
Documents
-
view
657 -
download
1
Transcript of Aplicac ia n de compuestos volatiles
26/02/2010
1
DRA. MA. ANDREA TREJO MÁRQUEZ
COMPUESTOS VOLÁTILES DE ORIGEN NATURAL
Los tejidos vegetales cuentan con diferentes mecanismos de
defensa cuando se ven expuestos a diferentes tipos de estrés.
Liberación de compuestos volátiles en grandes cantidades
Los principales compuestos volátiles de origen natural (CVN)
con capacidad antimicrobiana son:
•Terpenoides
•Compuestos azufrados
•Jasmonatos
•Alcoholes
•Aldehídos
26/02/2010
2
COMPUESTOS VOLÁTILES DE ORIGEN NATURAL
La manera en que actúan tales compuestos es
adhiriéndose a pared y/o membrana celular de los
microorganismos y afectando la permeabilidad y algunos
procesos vitales de los patógenos.
Las enzimas claves en algunas rutas metabólicas
esenciales en el metabolismo los microorganismos,
pueden ser inhibidas por estos compuestos volátiles.
COMPUESTOS VOLÁTILES DE ORIGEN NATURAL
El origen natural de los CVN, su biodisponibilidad y
efectividad, son algunos de los aspectos que han sido
considerados para ser utilizados como compuestos
antimicrobianos en vegetales frescos.
.
26/02/2010
3
COMPUESTOS VOLÁTILES DE ORIGEN NATURAL
La aplicación de CVN ha encontrado un gran nicho en diversas
industrias una de las más favorecidas es la agrícola, ya que estos
son utilizados como bio-pesticidas.
Una de las industrias que ha aprovechado muy poco la
aplicación de CVN ha sido la alimentaria.
La falta de información sobre inocuidad de los CVN como
conservadores alimenticios, ha provocado que aplicación se haya
visto retrasada.
COMPUESTOS VOLÁTILES DE ORIGEN NATURAL
La mayoría de estos compuestos están en proceso de
aceptación por las principales instituciones reguladoras de
la inocuidad de aditivos y conservadores alimentarios
(Lanciotti y col., 2004).
26/02/2010
4
COMPUESTOS VOLÁTILES DE ORIGEN NATURAL
Los CVN deben cumplir con ciertos lineamientos:
•Mostrar capacidad antimicrobiana, reduciendo
•de 2-3 logarítmos de microorganismos
•No afectar la frescura
•No afectar la calidad sensorial y nutricional
Principales rutas de biosíntesis de compuestos volátiles en
vegetales.
26/02/2010
5
TERPENOIDES
Los terpenoides son los CVN con mayor diversidad estructural.
Clases de terpenos en la naturaleza
Estructuras químicas de limoneno y citral, principales terpenos
encontrados en cítricos.
• Dentro de las frutas que destacan en la producción de terpenos
se encuentran los cítricos que deben su aroma a la presencia
de estos compuestos.
•Éstos se sintetizan en las glándulas que están distribuidas en forma
heterogénea en las capas pigmentadas del flavelo y que producen
aproximadamente 1 mL del correspondiente aceite esencial como
agente aromatizante.
26/02/2010
6
Los terpenoides se
sintetizan de unidades
de acetato, mediante
la ruta del ácido
mevalónico y que
también es precursor de
otras sustancias, como
fitol, carotenos y otros
pigmentos.
Ruta del ácido mevalónico
Síntesis de terpenos a partir de pirofosfato
de geranilo.
26/02/2010
7
TERPENOIDES
Los terpenoides tienen actividad contra diferentes bacterias,
virus y protozoarios.
El mecanismo de acción de la actividad antimicrobiana de los
terpenos no está totalmente elucidada, se sugiere que favorecen
el daño dentro de la estructura de las membranas celulares.
Su aplicación en frutos: frescos como parte de algún
recubrimiento ó en productos mínimamente procesado como
conservador.
ACEITES ESENCIALES
Aceites esenciales
Son líquidos oleosos volátiles
Insaponificables
Se obtienen de hojas, raíces, flores, semillas
y frutas.
Representa la fracción aromática más
importante de los vegetales
Están constituidos por una mezcla de
compuestos (terpenos, alcoholes, cloroformo y
aceites.
Mayor contenido de aceites en plantas
jóvenes que en plantas adultas.
26/02/2010
8
ACEITES ESENCIALES
El interés en la aplicación de aceites esenciales para el
control de patógenos pre y poscosecha se ha incrementado
en los últimos años debido a que poseen características
especiales y presentan un gran potencial en la conservación
de alimentos.
Los aceites esenciales derivados de plantas son conocidos
por su actividad antimicrobiana contra un amplio rango de
bacterias y hongos.
ACEITES ESENCIALES
La gran mayoría de los aceites esenciales son considerados
como GRAS su uso como aditivo alimentario es limitado
debido a los cambios sensoriales que causan en los
productos tratados.
26/02/2010
9
ACEITES ESENCIALES
El mecanismo de acción de todos los aceites esenciales
permanece sin ser elucidado.
Por ejemplo:
El hexanal molécula activa de diversos aceites, actúa
como surfactante. Se cree que se difunde de forma pasiva
a través de la membrana plasmática . Una vez dentro de la
célula en su forma de aldehído reacciona biológicamente
con importantes grupos nucleofílicos, también puede
reaccionar con los grupos sulfihidrílos de ciertas proteínas
bajo determinadas condiciones fisiológicas.
ACEITES ESENCIALES
ACEITES
ESENCIALES
Pueden tener efecto antagonistas o sinérgicos
sobre el crecimiento de ciertos microorganismos.
Los aceites procedentes de cítricos pueden
presentar una alta capacidad antimicrobiana .El
citral es efectivo para la disminución de
crecimiento de P. digitatum y P. italicum.
El hexanal es efectivo para la disminución de E.
coli.
26/02/2010
10
ACEITES ESENCIALES
ACEITES
ESENCIALES
La actividad de los CVN depende
principalmente de
su tasa de migración a través de la membrana
plasmática, se considera que la toxicidad de
estos compuestos se debe a la presión de vapor
de los mismos.
Estos compuestos pueden ser aplicados en
tratamientos superficiales, recubrimientos
comestibles, en productos mínimamente
procesados.
COMPUESTOS AZUFRADOS
COMPUESTOS
AZUFRADOS
Las frutas se caracterizan por producir ésteres y
alcoholes y por lo general se consideran olores
desagradables.
En esta categoría tenemos la cebolla, el ajo, el
rábano, la mostaza, el berro, la col, etc. Todo
estos productos generan compuestos
azufrados.
La actividad antimicrobiana de extractos de
plantas, especialmente del género Allium ha
sido reconocida desde hace años.
26/02/2010
11
COMPUESTOS AZUFRADOS
COMPUESTOS
AZUFRADOS
El ajo y la col, poseen alta capacidad antimicrobiana.
La actividad antimicrobiana del ajo se debe al
compuesto activo, alicina , el cual no se encuentra
en el ajo entero , pero es generado por su precursor,
alicina por hidrólisis enzimática cuando se macera o
se rompe.
En col, el sulfóxido de S-metil-L-cisteína es un
aminoacido no proteico que contiene azufre.
Los principales compuestos antimicrobianos de col y
ajo son metil metano tiosulfinato y alicina.
COMPUESTOS AZUFRADOS
COMPUESTOS
AZUFRADOS
El ajoeno es un derivado de la alicina y presenta
Una fuerte actividad antifúngica con A. niger a
< 20ug/ml.
El ajoeno fue muy potente para inhibir las bacterias
Gram (+) y levaduras y presenta varios grados
De inhibición contra bacterias Gram (-) como E. coli
y P. aeruginosa.
El uso de CVN como conservadores naturales en
frutos no es muy común, pero representa una
promisoria área.
Extractos naturales de ajo combinadas con bajas
temperaturas podrían extender la vida de anaquel de
frutos.
26/02/2010
12
Formación de ajoeno de alicina
METIL JASMONATO
Es un compuesto natural derivado del jazmín, ubicuo
En la mayoría de las plantas, tienen propiedades
Similares a las del ácido abscísico y puede inducir
mecanismo de defensa contra diferentes patógenos.
• Regulador del crecimiento
•Promover el cierre estomático
•Actuar como segundo mensajero
•Disminuir el ataque de patógenos
• Es estable a temperatura ambiente
•Se puede aplicar por inmersión en agua o en forma de
vapor, dependiendo del tejido.
METIL
JASMONATO
26/02/2010
13
METIL JASMONATO
.
METIL
JASMONATO
LA aplicación MJ es efectiva para la reducción del deterioro
De ciertos productos de origen vegetal.
Toronja presentó efecto contra P. digitatum.
Fresa reduce el deterioro fúngico y aumenta la capacidad
Antioxidante de los frutos.
Se ha observado un incremento de MJ en frutos en estrés
Cuando sufren una herida o en presencia de patógenos.
La aplicación de MJ en frutos induce la biosíntesis de
Proteínas de defensa contra microorganismos.
La aplicación de MJ incrementó la actividad de la enzima
PAL y el contenido de fenoles en frutos de guayaba.
Biosíntesis de metil jasmonato
26/02/2010
14
ETANOL
La actividad bactericida del etanol se potencia con la
Existencia de una cierta proporción de agua en solución.
El etanol al 70% ha demostrado tener mayor fuerza
bactericida que una solución al 95%, mientras que
soluciones con menos del 30% son raramente biocidas.
Sacos comerciales generadores de etanol se pueden
Utilizar en frutos cortados para inhibir el crecimiento
Microbiano, debido a los vapores tóxicos generados.
La aplicación de etanol en diferentes productos
hortofrutícolas puede llevarse a cabo directamente en la
Superficie del producto o en forma de vapores a
diferentes concentraciones.
ETANOL
ETANOL
La aplicación de vapores de etanol 2 mL/ kg,
disminuyó el deterioro fúngico en uvas de mesa variedad
Chasselas, presentado un efecto similar a tratamientos
Con dióxido de azufre.
La aplicación de vapores de etanol no afecta a las
características sensoriales del fruto.
Los tratamientos con vapores de etanol pueden ser
implementados fácilmente a nivel industrial.
Se considera al etanol un compuesto seguro para la
salud que queda clasificado como GRAS por la FDA, por
lo que puede ser utilizado sin riesgos para el consumidor
ETANOL
26/02/2010
15
ETANOL
En tomate la aplicación de vapores de etanol y
acetaldehído puede retardar la maduración (Kelly y
Saltveit, 1988).
En tomate puede inhibir la síntesis y la acción del
etileno, incrementando la acción de CO2, disminuyendo
la pérdida de clorofila y la síntesis de licopeno.
En kiwi estimula la maduración ,
La aplicación de estos tratamientos puede mejorar la
Calidad en poscosecha de tomates, zarzamoras, y peras
incrementando los azúcares y el sabor.
En fresa los vapores de etanol disminuyó el deterioro
Fúngico y disminuye el deterioro fúngico al mezclar con
MJ.
ETANOL
BENZALDEHÍDO
Benzaldehído
Uno de los compuestos volátiles producidos
durante la maduración de durazno.
Actividad antifúngica
Se descomponen en ácido benzóico y agua
En [ ] 25 uL/L inhibe la germinación de
monilinia fructícola.
[ ] 370 uL/L benzilaldehído, metil salicato y
Etil benzoato inhiben al 100% crecimiento
de M. fructícola y B. cinerea.
Benzilaldehído efectos contra Rhizopus stolonifer
y P. digitatum
Interactúa con membrana citoplasmática de E.coli,
presentendo un efecto inhibitorio en el desarrollo de
algunos patógenos
26/02/2010
16
Ácido acético
ÁCIDO
ACÉTICO
El ácido acético es uno de los ácidos orgánicos más
Comunes .
Es el responsable del olor amargo característico del
Vinagre.
En estado sólido se le conoce como acético glacial
porque puede formar cristales.
La aplicación en poscosecha a bajas concentraciones
en forma de vapor fueron efectivos para el control del
crecimiento de Botrytis cinerea en manzana.
En duraznos , chabacanos, y cerezas los tratamientos
de AA mostraron tener efecto antifúngico.
Ácido acético
ÁCIDO
ACÉTICO
La fumigación con AA seguido un empaque en
atmósferas modificadas y almacenamiento a 0°C
reduce un 94% el deterioro de uva .
Las propiedades que tienen el AA, se utilizan para el
Control de diferentes especies de levaduras,
bacterias y en menor grado para hongos.
Los vapores de ácido acético pueden aplicarse
durante el almacenamiento.
26/02/2010
17
Reacción de la formación de ácido acético.
COMPUESTOS VOLÁTILES
DE ORIGEN NATURAL
PRODUCTO CVN APLICADO EFECTO
Uva de mesa
Fresa fresca
Guayaba
Ensalada de frutas (manzana, pera, uva, durazno y kiwi)
Kiwi rebanado
Mango
Vapores de etanol
Metil jasmonato y etanol
Metil Jasmonato
Aceite de mandarina, limón y lima
Metil jasmonato, alcohol isopropílico, etanol, aceite de árbol de té
Metil jasmonato
Disminución del deterioro fúngico
Reducción de deterioro fúngico y aumento en la capacidad antioxidante
Incremento a la tolerancia contra el ataque de patógenos
Reducción de crecimiento microbiano y aumento de la vida de anaquel.
Reducción del deterioro y de la tasa metabólica
Disminución de daños por frío y deterioro
26/02/2010
18
COMPUESTOS VOLÁTILES
DE ORIGEN NATURAL
PRODUCTO CVN APLICADO EFECTO
Manzana
Durazno, chabacano y cerezas
Tomate
Kiwi
Vapores de ácido acético
Ácido acético
Etanol y acetaldehído
Etanol y acetaldehído
Control de crecimiento de Botrytiscinerea
Inhibición de deterioro fúngico
Aumento de la calidad sensorial y retarda la maduración
Estimulación de la maduración
COMPUESTOS VOLÁTILES
DE ORIGEN NATURAL
Conclusiones y áreas futuras de investigación:
Las tendencias indican que los CVN pueden representar una
herramienta útil para incrementar la vida útil y mejorar
la inocuidad de los productos vegetales.
Se requiere identificar moléculas activas, así como las condiciones
que puedan maximizar su actividad sin causar efectos negativos.
Utillizar los CVN en combinación con otras tecnologías.
