Antioxidantes de América para el mundo: el jitomate y el achiote

Dra. Laura J. Pérez Flores

UAM-Iztapalapa

Jitomate

El fruto del jitomate (Solanum lycopersicum), denominado también tomate, es una hortaliza muy popular en todo el mundo, por su color y aroma atractivos, su valor nutritivo y su versatilidad de uso, ya que que se consume fresco o procesado (Rick, 1978; Hobson y Grierson, 1993). Pertenece a la familia de las solanáceas, que también incluye a la papa, el chile, el tomate verde, la berenjena, el tabaco, el toloache, la mandrágora, la belladona y plantas de ornato como la petunia. Las evidencias moleculares sugieren que se originó en la zona de los Andes, ya que ahí se encuentran gran diversidad de variedades primitivas de jitomate, así como especies silvestres cercanas (Casas y Caballero, 1995).

El término “jitomate” proviene de la palabra náhuatl xitomatl (fruto gordo con ombligo), este nombre, así como los reportes de los cronistas españoles sobre su venta en el gran mercado de Tenochtitlán y su consumo en la dieta de los indígenas, apoyan la propuesta de que se domesticó en México. Los primeros cronistas españoles no distinguieron entre el tomatl y el xitomatl, traduciendo ambas palabras con el término “españolizado” tomate.

El jitomate se llevó a España a fines del siglo XV distribuyéndose de ahí al resto de Europa y del mundo. Inicialmente, no fue aceptado en Europa por atribuírsele propiedades similares a las de otras solanáceas, (belladona y mandrágora). Hasta el siglo XVIII se incorporó a la dieta europea y los agricultores italianos contribuyeron a su mejoramiento convirtiéndolo en el fruto de color rojo intenso y jugoso que conocemos (Long, 1995; Long, 2001).

El volumen de producción mundial de jitomate se ha incrementado significativamente en los últimos años (FAOSTAT, 2012), debido a la introducción de nuevas variedades y a la adopción de mejores prácticas culturales (cultivos protegidos, uso de fertilizantes, manejo del riego y control de plagas) (Grandillo, et al., 1999).

México es el décimo productor y se encuentra entre los tres primeros exportadores de jitomate en fresco en el mundo (FAOSTAT, 2013; SAGARPA, 2014). Por su elevado consumo, el jitomate es una fuente importante de fibra, potasio, magnesio, antioxidantes (licopeno y b-caroteno) y vitaminas A, C y E (Yilmaz, 2001; Causse, et al., 2003; Meléndez-Martínez, et al., 2010).

El jitomate, se ha seleccionado para satisfacer las preferencias y necesidades humanas, aunque desde el punto de vista biológico, los frutos carnosos evolucionaron para atraer a los organismos dispersores de las semillas (Gómez et al., 2014; Rambla et al., 2014). El jitomate es un fruto climatérico, cuya maduración se induce por la hormona etileno y presenta un pico respiratorio; se ha usado como modelo del proceso de maduración de frutos carnosos.

En 2012 se terminó la secuenciación del genoma del jitomate (The tomato genome consortium). La maduración del fruto de jitomate es un proceso complejo, altamente coordinado, que se inicia cuando las semillas han completado su desarrollo.

La maduración se acompaña por cambios físicos y químicos en el color, textura, gusto (sabor y aroma); incluye la degradación de clorofila, la síntesis de carotenoides como el licopeno, antioxidante que da a los frutos su color rojo característico, el ablandamiento por degradación de la pared celular, el sabor y aroma que resulta de interacciones complejas entre ácidos orgánicos, azúcares solubles y cerca de 400 compuestos volátiles, aproximadamente 20 de impacto (Sanz, et al., 1997; Baldwin et al., 2000).

En la maduración participan, además de la hormona etileno, factores de transcripción descubiertos en las mutantes con maduración alterada rin, nor y cnr (Klee y Giovannoni, 2011; Cherian, et al., 2014; Gómez, et al., 2014), la respiración alternativa que produce el pico climatérico (Xu, et al., 2012) y recientemente se ha reportado la importancia de la regulación epigenética (Zhong, et al, 2013). Se ha logrado retrasar la maduración en plantas transgénicas, en las que se ha inhibido la producción de etileno o de enzimas que participan en el ablandamiento (Hamilton, et al, 1990; Smith, et al, 1990).

El principal objetivo de investigación en tecnología postcosecha es mantener la calidad y minimizar las pérdidas. La calidad del fruto se evalúa por características físicas externas (color, forma, tamaño) e internas (textura, valor nutricional, composición, sanidad, aroma y sabor). En años recientes, los consumidores se han quejado del gusto de los frutos de jitomate (Baldwin, et al., 2000). Parte de esta insatisfacción se debe a que los frutos se cosechan inmaduros y al manejo postcosecha (Klee y Tieman, 2013).

Otro factor determinante es que el mejoramiento se ha enfocado en aumentar el rendimiento, la resistencia a enfermedades y transporte, a mejorar las características físicas externas y a retrasar la maduración; sin incluir atributos ocultos de calidad como el gusto y los niveles de compuestos funcionales. Además de la complejidad y naturaleza multigénica de los factores que determinan el gusto, el mejoramiento de la calidad sensorial del jitomate es problemático por la carencia de criterios de selección y porque hay variaciones regionales y culturales en las preferencias de los consumidores (Wright, et al., 2001; Zanor, et al., 2009; Piombino, et al., 2013).

En nuestro grupo de trabajo estamos interesados en estudiar los niveles de antioxidantes y calidad sensorial del jitomate, así como el efecto del almacenamiento refrigerado en híbridos comerciales, colectas nativas y líneas experimentales generadas en el programa de mejoramiento de la UAch (colaboración con el Dr. Rodríguez).

Los resultados muestran que en las primeras etapas de maduración los sistemas antioxidantes predominantes son los enzimáticos, mientras que en etapas avanzadas, la capacidad antioxidante se correlaciona con el aumento en los niveles de carotenoides (López-Vidal, et al., 2014). En relación a la preferencia de los consumidores encontramos que la colecta nativa estuvo en los extremos muy aceptada y muy poco aceptada. Como se esperaba la colecta nativa tuvo mayor capacidad antioxidante que el híbrido comercial y la línea experimental analizada (Cruz et al., tesis de maestría).

Con respecto al almacenamiento refrigerado, la principal tecnología postcosecha usada para incrementar la vida de anaquel, se encontró que el almacenamiento refrigerado del jitomate rojo claro (10ºC) cambió el perfil del aroma de los frutos a partir de los 6 días de almacenamiento, observándose un aumento en la relación aldehídos/alcoholes, que está asociado a una disminución de la enzima alcohol deshidrogenasa y estas modificaciones fueron detectadas por un panel de jueces entrenados (Díaz de León et al., 2009).

El almacenamiento refrigerado a 12.5 ºC modificó los volátiles del aroma a partir de los 9 días, El panel de jueces entrenados percibió estos cambios como un aumento del descriptor humedad. La prueba de consumidores mostró que los frutos almacenados a 12.5 ºC mantienen una mejor calidad sensorial que los almacenados a 10 ºC (Ponce, et al., sometido para su publicación).

Achiote 

El achiote (Bixa orellana L.) es una planta originaria de América tropical, posiblemente de la cuenca amazónica del alto Brasil. Se cultiva en las regiones tropicales (México, Colombia, Ecuador y Perú). Los indígenas americanos conocían y valoraban el achiote, lo usaban como colorante natural, en productos alimenticios y como pintura corporal o facial.

Actualmente, aún se consume en la cochinita pibil y algunas bebidas refrescantes que contienen achiote como el tascalate y el xochistle. El nombre achiote se deriva de la palabra náhuatl ‘achiotl’ que significa semilla brillante, y el nombre de la especie se otorgó en honor al descubridor del Amazonas Francisco Orellana (Morton, 1960). Los pigmentos están presentes en toda la naturaleza, y en ocasiones la aceptación o rechazo de las cosas depende de su color. Los principales pigmentos naturales son carotenoides, antocianinas y betalainas (Delgado-Vargas, et al., 2000).

Estudios recientes sugieren que el uso indiscriminado de colorantes artificiales en alimentos está ligado al desarrollo de enfermedades degenerativas. Por lo que, en varios países desarrollados se han prohibido algunos de estos y se han recomendado los pigmentos naturales (Salinas et al., 2005).

El achiote contiene principalmente pigmentos derivados de carotenoides (bixina y norbixina), considerados inocuos. La bixina representa aproximadamente el 80% de los carotenoides totales y en menor cantidad se encuentra la norbixina y otros carotenoides (Cardarelli, et al., 2008). La bixina es liposoluble y la norbixina hidrosoluble, lo que hace al achiote una planta muy interesante como fuente vegetal de colorantes (Toledo, et al., 2004). Los pigmentos de achiote tienen gran importancia económica a nivel mundial; la bixina ocupa el segundo lugar entre los pigmentos naturales usados en el mundo (Giridhar, et al., 2010; Chuyen, et al., 2012).

Estos pigmentos se usan ampliamente en la industria alimentaria para generar colores atractivos en lácteos (quesos, margarinas, mantequillas, yogurt, helados), productos cárnicos y condimentos, así como en la industria cosmética y farmacéutica (Kang, et al., 2010; Lourido y Martínez, 2010) y en cerámicas, pinturas, jabones, barnices, teñido de sedas y algodón (Devia y Saldarriaga, 2003).

Además de acumular carotenoides, el achiote contiene cantidades importantes de tocoferoles y tocotrienoles (isómeros de vitamina E). Se considera al achiote la principal fuente vegetal de tocotrienoles (Aggarwal, et al., 2010), que contienen tres dobles enlaces en la cadena lateral hidrofóbica lo que aumenta su liposolubilidad y penetración en los tejidos.

Se ha reportado que los tocotrienoles tienen mayor capacidad antioxidante, mayor efecto anti-cancerígeno, neuroprotector y de reducción del colesterol que los tocoferoles (Srivastava y Gupta, 2006; Sen, et al., 2007).

En México, se han colectado 40 accesiones de achiote, que se han caracterizado en su morfología y contenido del carotenoide bixina. Una accesión es una muestra con distinto germoplasma, que se expresa en un fenotipo distintivo y cuya preservación en un banco de germoplasma es importante para conservar la diversidad genética.

En nuestro laboratorio estamos caracterizando 7 accesiones de achiote procedentes de Yucatán. Se encontró que la accesión con el mayor rendimiento de extracción de colorante (extracto de color rojo más intenso), también presentó el mayor contenido de carotenoides totales, de tocotrienoles (siendo el más abundante el d-tocotrienol) y tocoferoles, así como mayor capacidad antioxidante. Estos resultados permitirán hacer recomendaciones a los productores de traspatio de la península de Yucatán para que puedan cultivar accesiones con mejores características de calidad.

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