Un equipo multidisciplinar formado por expertos del Instituto de Ciencias Materiales de Sevilla (ICMS-CSIC) y los departamentos de Biología Molecular y Bioquímica y de Mejora Genética y Biotecnología del Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea ‘La Mayora’ (IHSM-CSIC) ha comprobado que ciertos compuestos orgánicos de la piel del tomate intervienen en la resistencia al agrietado y la protección frente a la temperatura y la luz ultravioleta. En concreto, la capacidad de resguardo del calor y los rayos del sol varía según la modificación del grosor de la cutícula y de la acumulación de fenoles, compuestos orgánicos que determinan el color y aroma del fruto de tomate.

Trozos de cutícula del tomate, la parte más externa de la piel de este fruto.

Tras realizar pruebas físicas y mecánicas, los expertos han concluido que el bloqueo de la parte más dañina de la radiación ultravioleta, denominada UV-B, es casi del 100% en cualquier estado de maduración. La origina la presencia de derivados del ácido cinámico, un componente natural presente de la pigmentación de la piel del tomate.

Uno de los procesos que han evaluado la resistencia de la cutícula del tomate.

Por otro lado, la protección frente a la fracción UV-A, la menos perjudicial y responsable entre otras del bronceado de la piel humana, crece con el desarrollo del fruto y alcanza prácticamente el 100% cuando está maduro. En este caso intervienen tanto el aumento de grosor de la cutícula como la acumulación de un pigmento denominado flavona chalconaringenina, que además, robustece la piel del fruto.

En este estudio titulado ‘The Response of Tomato Fruit Cuticle Membranes Against Heat and Light’ y publicado en la revista Frontiers in Plant Science, los expertos realzan el papel de la cutícula, la parte más externa de la piel del tomate, como agente protector frente a estreses ambientales como la radiación nociva, el daño térmico y mecánico y la pérdida de agua.

Además, ayuda a regular la transferencia de calor con el medio. “La acumulación de fenoles es una herramienta muy eficaz para modular la cantidad de radiación ultravioleta que llega a los tejidos internos y constituye una estrategia de las plantas para adaptarse a los niveles ambientales de luz solar”, explica a la Fundación Descubre José Jesús Benítez, investigador del Instituto de Ciencias Materiales de Sevilla y uno de los autores de este trabajo.

De izquierda a derecha: Susana Guzmán Puyol, José Alejandro Heredia Guerrero, Luz Divina María Gómez Pulido, Patricia Segado Haro, Fernando Gallardo Alba, Eva María Domínguez Carmona, Antonio Heredia Bayona, Ana González Moreno y Rafael Fernández Muñoz.

El investigador del ICMS José Jesús Benítez, uno de los autores del estudio.

La acumulación de compuestos fenólicos también controla otros parámetros físicos de la cutícula de tomate, como, por ejemplo, la temperatura de transición vítrea. Se produce cuando el material pasa de un estado rígido a otro de mayor fluidez estructural y condiciona el paso de moléculas de agua y gases desde y hacia el exterior del fruto. “Del mismo modo que la piel controla la integridad del fruto, también regula el intercambio de agua y gases. La clave es conocer los mecanismos que lo controlan y diseñar las estrategias para evitar el deterioro de calidad del fruto”, detalla Benítez.

Pruebas con la piel del tomate

Para obtener estos resultados, los expertos han trabajado con plántulas de tomate de la especie Solanum lycopersicum L. ‘Cascada’ cultivadas sobre sustrato de fibra de coco en un invernadero a prueba de insectos.

En concreto, aislaron esta capa de los frutos y la sometieron a ensayos mecánicos y térmicos para determinar su elasticidad y respuesta a la temperatura. Comprobaron que el comportamiento mecánico y térmico de la cutícula depende directamente del contenido en fenoles. Con ello, se abren nuevas vías de estudio para determinar qué genes determinan los mecanismos de control de la calidad del fruto.

Este trabajo de investigación ha contado con financiación propia del Instituto de Ciencias Materiales de Sevilla y el Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea ‘La Mayora’, Fondos Feder y del Ministerio de Ciencia e Innovación.

Referencias

Benitez, JJ; Moreno, AG; Guzman-Puyol, S; Heredia-Guerrero, JA; Heredia, A; Dominguez, E: ‘The Response of Tomato Fruit Cuticle Membranes Against Heat and Light’. Frontiers in Plant Science, 12, 807723 (2022).

Benitez, JJ; Guzman-Puyol, Vilaplana, F; Heredia-Guerrero, JA; Dominguez, E; Heredia, A: ‘Mechanical Performances of Isolated Cuticles Along Tomato Fruit Growth and Ripening’. Frontiers in Plant Science, 12, 787839 (2021).

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