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El cultivo de colilflor bajo estrés mejora su valor nutricional

El cultivo de colilflor bajo estrés mejora su valor nutricional

El cultivo de coliflor bajo estrés es una realidad propiciada por el cambio climático que puede inducir el aumento en la concentración de compuestos de valor nutricional


Jacinta Collado González,
Grupo de Horticultura, IMIDA

 

I+D+i
Se sabe que el cambio climático es una de las amenazas más graves y multifacéticas que enfrenta el ser humano en la actualidad. Esta amenaza tiene un efecto negativo considerable en la agricultura, ya que es uno de los sectores más vulnerables. Este efecto negativo, a su vez, puede comprometer la producción de alimentos saludables y podrían llevar a ciertos sectores de la población a un estado de inseguridad alimentaria.

Debido a ello, en las últimas décadas se ha incrementado el interés por los efectos del cambio climático en cuanto al fortalecimiento de la intensidad del estrés abiótico, con el fin de mejorar la tolerancia al estrés abiótico de las plantas. Asimismo, también se está intentando estudiar la manera de hacer cultivos más sostenibles con la finalidad de ayudar a reducir lo máximo posible el impacto climático.

Temperatura y CO2

Uno de los estreses abióticos más importantes del mundo que actualmente está afectando la productividad y la calidad de las plantas en todo el mundo es el estrés por altas temperaturas, debido a que este estrés abiótico generalmente va acompañado del déficit hídrico. Es importante tener claro que los efectos del estrés por calor dependen no solo de la especie de cultivo, sino también de su adaptabilidad al medio.

El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático reunido el año 2019 reportó que durante el siglo XX la temperatura global aumentó en 0.5 °C y para finales del siglo actual se espera que haya aumentado entre 1.5 y 5.8 °C.

A pesar de que se haya visto una relación entre el aumento de la temperatura y la emisión de CO2 al ambiente, no se sabe mucho sobre el efecto de la combinación de estrés de calor extremo y altos niveles de CO2 en las plantas. De modo que, el realizar estudios sobre esta combinación podría proporcionar información muy importante y muy interesante sobre el cambio climático global. De hecho, varios estudios han puesto de manifiesto que una alta concentración de CO2 podría ser utilizada como herramienta para reducir los efectos negativos debidos al estrés abiótico sufrido por las plantas, como por ejemplo el ozono, el calor y la sequía, entre otros.

Compuestos bioactivos

Las poliaminas, incluídas putrescina (Put), espermidina (Spd), espermina (Spm) y cadaverina (Cad) son un grupo de reguladores de crecimiento esenciales en las plantas. Sus funciones en las plantas se pueden resumir en uniones reguladoras en elongación celular, división celular, crecimiento de raíces, formación de flores, embriogénesis y replicación del ADN.

Además, las poliaminas han sido utilizadas con el fin de mejorar la tolerancia de las plantas en diferentes condiciones de estrés abiótico. De hecho, nuestro equipo de investigación ha demostrado que la aplicación exógena de la poliamina espermidina a la coliflor confiere algunos efectos protectores a la coliflor contra el estrés por calor.

Al igual que las plantas, los seres humanos también necesitan poliaminas para una vida sana. En este sentido, actualmente se conocen tres fuentes de poliaminas para humanos: poliaminas intracelulares, poliaminas dietéticas y aquellas producidas por la microbiota intestinal humana.

La importancia de las poliaminas para el ser humano radica en que estos compuestos bioactivos juegan un papel importante en la protección de los adultos de los trastornos metabólicos asociados al envejecimiento y pueden contribuir a mejorar sus funciones reproductivas. Debido a que la capacidad de sintetizar poliaminas in situ se ve reducida conforme el ser humano va envejeciendo, la ingesta de alimentos ricos en estos compuestos bioactivos debe ser aumentada.

Cultivos más sostenibles

Por otro lado, con el fin de ayudar en la mitigación del cambio climático, también se ha observado en los últimos años una conciencia de la necesidad de obtener cultivos más sostenibles.

Los cultivos de Brassica oleracea como la coliflor y el brócoli se cultivan ampliamente en todo el mundo, siendo Murcia, una región en el sureste de España, el mayor productor de estas crucíferas en Europa.

Debido a las propiedades nutricionales, nutracéuticas y anticancerígenas que presentan estas plantas por su alto contenido en compuestos bioactivos, su consumo se ha visto incrementado mucho en los últimos años. Sin embargo, no se ha hecho una gran consideración del impacto negativo significativo al medio ambiente que tiene la gestión de los considerados desperdicios de estas plantas. Pues una gran cantidad de este material vegetal se clasifica directamente como material de desecho, estando constituido más del 50% de este subproducto por hojas.

La investigación

Por tanto, nuestra investigación se centra el estudio del efecto de diferentes parámetros ambientales, destacando la alta temperatura, el nivel de CO2 y el tratamiento externo con poliaminas sobre el contenido de compuestos bioactivos tanto de la inflorescencia como en los subproductos de la coliflor cv Moonshine.

En lo relacionado con la inflorescencia, nuestros resultados muestran que la aplicación foliar de la poliamina espermidina como de un precursor las poliaminas, la arginina, previamente al tratamiento por calor extremo favorece la acumulación los compuestos fenólicos y el contenido de poliaminas endógenas.

Asimismo, también pone de manifiesto una mejora en la acumulación de nutrientes como calcio, magnesio, fósforo, potasio y zinc y de aniones como nitratos y cloruros y una reducción de la acumulación de sodio. La reducción del contenido de azúcares y proteínas en ausencia de aplicación foliar puede atribuirse principalmente a un aumento de la biosíntesis de almidón y una desnaturalización de proteínas e inhibición de la síntesis de proteínas, respectivamente.

En cuanto a los subproductos de la coliflor, nuestra investigación también demuestra que la exposición de las plantas a un alto contenido de CO2 y la aplicación de putrescina promovieron significativamente la acumulación de biomasa y de compuestos bioactivos, mejorando la adaptabilidad de la planta a esas condiciones de crisis climática y permitieron, desde el punto de vista nutracéutico, la posibilidad de aprovechar al máximo los subproductos de la coliflor.

Además, la alto concentración de CO2 moduló el contenido de poliaminas endógenas, aumentando la concentración de espermidina libre y espermina, y disminuyendo el contenido de putrescina libre para resistir el daño causado por el estrés térmico. La mayor biosíntesis de compuestos bioactivos fue registrada en las hojas más viejas de la coliflor.

Beneficios del estrés por calor

Recogiendo todos los resultados obtenidos se puede concluir que tanto el estrés por calor adecuado como el tratamiento foliar adecuado con la espermidina, putrescina o su precursor, la arginina, combinados pueden ser una herramienta potencialmente útil para mejorar la cantidad de compuestos que bioactivos y algunos minerales con sus posibles aspectos beneficiosos concomitantes para la salud humana.

Además, esta herramienta agronómica combinada con una elevada concentración de CO2 puede emplearse no sólo con la finalidad de conseguir una mayor calidad de la parte comestible de la coliflor, sino también con la finalidad de fomentar la biosíntesis y acumulación de compuestos bioactivos en las hojas más maduras de esta crucífera. Dándole, así, una mayor revalorización a los subproductos de esta crucífera con fines farmacéuticos o nutracéuticos. Este hecho haría que este cultivo fuera más sostenible.

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