ABSTRACT
Una de las mayores causas de pérdidas poscosecha de frutos de pitaya amarilla es su ablandamiento excesivo, el cual ha sido documentado previamente cuando la fruta es almacenada a temperaturas de cosecha o después de refrigeración. Además, tratamientos de choque térmico antes del almacenamiento refrigerado ofrecen control en el ablandamiento de estos frutos. Diferentes experimentos fueron llevados a cabo para evaluar el papel de algunas enzimas degradadoras de pared celular en el ablandamiento de frutos de pitaya amarilla: almacenamiento a 18 °C (TA) y refrigeración con choque térmico previo (ChT-R). Se incluyó también un tratamiento refrigerado control, sin choque térmico (control-R). Si midió el color de la corteza, la firmeza y las actividades de poligalacturonasa (PG), celulasa (CEL) y xilanasa (XIL). La evaluación del color indicó que los frutos almacenados a TA alcanzaron su madurez comercial luego de seis días. Luego de 12 días de almacenamiento a TA el pardeamiento y ablandamiento excesivo afectaron negativamente la calidad de los frutos. El pardeamiento y ablandamiento excesivo fueron detectados también en los frutos control-R cuando se movieron de 2 a 18 °C. Un ligero pardeamieno fue observado en los frutos ChT-R. Estos frutos alcanzaron su madurez comercial luego de 24 días de almacenamiento (nueve días luego de terminado el almacenamiento refrigerado). La actividad de XIL se asoció al ablandamiento en los frutos almacenados a TA y ChT-R. No se observó una clara correlación entre las actividades de PG y el ablandamiento, como tampoco entre CEL y el ablandamiento.
One of the major causes of yellow pitaya fruit loss during its marketing is its excessive softening, which has been previously documented when the fruit is stored at harvest temperature or after refrigeration. Furthermore, its excessive softening has been controlled by the application of heat shock treatments before refrigeration. Different experiments were carried out to evaluate the role of cell wall degrading enzymes on yellow pitaya fruit softening: storage at 18 °C (RT) as well as refrigeration with previous heat shock treatment (HS-R). A refrigerated control, without heat shock, was included (control-R). Peel color, firmness, poligalacturonase (PG), celulase (CEL) and xilanase (XIL) activities were measured. RT fruits reached the commercial ripeness after six days, as indicated by the color evaluation. After 12 days of storage at RT browning and excessive softening negatively affected the fruit quality. Browning and excessive softening were also detected in the control-R fruit when moving from 2 to 18°C. Minor browning was found in the HS- R fruit. HS-R fruit was full ripe 24 days of storage (nine days after finishing the refrigerated storage). XIL activity was associated to the softening in the RT and HS-R fruits. No clear correlation was observed between PG and softening neither between CEL and softening.
ABSTRACT
Durante el periodo de poscosecha el principal problema de deterioro del lulo (Solanum quitoense Lam) es el ablandamiento que es generado principalmente por actividad de enzimas pécticas que atacan la red estructural de la pared celular. Esta investigación se basó en la búsqueda de las mejores condiciones de extracción y medida de actividad de las enzimas pectinesterasa, poligalacturonasa y pectato liasa; herramientas necesarias para estudiar posteriormente el rol de estas enzimas en el deterioro por ablandamiento sufrido por el fruto debido a diversos cambios metabólicos. Se encontró que las dos primeras enzimas pueden ser extraídas simultáneamente con buffer fosfatos 20 mM pH 7,0 + NaCl 0,06 M y 60 min de extracción, relación 1:2 (material vegetal: buffer de extracción), a su vez, pectato liasa se extrajo con buffer fosfatos 20 mM pH 7,0 + cisteína 20 mM y 30 min de extracción, relación 1:3. Para la cuantificación de la actividad pectinesterasa es necesario incubar 15 min a 42 °C 2.500 µL de extracto enzimático crudo (EE) en buffer fosfatos 20 mM pH 7,0 + NaCl 0,15 M y 1,6% de pectina cítrica como sustrato, con valores de Km aparente de 3,78% de PC y Vmax 17,95 µmolH+/min*mg prot. Para la cuantificación de la actividad poligalacturonasa es necesario incubar 15 min a 37 °C 30 µL (EE) en buffer acetatos 200 mM pH 4,5 + NaCl 0,25 M y 1,0% de APG como sustrato, con valores de Km aparente 0,141% de APG y Vmax 28,46 nKat/s*mg prot. Para la cuantificación de la actividad pectato liasa es necesario incubar 2 min a 17 °C 100 µL (EE) en buffer TRIS:HCl 50 Mm pH 8,5 + CaCl2 4 mM y 0,1% de APG como sustrato, con valores de Km aparente 0,0865% de APG y Vmax 82,75 µg/s*mg prot.
The main problem of post-harvest deterioration of lulo (Solanum quitoense Lam) is the softening is the main problem of post-harvest deteriorarion of Lulo, that is generated mainly by the activity of pectic enzymes, which attack the structural network of the cell wall. This research was based on finding the best conditions structural cell wall network for extraction and measurement of enzyme activity pectinesterase (PE), polygalacturonase (PG) and pectato liasa (PL); tools needed to study the further role of these enzymes in the deterioration of pectatelyase fruit softening, due to various metabolic changes. It was found that the first two enzymes can be extracted simultaneously with 20 mM phosphate buffer pH 7.0, 0.06 M NaCl and 60 minutes of extraction, ratio 1:2 (plant material: extraction buffer), pectatelyase extracted with 20 mM phosphate buffer pH 7.0, 20 mM cysteine and 30 minutes of extraction, ratio 1:3. For quantification of pectinesterase activity is necessary to incubate 15 minutes at 42 ° C, 2500 µL of crude enzyme extract (EE) in 20 mM phosphate buffer pH 7.0, to 0.15 M NaCl and 1.6% citrus pectin as (CP) substrate with apparent Km values of 3.78% CP and Vmax 17.95 mol H+/min * mg prot. For the quantification of pectinesterase activity is necessary to incubate 15 minutes to 42 °C 2500 µL of crude enzyme extract (EE) in 20 mM phosphate buffer pH 7.0, 0.15 M NaCl and 1.6% citrus pectin as substrate with apparent Km values of 3.78% CP and 17.95 µ Vmax mol H+/min*mg prot. For the quantification of polygalacturonase activity is necessary to incubate 15 minutes to 37 °C 30 µL (EE) in 200 mM Acetate buffer pH 4.5, 0.25 M NaCl and 1.0% of APG as substrate, with apparent Km values 0.141% of APG and Vmax 28.46 nKat/s*mg prot. For the quantification of the pectatelyase activity is necessary to incubate 2 minutes to 17 °C, 100 µL (EE) in buffer TRIS: HCl pH 8.5, 50 mM 4 mM CaCl2 and 0.1% PGA as substrate, with apparent Km values 0.0865% of APG and Vmax 82.75 µg/s*mg prot.
ABSTRACT
En diversas técnicas aplicadas para la conservación en fresco de la pitaya amarilla (Acanthocereus pitajaya) se ha encontrado que el ablandamiento excesivo de su corteza contribuye al deterioro de su calidad. Puesto que pectinmetilestearasa (PME) se ha vinculado con el ablandamiento de frutos este estudio se desarrolló con el objeto de determinar el efecto de la incorporación de los aditivos tritón X-100, NaCl y cisteína en buffer fosfatos 20 mM pH 7,0 sobre la cantidad de proteína extraída y sobre la actividad de PME. También se evaluó la necesidad de recurrir al proceso de diálisis en buffer fosfatos 20 mM pH 7,0. En la medida de actividad se pusieron a punto el tiempo de incubación, la concentración del cofactor NaCl, pH, temperatura y concentración de sustrato (pectina cítrica). Se encontró que el mejor sistema de extracción fue el compuesto por buffer fosfato 20 mM, pH 7,0 con concentraciones de NaCl que pueden estar entre 0,0 a 1,0 M. La medida de actividad se puede realizar empleando pectina cítrica entre 0,40 a 0,75%, a valores de pH entre 5,0 a 8,0, con incubación a una temperatura entre 40 a 45 °C, durante 2,5 min.
Using diverse techniques applied to keep the freshness of yellow pitaya (Acanthocereus pitajaya) fruit it has been found that excessive softening of its crust leads to quality deterioration. Since pectinmethyl esterase (PME) has been related to fruit softening in this study we evaluated the protein levels and the PME activity after the addition of Triton X-100 1% and NaCl in concentrations from 0 to 2 M in buffer 20 mM phosphate pH 7.0. Effects of cysteine addition and dialysis were also evaluated for the extraction processes. Factors that can affect the activity of PME such as incubation time, different NaCl concentration, as value level of pH during the incubation, temperature and pectin (citric pectin) concentration were evaluated. The best system found in this study for PME extraction was buffer phosphate 20 mM, pH 7.0 and NaCl from 0.0 to 1.0 M. The best system for the activity measurement is to use pectin from 0.40 to 0.75%, keep the pH between 5 and 8 and incubate from 40 to 45 °C during 2.5 min.
ABSTRACT
Para pitaya amarilla (Acanthocereus pitajaya) se ha encontrado que el ablandamiento excesivo de la cáscara contribuye al deterioro del fruto, al aplicar diferentes técnicas de conservación en fresco. Dado que tanto la celulasa como la xilanasa se han vinculado con el ablandamiento de la cáscara de frutos, este trabajo se basó en la búsqueda de las mejores condiciones de extracción y medida de actividad de celulasa y xilanasa. El mejor sistema de extracción fue buffer fosfato 20 mM, NaCl 0,5 M, pH 7,0. Para la medida de actividad de celulasa es necesario incubar durante 60 min a 37 ºC, con un volumen de extracto enzimático crudo de 30 µL, empleando buffer acetato 100 mM a pH 5,0; los valores de constante aparente de Michaelis Menten (K M aparente) y velocidad máxima (V MÁX) fueron 0,279 mg/mL y 0,00014 nmol glucosa/min, respectivamente. Para determinar la actividad de xilanasa se establecieron 15 min de tiempo de incuba-ción, a 50 ºC, empleando 30 µL de extracto enzimático crudo a pH 4,0 (buffer acetato 100 mM); los valores de K M aparente y V MÁX para xilanasa fueron 0,073 mg/mL y 0,0011 nmol glucosa/min, respectivamente.
By applying different conservation techniques on yellow pitaya fruit (Acanthocereus pitajaya) it has been found that excessive softening of the peel contributes to the deterioration of the fruit. Due to that both cellulase and xylanase have been related to the softening of the fruit's peel; this work was based on the search of the best conditions not only for the extraction, but also for the activity measurement of both cellulase and xylanase. The best extraction system for both enzymes was 20 mM buffer phosphate, 0.5 M NaCl, pH 7.0. For the cellulase activity measurement it was necessary to incubate during 60 min at 37 ºC, with a volume of raw enzymatic extract of 30 µL, using buffer acetate 100 mM at pH 5,0; the values of apparent K M and V MÁX were 0.279 mg/mL and 0.00014 nmol glucose/min, respectively. To determine the xylanase activity it was necessary to incubate during 15 min, at 50 ºC, using 30 µL of raw enzymatic extract at pH 4.0 with 100 mM buffer acetate; the values of apparent K M and V MÁX for this enzyme were 0.073 mg/mL and 0.0011 nmol glucose/min, respectively.