Melatonina en cereza ‘Sunburst’: una secuencia pre + poscosecha que fortalece antocianinas y melatonina endógena

📓 Referencia completa: Garrido-Auñón, F.; García-Pastor, M.E.; Serrano, M.; Valero, D.; Agulló, V. (2025). Combined Pre- and Postharvest Melatonin Treatments Improve the Functional Quality of the Sweet Cherry cv. ‘Sunburst’. Foods, 14:3337. DOI: 10.3390/foods14193337.

🔗 Acceso abierto: https://www.mdpi.com/2304-8158/14/19/3337

¿Puede un mismo “elicitor” aplicado en el árbol y tras la cosecha, en el fruto, mejorar a la vez la melatonina endógena y los (poli)fenoles clave de la cereza? En ‘Sunburst’, la respuesta es afirmativa cuando se combina pulverización pre-cosecha con un baño postcosecha y posterior refrigeración. El resultado es una fruta con mayor contenido de melatonina y un perfil fenólico más robusto al final del almacenamiento.

Objetivo Principal del Estudio

El objetivo principal de esta investigación fue evaluar el impacto de una estrategia integrada, por primera vez, que combina tratamientos de melatonina pre- y postcosecha, junto con el almacenamiento en frío, sobre los niveles de subclases fenólicas clave (antocianinas, ácidos hidroxicinámicos y flavonoles) y el contenido de melatonina endógena en cerezas cv ‘Sunburst’. El estudio busca entender cómo estas aplicaciones pueden mejorar la calidad funcional y el perfil fitoquímico de las cerezas.

Metodología Utilizada

Material Vegetal: Se utilizaron cerezos dulces ‘Sunburst’ de 7 años injertados sobre portainjerto SL-64, cultivados en una parcela comercial en Alcoy, Alicante, España.

Diseño Experimental: Se seleccionaron aleatoriamente 9 árboles por tratamiento (control y melatonina a 0.5 mM) en un diseño de bloques aleatorizados.

Tratamientos Pre-cosecha: Se realizó una pulverización foliar de 1.5 L de solución de melatonina (0.5 mM) en dos etapas clave: en el endurecimiento del hueso y al inicio de la biosíntesis de antocianinas (28 de mayo y 6 de junio, respectivamente). Las soluciones se prepararon con melatonina de grado analítico (≥98% pureza) disuelta en agua destilada con 0.5% Tween-20 como surfactante.

Cosecha y Postcosecha: Después de dos semanas, se cosecharon 90 cerezas homogéneas por tratamiento. Las cerezas se dividieron en tres grupos de 30 frutos para las siguientes condiciones.

• Pre-AH (Pretreatment at Harvest): Procesamiento inmediato de 30 frutos para análisis fisicoquímicos y fitoquímicos.
• CS (Cold Storage): 30 frutos almacenados durante 21 días a 2 °C y 85-90% de humedad relativa.
• Pre + Post + CS (Postharvest treatment plus Cold Storage): 30 frutos sumergidos en una solución de melatonina de 0.5 mM durante 15 minutos después de la cosecha, secados al aire y almacenados en las mismas condiciones de frío que el grupo CS.

Cuantificación: Se cuantificó el contenido de melatonina endógena mediante HPLC-QqQ-MS/MS. Los compuestos fenólicos individuales (antocianinas, ácidos hidroxicinámicos y flavonoles) se caracterizaron y cuantificaron mediante HPLC-MS/MS y HPLC-DAD, respectivamente.

Principales Hallazgos y Resultados

Contenido de Melatonina Endógena:

• La aplicación de melatonina exógena aumentó significativamente el contenido de melatonina endógena.
• En la cosecha, los frutos tratados con melatonina mostraron un aumento de aproximadamente 3.6 veces en comparación con los controles (5.63 ± 0.19 ng/100 g frente a 1.57 ± 0.09 ng/100 g).
• El almacenamiento en frío redujo significativamente los niveles de melatonina endógena en un 80% en los frutos control y en un 51% en los frutos tratados con melatonina.
• El tratamiento combinado (pre- y post-cosecha con melatonina y almacenamiento en frío) resultó en los valores absolutos más altos (8.12 ± 0.61 ng/100 g), lo que representa un aumento de 5 veces en comparación con el control en la cosecha.

Acumulación de Antocianinas:

• Se identificaron tres antocianinas: cianidina 3-O-rutinósido (predominante, 70.20–91.42 mg/100 g), su isómero (7.09–9.17 mg/100 g) y peonidina 3-O-rutinósido (3.67–5.12 mg/100 g).
• Los frutos tratados con melatonina en pre-cosecha mostraron niveles significativamente más bajos en la cosecha (82.10 ± 0.24 mg/100 g) en comparación con los controles (88.55 ± 0.36 mg/100 g), lo que sugiere un efecto de retraso en la maduración.
• Después del almacenamiento en frío, los frutos control mostraron un aumento del 6% (93.71 ± 0.66 mg/100 g), mientras que los tratados con melatonina mantuvieron su contenido, siendo un 13% menor que los controles almacenados en frío.
• El tratamiento combinado de pre- y post-cosecha con melatonina y almacenamiento en frío resultó en los niveles más altos de antocianinas (105.72 ± 0.54 mg/100 g), un aumento del 29% en comparación con sus valores en la cosecha.

Contenido de melatonina endógena (ng/100 g) en cerezas dulces bajo los diferentes tratamientos (control y melatonina) y condiciones (precosecha; Pre-AH, almacenamiento en frío; CS, y precosecha más tratamiento poscosecha seguido de almacenamiento en frío; Pre + Post + CS). Referencia: Garrido-Auñón, F.; García-Pastor, M.E.; Serrano, M.; Valero, D.; Agulló, V. (2025). Combined Pre- and Postharvest Melatonin Treatments Improve the Functional Quality of the Sweet Cherry cv. ‘Sunburst’. Foods, 14:3337. https://doi.org/10.3390/foods14193337

Acumulación de Ácidos Hidroxicinámicos:

• Se identificaron tres ácidos hidroxicinámicos principales: ácido 3-cafeoilquínico (el más representativo, 47.71–59.78 mg/100 g), ácido 3-p-cumaroilquínico (10.18–12.32 mg/100 g) y ácido 5-cafeoilquínico (4.06–5.59 mg/100 g).
• Los frutos tratados con melatonina en pre-cosecha mostraron niveles aproximadamente un 20% más bajos que los controles en la cosecha (59.78 ± 0.22 mg/100 g frente a 75.17 ± 0.24 mg/100 g).
• El almacenamiento en frío redujo los niveles totales de ácidos hidroxicinámicos en los controles en un 10%, mientras que los frutos tratados con melatonina mostraron un ligero aumento del 5%.
• El tratamiento combinado de post-cosecha con melatonina y almacenamiento en frío resultó en un aumento significativo del 30% en comparación con los frutos tratados con melatonina en la cosecha (77.85 ± 0.40 mg/100 g), siendo los valores más altos entre todos los tratamientos.

Acumulación de Flavonoles:

• Se identificó un único flavonol: quercetina 3-O-rutinósido.
• Los frutos tratados en pre-cosecha tuvieron niveles significativamente más bajos (aproximadamente un 19%) que los controles en la cosecha (1.95 ± 0.01 mg/100 g frente a 2.42 ± 0.02 mg/100 g).
• Después del almacenamiento en frío, los controles mantuvieron niveles similares, mientras que los frutos tratados con melatonina mostraron un aumento significativo del 7% (2.08 ± 0.01 mg/100 g).
• El tratamiento combinado de pre- y post-cosecha con melatonina llevó a un aumento significativo del 32% (2.58 ± 0.02 mg/100 g) en comparación con sus valores en la cosecha, alcanzando los valores más altos entre todas las condiciones probadas.

Análisis de Componentes Principales (PCA):

• El PCA reveló que los dos primeros componentes principales explicaron el 88.15% de la variabilidad total de los datos.
• El componente 1 representó una combinación de compuestos fenólicos y flavonoides, mientras que el componente 2 mostró que la melatonina tuvo un efecto distinto.
• Los tratamientos con melatonina mostraron una separación clara y significativa del grupo control, indicando un cambio sustancial en las variables asociadas con los compuestos fenólicos y flavonoides.

Conclusiones e Implicaciones

Este estudio demostró por primera vez que la aplicación combinada de tratamientos de melatonina pre- y post-cosecha, seguida de almacenamiento en frío, es una estrategia novedosa y ecológica para mejorar las propiedades promotoras de la salud de las cerezas cv ‘Sunburst’.

Efecto de la Melatonina en Pre-cosecha: La aplicación de melatonina en pre-cosecha aumentó los niveles de melatonina endógena, pero atenuó la acumulación de compuestos fenólicos en la cosecha, lo que refleja un efecto de retraso en la maduración.

Efecto del Almacenamiento en Frío: Durante el almacenamiento en frío, los frutos control mostraron el aumento esperado de antocianinas y la disminución de ácidos hidroxicinámicos. En contraste, los frutos tratados con melatonina mantuvieron antocianinas estables, acumularon ácidos hidroxicinámicos y mostraron niveles mejorados de flavonoles, destacando el papel protector de la melatonina en la modulación de la maduración y la respuesta al estrés.

Efecto del Tratamiento Combinado: La aplicación combinada de melatonina pre- y post-cosecha, seguida de almacenamiento en frío, resultó en los niveles más altos de melatonina endógena y compuestos fenólicos, lo que indica un efecto sinérgico debido a la exposición prolongada al «elicitor». Esta estrategia retrasa la maduración, mantiene la calidad de la fruta y enriquece su composición bioactiva, aumentando su valor nutricional y comercial.

Implicaciones: Estos hallazgos sugieren que la melatonina podría «regular al alza» los genes de la vía del fenilpropanoide y mejorar la calidad funcional de la fruta. Se necesitarán futuras investigaciones para validar genéticamente y transcriptómicamente estos efectos y evaluar si el aumento del contenido de compuestos bioactivos se traduce en beneficios medibles para la salud humana.