AUMENTO DEL CONTENIDO ENDOGENO DE TRANS-RESVERATROL EN UVAS POR RADIACION RESONANTE CON LASER U OTRAS FUENTES OPTICAS.

Aumento del contenido endógeno de trans-resveratrol en uvas por radiación resonante con láser o con otras fuentes ópticas.

La longitud de onda de irradiación es la de máxima absorción para el trans-resveratrol de forma que se maximiza el efecto de la irradiación ultravioleta (UV) sobre la piel de la uva consiguiendo una mayor inducción del compuesto. El trans-resveratrol es una molécula producida de forma natural por la vid y otras plantas como mecanismo de defensa frente a infecciones fúngicas, diversos tipos de estrés, productos químicos, etc. La aplicación del tratamiento, caracterizado porque la uva se somete durante cortos periodos de tiempo (inferiores a 45 minutos) a la radiación láser o con otras fuentes ópticas, de 302,1 nm, longitud de onda resonante del trans-resveratrol, permite aumentar de forma importante el contenido endógeno de trans-resveratrol en la uva, con la consiguiente mejora de su resistencia natural frente a la putrefacción y el envejecimiento durante el almacenamiento y, por otra parte, la mejora de sus propiedades nutricionales y beneficiosas para la salud

Aumento del contenido endógeno de trans-resveratrol en uvas por radiación resonante con láser u otras fuentes ópticas.

Objetivo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para aumentar el contenido endógeno de trans-resveratrol en uvas mediante la aplicación de tratamientos cortos de irradiación con láser, o con otra fuente óptica. La longitud de onda de irradiación es la de máxima absorción para el trans-resveratrol de forma que se maximiza el efecto de la irradiación ultravioleta (UV) sobre la piel de la uva consiguiendo una mayor inducción del compuesto. El trans-resveratrol es una molécula producida de forma natural por la vid y otras plantas como mecanismo de defensa frente a infecciones fúngicas, diversos tipos de estrés, productos químicos, etc. La aplicación del tratamiento, caracterizado porque la uva se somete durante cortos periodos de tiempo (inferiores a 45 minutos) a la radiación láser, o con otras fuentes ópticas, de 302,1 nm, longitud de onda resonante del trans-resveratrol, permite aumentar de forma importante el contenido endógeno de trans-resveratrol en la uva, con la consiguiente mejora de su resistencia natural frente a la putrefacción y el envejecimiento durante el almacenamiento y, por otra parte, la mejora de sus propiedades nutricionales y beneficiosas para la salud.

Antecedentes

Uno de los principales problemas de la agricultura moderna son las pérdidas en frutas y verduras durante el almacenamiento posterior a la cosecha, causadas principalmente por el ataque de agentes patógenos y su propio envejecimiento natural. Aunque existen prácticas agrícolas bien establecidas para la protección de los vegetales durante el almacenamiento, como la utilización de pesticidas químicos o el almacenamiento en atmósfera controlada, las pérdidas después de la cosecha se sitúan en torno al 20% del total mundial, pudiendo llegar en algunos casos a valores más elevados. Por otra parte, cada vez es mayor la preocupación de los consumidores por los riesgos nocivos para la salud y para el medio ambiente que supone la utilización extensiva de pesticidas químicos.

Una nueva estrategia para solucionar estos problemas consiste en el desarrollo de métodos para mejorar la resistencia natural de frutas y verduras mediante la utilización de las propias moléculas sintetizadas por las plantas para su protección, las denominadas "moléculas de defensa", bien mediante la aplicación externa de dichos compuestos o bien mediante tratamientos adecuados que permitan aumentar su contenido endógeno.

En lo que respecta a la dieta humana, una de las mayores preocupaciones es el aumento en el consumo de frutas y vegetales ya que son una fuente principal de ingredientes beneficiosos para la salud, como los polifenoles. Un ejemplo de dichos compuestos es el trans-resveratrol (3,5,4'-trihidroxiestilbeno), conocido compuesto antioxidante producido de forma natural por la vid y otras plantas como molécula de defensa frente a los ataques fúngicos. Este compuesto ha generado gran atención al demostrarse los importantes beneficios para la salud humana que presenta, principalmente debido a sus propiedades antioxidantes, antiinflamatorias, estrogénicas, cardioprotectoras, quimioterapéuticas y anticancerosas.

La falta de un nivel adecuado de estos compuestos fenólicos presentes en frutas y vegetales, ha generado un gran interés en el desarrollo de alimentos funcionales para cubrir estas necesidades mediante el desarrollo de diferentes metodologías, principalmente: (a) eliminando compuestos no deseables, (b) añadiendo nuevos ingredientes para modificar, por ejemplo, las propiedades organolépticas, (c) aumentando la biodisponibilidad de los compuestos de interés o (d) aumentando el contenido de los compuestos beneficiosos mediante tratamientos post-cosecha que favorezcan su inducción.

Dentro de esta última categoría, se han publicado un gran número de estudios referidos a la inducción biótica o abiótica del trans-resveratrol en uvas, por ejemplo mediante tratamientos anóxicos [Jiménez et al., Eur. Food Res. Techn. (2007) 224, 373], infecciones [Jeandet, et al., Am. J. Enol Vitic. (1991) 42, 41], heridas [Langcake et al. Physiol. Plant Pathol. (1976) 9, 77], etc. Uno de los métodos más ampliamente investigado es el de la irradiación UV tanto en hojas de vid [Langcake et al., Phytochem (1977) 16, 1193; Douillet-Breuil et al., J. Agricult. Food Chem. (1999) 47, 4456] como en uvas [Adrian et al., J. Agricult. Food Chem. (2000) 48, 6103; Cantos et al. J. Agricult. Food Chem. (2000) 48, 4606; Cantos et al. J. Agricult. Food Chem. (2001) 49, 5052; Creasy et al. J. Am. Soc. Hortic. Sci (1988) 113, 230; Versan et al., J. Agric. Food Chem. (2001) 49, 5531].

Igualmente, en el documento ES 2177465 se describe un tratamiento post-cosecha de uvas de mesa mediante pulsos de irradiación ultravioleta con el objetivo de aumentar el contenido de trans-resveratrol en uvas. Los autores no especifican la longitud de onda empleada, indicando únicamente que se usan lámparas de luz ultravioleta C, es decir entre 100 y 280 nm, utilizando pulsos inferiores a 1 minuto. Para que el aumento del contenido de trans-resveratrol en la uva sea significativo es necesario un tiempo de inducción de 2 a 4 días a temperatura ambiente.

La mejora en el contenido en trans-resveratrol en vino ha sido investigada bien usando uvas irradiadas con UV para la elaboración del vino [Cantos et al. Eur. Food Res. Technol.(2003) 217, 253] o bien irradiando directamente el vino [Roggero, J. Food Comp. Anal.(2000) 13, 93]. Recientemente, se ha publicado que la irradiación UV es un método más eficaz que el tratamiento con ozono para aumentar el contenido de trans-resveratrol en uvas mediante tratamientos cortos [González-Barrio et al. J Agric. Food Chem. (2006) 54, 4222].

Por otra parte, se ha observado una buena correlación entre la producción de trans-resveratrol (inducida por irradiación UV) y la resistencia de las uvas a Botrytis cinnerea [Sbaghi, et al. Euphytica (1995) 86, 41], y a Rhizopus stolonifer [Nigro et al. Postharv. Biol. Technol. (1998) 13, 171] en distintas variedades de uvas de mesa, así como el aumento de la durabilidad de la uva de mesa irradiada con UV. Aunque estos autores solo estudiaron el efecto desde un punto de vista fenomenológico y no se realizaron análisis químicos, es evidente la correlación entre la mejora de la resistencia natural observada y la elicitación del contenido de trans-resveratrol, como ha sido demostrada por otros autores [Montero et al., Plant Physiol. (2003) 131, 129].

Como se verá más adelante con mayor detalle, la principal diferencia entre todos los métodos usados en la técnica antecedente y la presente invención es la elección de la longitud de onda de irradiación. la mayoría de los trabajos publicados usan 340 nm (UV-B) y 254 nm (UV-C), ya que son las lámparas disponibles comercialmente más usadas. La principal novedad de la presente invención consiste en que la elección de la longitud de onda de irradiación, se ha realizado tras un extenso estudio de las propiedades espectroscópicas del trans-resveratrol lo que, junto con la utilización de un láser sintonizable para la irradiación, ha permitido la utilización de fotones de energía resonante para realizar el proceso de absorción a través de estados electrónicos reales de la molécula de interés, implicando de este modo un parámetro específico de la molécula en el proceso de absorción y aumentando considerablemente el rendimiento de la absorción.

De forma general, los compuestos aromáticos muestran bandas de absorción en el UV generalmente asociadas con el benceno; en concreto para esta investigación es importante considerar la transición tilde{a}- tilde{X} del benceno que se extiende en la región de 340-300 nm [G. Herzberg. "Molecular Spectra and Molecular Structure III: Electronic Spectra and Electronic structure of Polyatomic Molecules". Van Nostrand Reinhold Company, New York 1966]. En el caso concreto del trans-resveratrol, el espectro de absorción presenta una amplia banda que va de 280 a 360 nm. Posteriormente, se ha determinado que la longitud de onda resonante para el trans-resveratrol es 302,1 nm [Montero et al., Appl. Phys. B (2000) 71, 601].

Otra ventaja importante con respecto a la técnica antecedente es que en nuestro caso no es necesario esperar un tiempo de inducción que, en algunos casos puede llegar a ser de hasta 6 días a temperatura ambiente. Es evidente que, aunque...

1. Método para aumentar el contenido endógeno de trans-resveratrol en uvas mediante la aplicación de un tratamiento de irradiación UV caracterizado porque la longitud de onda con la que se realiza la irradiación es la longitud de onda resonante de este compuesto: 302,1 nm.

2. Método para aumentar el contenido endógeno de trans-resveratrol en uvas mediante la aplicación de un tratamiento de irradiación UV según la reivindicación 1 caracterizado porque la irradiación se realiza con un láser sintonizable o no en longitud de onda, tanto pulsado como continuo.

3. Método para aumentar el contenido endógeno de trans-resveratrol en uvas mediante la aplicación de un tratamiento de irradiación UV según la reivindicación 1 caracterizado porque la irradiación se realiza con cualquier otra fuente óptica de radiación diferente del láser.

4. Método para aumentar el contenido endógeno de trans-resveratrol en uvas mediante la aplicación de un tratamiento de irradiación UV según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el tiempo de irradiación es lo suficientemente corto para no modificar la calidad y propiedades organolépticas de las uvas.

5. Método para aumentar el contenido endógeno de trans-resveratrol en uvas mediante la aplicación de un tratamiento de irradiación UV según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el tiempo de irradiación es de 15 a 45 minutos para láseres pulsados, e inferior para fuentes continuas.

6. Método para aumentar el contenido endógeno de trans-resveratrol en uvas mediante la aplicación de un tratamiento de irradiación UV según las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque la fluencia del láser, o la intensidad de la fuente continua, es lo suficientemente pequeña para no modificar la calidad y propiedades organolépticas de las uvas.

7. Método para aumentar el contenido endógeno de trans-resveratrol en uvas mediante la aplicación de un tratamiento de irradiación UV según las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la fluencia del láser es igual o inferior a de 0,141 kJ/m², con pulsos de nanosegundos y una frecuencia de 10 Hz.

8. Método para aumentar el contenido endógeno de trans-resveratrol en uvas mediante la aplicación de un tratamiento de irradiación UV según las reivindicaciones anteriores caracterizado por las siguientes etapas: