Προσφέροντας νέες γνώσεις, μια πρόσφατη μελέτη κατέδειξε πώς, μέσω ενός μηχανισμού που προκαλείται από το υπεροξείδιο του υδρογόνου, το διοξείδιο του θείου ενισχύει την εσωτερική δομή των σταφυλιών.
Η σφριγηλότητα των σταφυλιών είναι κάτι πολύ περισσότερο από θέμα γεύσης: είναι ο καθοριστικός παράγοντας για την εμπορική επιτυχία ενός τσαμπιού σταφυλιών. Εάν ο καρπός χάσει την τραγανότητά του κατά τη μεταφορά ή την αποθήκευση, οι καταναλωτές τον αντιλαμβάνονται αμέσως ως παλιό, ξεπερασμένο και λιγότερο ελκυστικό. Ωστόσο, η απώλεια της σφριγηλότητας είναι ένα αναπόφευκτο πρόβλημα, που συνδέεται με βιοχημικές αλλαγές στα κυτταρικά τοιχώματα, οι οποίες αποικοδομούνται και αποσυντίθενται μέσα σε λίγες ημέρες από τη συγκομιδή. Για την καταπολέμηση αυτού, η αλυσίδα εφοδιασμού βασίζεται εδώ και δεκαετίες στο διοξείδιο του θείου (SO₂), το οποίο χρησιμοποιείται σε αποθήκες και δοχεία τόσο για την αντιμυκητιακή του αποτελεσματικότητα, ειδικά κατά του Botrytis cinerea , όσο και για τις αντιοξειδωτικές του ιδιότητες. Μέχρι τώρα, όμως, κατανοούνταν μόνο ο ρόλος του στον περιορισμό της σήψης, όχι ο εξίσου σημαντικός ρόλος του στη διατήρηση της τραγανότητας. Ωστόσο, μια νέα μελέτη η οποία διεξήχθη από μια ομάδα Κινέζων ερευνητών,Food Chemistry,που δημοσιεύθηκε σήμερα στο καταδεικνύοντας πώς το SO₂ όχι μόνο λειτουργεί ως ασπίδα κατά των μικροοργανισμών, αλλά παρεμβαίνει άμεσα στον μεταβολισμό του κυτταρικού τοιχώματος του σταφυλιού , μέσω ενός μηχανισμού που προκαλείται από το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H₂O₂), το οποίο ενισχύει την εσωτερική του δομή και επιβραδύνει το μαλάκωμα.
Κυτταρικά τοιχώματα υπό το μικροσκόπιο: λιγότερη κατάρρευση, περισσότερη σταθερότητα
Το επίκεντρο της έρευνας είναι μια σύγκριση μεταξύ σταφυλιών της ποικιλίας Kyoho που έχουν υποστεί επεξεργασία με SO₂, με καθαρό H₂O₂ ή που έχουν αφεθεί ως μάρτυρες. Οι διαφορές, που παρατηρήθηκαν με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο και ατομική δύναμη, ήταν σαφείς. Στα μη επεξεργασμένα τσαμπιά, μετά από μόλις έξι ημέρες σε θερμοκρασία δωματίου, τα κυτταρικά τοιχώματα παρουσίαζαν κατάρρευση, διάλυση της μεσαίας ελάσματος (δηλαδή του λεπτού στρώματος που βρίσκεται μεταξύ των πρωτογενών τοιχωμάτων δύο γειτονικών φυτικών κυττάρων) και αποδιοργανωμένες ίνες κυτταρίνης: το τυπικό σημάδι του φρούτου που μαλακώνει. Στα δείγματα που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με SO₂, αντίθετα, η μικροδομή ήταν εκπληκτικά παρόμοια με εκείνη της συγκομιδής: η μεμβράνη ήταν ακόμα ορατή, οι ίνες τακτοποιημένες και οι μεμβράνες λιγότερο κατεστραμμένες. Επιπλέον, η χημική ανάλυση έδειξε ότι τα πιο σταθερά τμήματα της πηκτίνης – αυτά που συνδέονται με τα ιόντα ασβεστίου και προσδίδουν ακαμψία – διατηρούνταν σε υψηλότερα επίπεδα, ενώ οι διαλυτές μορφές, που ευθύνονται για την απώλεια της πρόσφυσης μεταξύ των κυττάρων, παρέμεναν σε χαμηλότερα επίπεδα. Επίσης, η ημικυτταρίνη και η κυτταρίνη, που είναι βασικές για τη μηχανική αντοχή, διατηρούνταν καλύτερα.
H₂O₂: ο μηχανισμός που προστατεύει την τραγανότητα
Όπως αναφέρθηκε, ο μηχανισμός που εξηγεί αυτά τα αποτελέσματα περνά από το υπεροξείδιο του υδρογόνου. Υπό κανονικές συνθήκες, η υπερβολική ποσότητα αντιδραστικών ειδών οξυγόνου (ROS) επιταχύνει τη γήρανση του φρούτου. Ωστόσο, σε χαμηλές δόσεις, το H₂O₂ λειτουργεί ως βιολογικό σήμα που ενισχύει τις άμυνες και προκαλεί ευεργετικές δομικές αλλαγές. Αυτό ακριβώς κάνει το διοξείδιο του θείου: προκαλεί μια αρχική «αιχμή» H₂O₂ που ενεργοποιεί την πηκτινομεθυλεστεράση (PME), το ένζυμο που μειώνει τον βαθμό μεθυλίωσης των πηκτινών. Έτσι, αυτά τα μόρια γίνονται έτοιμα να συνδεθούν με το ασβέστιο και να κατασκευάσουν πιο άκαμπτες δομές. Παράλληλα, η δραστηριότητα των ενζύμων που αποδυναμώνουν το τοίχωμα, όπως η πολυγαλακτουρονάση και η β-γαλακτοσιδάση, μειώνεται σημαντικά. Το αποτέλεσμα είναι μια επιβράδυνση της διάσπασης των πηκτινικών αλυσίδων και μια μεγαλύτερη ικανότητα του τοιχώματος να αντέχει στο μηχανικό στρες. Στην πράξη, το SO₂ όχι μόνο συντηρεί, αλλά «επαναπρογραμματίζει» το κυτταρικό τοίχωμα για να το κάνει πιο συμπαγές.
Επιδράσεις των επεξεργασιών με H₂O₂ και με SO₂ στην απώλεια βάρους (a), τη σφριγηλότητα (b), τα συνολικά διαλυτά στερεά (c) και την συνολική οξύτητα (d) των σταφυλιών κατά την διάρκεια ζωής τους
Μικροδομή των ιστών του περικαρπίου των ραγών του σταφυλιού.
Γέφυρες ασβεστίου και νέες προοπτικές για την αλυσίδα εφοδιασμού
Το τελικό στάδιο αυτής της διαδικασίας είναι η δημιουργία των λεγόμενων «egg-box structures», πολλαπλών δεσμών μεταξύ των αλυσίδων απομεθυλιωμένης πηκτίνης και των ιόντων ασβεστίου, που λειτουργούν ως ράβδοι ενίσχυσης μέσα σε ένα τρισδιάστατο δίκτυο. Αυτή η αρχιτεκτονική επιβραδύνει την μαλάκυνση και εξασφαλίζει την χαρακτηριστική «τραγανότητα» των φρέσκων σταφυλιών. Υπό αυτή την έννοια, η μελέτη, εκτός από το ότι αποσαφηνίζει τον φυσιολογικό ρόλο του SO₂, ανοίγει το δρόμο για εναλλακτικές στρατηγικές. Εάν το μυστικό της τραγανότητας είναι ένα μέτριο οξειδωτικό στρες που ευνοεί την απομεθυλίωση των πηκτινών, τότε θα μπορούσαν να αναπτυχθούν στοχευμένες θεραπείες – για παράδειγμα με χαμηλές δόσεις H₂O₂ ή με τεχνικές που ρυθμίζουν τα ένζυμα του τοιχώματος – για να επιτευχθούν πιο ανθεκτικά φρούτα χωρίς να εξαρτώνται αποκλειστικά από την επεξεργασία με διοξείδιο του θείου.
Μια προοπτική που ενδιαφέρει όχι μόνο την αναζήτηση πιο βιώσιμων λύσεων, αλλά και τη δυνατότητα διαφοροποίησης των πρωτοκόλλων διαχείρισης μετά τη συγκομιδή των επιτραπέζιων σταφυλιών, ώστε να εξασφαλίζονται πάντα τραγανά και υψηλής ποιότητας σταφύλια σε όλη την αλυσίδα εφοδιασμού.
Ilaria De Marinis
©uvadatavola.com
