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Prima di vedere come controllare la maturazione della frutta, vediamo come maturano i frutti

Quando le piante da frutto crescono, i frutti accumulano acqua e nutrienti dalla pianta e usano questi nutrienti per creare la polpa e i semi. La maggior parte dei frutti in crescita inizialmente fornisce protezione ai semi in via di sviluppo. In questa fase, i frutti sono generalmente duri e poco attraenti per i predatori, compresi noi! Dopo lo sviluppo dei semi e la crescita del frutto, le proprietà del frutto cambiano per renderlo più attraente per i potenziali consumatori, come gli animali, gli uccelli e gli esseri umani. Questi cambiamenti includono i modi più comuni con cui giudichiamo se un frutto è maturo o meno, comprese le caratteristiche esterne, come la morbidezza al tatto, e le caratteristiche interne, come la dolcezza. I frutti cambiano anche colore durante la maturazione. Questo avviene a causa della degradazione di un pigmento verde chiamato clorofilla, insieme alla creazione e all’accumulo di altri pigmenti responsabili delle tonalità rosse, viola o blu (antocianina), o delle tonalità rosso vivo, giallo e arancione (carotenoidi), per citarne alcuni.

In primo luogo, come viene regolata la morbidezza della frutta? La morbidezza o fermezza di un frutto è determinata dallo stato delle sue pareti cellulari. Le pareti cellulari circondano ogni cellula vegetale e sono costituite da uno strato rigido di zuccheri, chiamati polisaccaridi, che rivestono la membrana plasmatica di ogni cellula (Figura 1). I tre principali polisaccaridi della parete cellulare sono cellulosa, emicellulosa e pectina. La cellulosa è composta da centinaia di zuccheri di glucosio uniti insieme per formare una lunga catena; le emicellulose sono anch’esse lunghe catene di zuccheri, ma a differenza della cellulosa, queste possono includere molti diversi tipi di zucchero, come glucosio, xilosio, galattosio e mannosio e invece di essere lineari sono strutture ramificate; le pectine sono anch’esse lunghe catene ramificate di zuccheri, ma in questo caso gli zuccheri sono acido galatturonico, ramnosio, galattosio e arabinosio. Quando la parete cellulare comincia a rompersi, il frutto comincia a diventare più morbido. La rottura della parete cellulare avviene quando le proteine chiamate enzimi dissolvono questi importanti polisaccaridi della parete cellulare. L’attività di questi enzimi è direttamente collegata alla durata di conservazione e alla consistenza della frutta. La morbidezza della frutta è anche influenzata dalla pressione del fluido all’interno della membrana plasmatica (chiamata pressione di turgore). La pressione di turgore mantiene il frutto fermo, proprio come la pressione dell’aria all’interno di un palloncino mantiene il palloncino fermo. Dopo la maturazione o la raccolta, i frutti perdono fluido (acqua), causando una diminuzione della pressione di turgore, per cui i frutti avvizziscono. In frutti come le fragole, quando il frutto perde il 6-10% del suo fluido, non ha più un bell’aspetto e potrebbe non essere raccolto dai consumatori.

Discutiamo ora come la maturazione della frutta esalta il sapore della frutta, in particolare la sua dolcezza. Durante la maturazione, c’è un aumento della degradazione dell’amido all’interno del frutto, e un corrispondente aumento della quantità di zuccheri semplici dal sapore dolce, come il saccarosio, il glucosio e il fruttosio. Questo processo è particolarmente evidente nelle banane quando maturano. Le banane verdi non hanno affatto un sapore dolce, e più diventano mature, più hanno un sapore dolce. C’è anche una diminuzione dell’acidità man mano che il frutto matura e una diminuzione delle sostanze vegetali amare, come gli alcaloidi. Infine, man mano che i frutti maturano producono composti complessi che vengono rilasciati nell’aria circostante, dando a un frutto maturo il suo piacevole aroma.

Attraverso questi cambiamenti, i frutti maturano e diventano dolci, colorati, morbidi e di buon sapore. È un bene per la pianta investire le sue risorse nel frutto e nella sua maturazione perché un frutto maturo attira i consumatori che aiutano i semi a diffondersi in lungo e in largo, il che è importante per la sopravvivenza e la ricrescita della pianta.

Come possiamo impedire alla frutta di maturare durante lo stoccaggio e il trasporto?

Una delle principali preoccupazioni della frutta matura è che non dura molto tempo prima di iniziare a rovinarsi. La perdita di fermezza e la produzione di zuccheri associata alla maturazione può anche rendere la frutta suscettibile di agenti patogeni come i batteri e il deterioramento. L’eccessivo ammorbidimento della frutta è una delle principali cause di deterioramento durante il trasporto, in particolare per la frutta tropicale, come i manghi e le banane. Il deterioramento può essere ridotto trasportando rapidamente la frutta fresca o rallentando la maturazione della frutta. Ci sono diversi modi per rallentare la maturazione della frutta. Un modo per rallentare la maturazione è abbassare la temperatura. Di solito si usano temperature fredde superiori al congelamento. Anche se tutta la frutta può essere congelata, allo scongelamento molti frutti perdono il loro sapore e la loro consistenza e diventano molto mollicci. I lamponi sono una possibile eccezione – si trovano spesso congelati nel negozio di alimentari. Normalmente, per congelare la frutta, questa viene prima tagliata in piccoli pezzi e una volta scongelata, questi pezzi possono essere usati per fare puree o frullati. La buona notizia è che il congelamento tende a mantenere il valore nutrizionale della frutta. Diversi frutti, come le banane, possono essere danneggiati dal raffreddamento e questo limita questo approccio. Ecco perché non mettiamo le banane in frigorifero! Un altro modo per rallentare la maturazione è controllare l’atmosfera intorno alla frutta, principalmente aumentando i livelli di anidride carbonica e riducendo i livelli di ossigeno. La frutta ha bisogno di ossigeno per maturare, quindi se c’è meno ossigeno nell’atmosfera, la frutta maturerà più lentamente. Un ultimo modo per rallentare la maturazione è quello di bloccare l’azione dell’etilene. L’etilene è un ormone necessario per innescare la maturazione della frutta, e può essere bloccato usando composti sintetici, come l’1-metil-ciclo-propene (1-MCP). L’1-MCP è anche usato per mantenere la freschezza dei fiori recisi.

Il gas etilene può essere usato per regolare la maturazione della frutta

L’etilene è un gas ed è noto come “ormone della maturazione della frutta”. Ogni frutto ha un certo livello di produzione di etilene durante il suo ciclo di vita. Tuttavia, in alcuni frutti, i livelli di etilene aumentano quando il frutto inizia a maturare. In base alla loro risposta all’etilene durante la maturazione, i frutti possono essere classificati in due gruppi principali. Il primo gruppo è chiamato i frutti climaterici, in cui la maturazione è accompagnata da un’esplosione di etilene. Questi frutti possono anche rispondere all’etilene esterno aumentando il loro tasso di maturazione. Questi includono frutti carnosi, come il pomodoro, l’avocado, la mela, la pesca di melone, il kiwi e la banana. Il secondo gruppo è chiamato i frutti non climaterici, in cui la produzione di etilene non aumenta durante la maturazione. Tuttavia, questi frutti possono ancora maturare se sono esposti a una fonte esterna di etilene, come un frutto climaterico in maturazione. Questi includono fragole, uva e agrumi. Ci concentreremo sulla maturazione dei frutti climaterici che sono influenzati dall’etilene.

Per i frutti climaterici, l’esposizione a una piccola concentrazione iniziale di etilene induce il frutto a produrre maggiori quantità di etilene fino a raggiungere una concentrazione di picco. Questo aumento della concentrazione di etilene provoca un aumento del metabolismo del frutto e provoca i cambiamenti del frutto che si verificano durante la maturazione. La maturazione dei frutti climaterici può quindi essere rallentata riducendo la quantità di etilene che i frutti producono o bloccando le azioni dell’etilene. I metodi che abbiamo descritto sopra per rallentare la maturazione funzionano in questo modo, perché, in generale, le basse temperature riducono il metabolismo nella frutta. Le atmosfere controllate limitano la quantità di ossigeno intorno al frutto, e l’ossigeno è necessario per produrre etilene. L’azione dell’etilene è inibita dall’anidride carbonica e dall’1-MCP. Un altro metodo per rallentare la maturazione è quello di rimuovere l’etilene dall’ambiente di conservazione utilizzando materiali che assorbono l’etilene, come il permanganato di potassio. Una volta che il frutto raggiunge la sua destinazione, può essere fatto maturare attraverso l’esposizione al gas etilene.

L’effetto dell’etilene sulla maturazione dipende da molti fattori. I frutti devono essere abbastanza maturi per poter rispondere efficacemente all’etilene. Nelle specie altamente sensibili, come i cantalupi o le banane, la maturazione è immediatamente stimolata dall’etilene, ma più il frutto è immaturo, maggiore è la concentrazione di etilene necessaria per causare la maturazione. Nelle specie meno sensibili, come i pomodori o le mele, il trattamento con etilene riduce il tempo prima che la maturazione avvenga. Alcuni frutti, come l’avocado, non maturano mentre sono attaccati all’albero e aumentano gradualmente la loro sensibilità all’etilene con il tempo dopo la raccolta.

Perché una mela marcia rovina l’intero cesto? Come può aiutarci questa conoscenza?

Tutte le piante producono un po’ di etilene durante il loro ciclo vitale. La produzione di etilene può aumentare fino a 100 volte o più durante particolari fasi – per esempio in risposta a una ferita. Gli antichi egizi tagliavano i fichi per migliorarne la maturazione, poiché l’etilene prodotto dal tessuto del frutto ferito innescava la risposta di maturazione. Allo stesso modo, gli antichi cinesi bruciavano incenso in stanze chiuse con pere conservate, perché l’etilene veniva rilasciato come sottoprodotto dell’incenso bruciato. Il detto “una mela marcia può rovinare l’intero cesto” si basa sul rilascio di etilene dalle mele marce, che accelera la maturazione delle altre mele intorno a quella marcia. Frutti come il pomodoro, la banana e la pera vengono raccolti poco prima dell’inizio della maturazione (tipicamente in uno stadio duro, verde, ma maturo). Questo permette di avere il tempo necessario per immagazzinare la frutta e trasportarla in luoghi lontani. Una volta che la frutta raggiunge la sua destinazione, la maturazione viene condotta in condizioni controllate. Di solito viene effettuata in stanze di maturazione appositamente costruite, con temperatura di maturazione, umidità e concentrazione di etilene ottimali. Queste condizioni speciali fanno sì che la frutta maturi ad un ritmo costante. Nei supermercati, è possibile incontrare questi frutti come “Ripe ‘n’ Ready”. Di solito, basse concentrazioni di etilene sono usate commercialmente per la maturazione della frutta, perché è tutto ciò che serve per stimolare la risposta naturale di maturazione del frutto. Quando la frutta trattata con etilene raggiunge il consumatore, l’etilene applicato commercialmente non c’è più e la frutta produce il proprio etilene. Sia l’etilene che un altro agente di maturazione ampiamente usato, il metil jasmonato, sono segnalati come non tossici per l’uomo; tuttavia, sono relativamente costosi.

Prova questo a casa!

Comprendere gli effetti dell’etilene sui prodotti freschi può essere utile per maturare la frutta nella nostra cucina.

• Se hai un avocado acerbo o altri frutti a casa, prova a metterli in un sacchetto di carta con una banana in maturazione. Questo accelererà la maturazione dell’avocado perché l’etilene emesso dalla banana in maturazione scatenerà la risposta climaterica nell’avocado. Questa strategia funziona meglio quando il frutto in maturazione è un frutto che emette un’alta concentrazione di etilene, come una mela, una pera, una banana o un frutto della passione.
• Prova a mettere un limone verde con una banana in maturazione in un sacchetto di carta, come sopra, e vedi cosa succede al colore del limone. L’etilene è anche usato per “sverdire” gli agrumi, innescando la degradazione del pigmento verde (clorofilla), con conseguente colorazione arancione e gialla della buccia. Non viene causata alcuna perdita di sapore perché si tratta semplicemente di una continuazione del processo naturale della pianta.

Se provate queste cose, tenete presente che la maturazione è meglio condotta a temperatura ambiente, circa 20°C, perché le basse temperature possono inattivare importanti enzimi di maturazione della frutta. Quindi, è meglio provare fuori dal frigorifero.

Glossario

Muro cellulare: Una struttura complessa, composta principalmente da polisaccaridi, che circonda le cellule vegetali e fornisce loro struttura e rigidità.

Polisaccaride: Una molecola composta da lunghe catene di zuccheri come il glucosio unite insieme per formare catene lineari o ramificate.

Cellulosa: Un polisaccaride che si trova nella parete cellulare composto da lunghe catene lineari di glucosio.

Emicellulose: Un gruppo di polisaccaridi che si trovano nella parete cellulare. Sono lunghe catene ramificate di zuccheri che comunemente includono glucosio, xilosio, arabinosio, galattosio e mannosio.

Pectina: Un gruppo di polisaccaridi che si trovano nella parete cellulare. Sono lunghe catene ramificate di zuccheri che comunemente includono acido galatturonico, ramnosio, galattosio e arabinosio.

Etilene: Un gas (C2H4) prodotto dalle piante e noto come “ormone della maturazione”, che stimola la maturazione della frutta.

Dichiarazione di conflitto di interessi

Gli autori dichiarano che la ricerca è stata condotta in assenza di relazioni commerciali o finanziarie che potrebbero essere interpretate come un potenziale conflitto di interessi.

Brady, C. J. 1987. Maturazione della frutta. Annu. Rev. Plant Physiol. 38, 155-178. doi:10.1146/annurev.pp.38.060187.001103