Cómo el ozono puede ayudar a eliminarlo

El etileno participa en la vida poscosecha de muchos cultivos hortofrutícolas, siendo a menudo perjudicial, al acelerar su senescencia y reducir su vida. Se trata de una hormona vegetal (fitohormona) que producen las frutas y hortalizas a medida que maduran. Esta hormona desempeña un papel clave en el proceso de maduración, ya que indica a la planta que produzca las enzimas necesarias para el ablandamiento, el cambio de color y el desarrollo del sabor, pero también puede provocar su deterioro. En el almacenamiento, el etileno puede hacer que los productos maduren demasiado deprisa y se estropeen. Por suerte, el ozono puede utilizarse para eliminar el etileno del aire de almacenes y cámaras de frío, prolongando así la vida útil de frutas y verduras. El tratamiento con ozono es una forma segura y eficaz de reducir los niveles de etileno y mantener los productos frescos durante más tiempo. En este artículo analizaremos el papel del etileno en la conservación de frutas y verduras y cómo puede utilizarse el ozono para eliminarlo.

Apesar de nuestra familiaridad con numerosos compuestos químicos que usamos habitualmente sin pensarlo, como la lejía, el alcohol o incluso la sal de mesa, pocos somos conscientes de la existencia de un producto que suele estar en nuestras cocinas y despensas, y del que tan sólo vemos su efecto: esa fruta que compraste casi verde, y en un par de días está para comérsela; o para tirarla... En el caso de propietarios de comercios de alimentación, es probable que se hayan enfrentado al reto de mantener las frutas y verduras almacenadas libres de de este químico. Sí, hablamos del etileno.

El deterioro de los productos alimenticios es un problema común y, como decimos, el etileno es el mayor responsable de este deterioro en el caso de ciertos vegetales Los vegetales sensibles al etileno se conocen como climatéricos. El etileno es un gas que se produce de forma natural en la fruta o verdura haciendo que cambie de color, se vuelva blanda y esponjosa y que madure, muchas veces demasiado rápido para nuestro gusto (o interés).

Este gas puede hacer que toda la fruta o verdura se estropee y que no sea segura para el consumo. Si se elimina el gas de los lugares de almacenaje de la fruta, ésta podrá conservarse con seguridad durante más tiempo.

Pero, ¿qué es el etileno?

En líneas generales, el etileno (C2H4) es una hormona sintetizada por todos los órganos de la planta. Es decir, es una hormona exclusivamente vegetal, lo que se llama una fitohormona. Como tal, pertenece al sistema hormonal de las plantas, siendo uno de los compuestos fundamentales en el delicado mecanismo de su desarrollo. Posee la estructura más simple de todas las sustancias de crecimiento de las plantas, como se puede ver en la figura 1.

El etileno está involucrado en el proceso de crecimiento de las plantas, desde la germinación de la semilla, hasta su eventual muerte y descomposición, aumentando sus cantidades en la planta naturalmente durante la abscisión de la hoja y la senescencia floral, así como durante la maduración del fruto. Es decir, es la hormona que hace que las frutas cambien de color, se ablanden y maduren.

Vemos que, en principio, la presencia del etileno en las plantas no sólo es de lo más normal, sino incluso de lo más conveniente, y su función es imprescindible para un ecosistema saludable. La cosa cambia cuando los humanos entramos en juego…

En efecto, el problema comienza en la poscosecha, a la hora del almacenamiento, cuando los niveles de etileno aumentan y son emitidos al aire por los vegetales cortados, a medida que maduran y pierden poco a poco su contenido de agua.

Porque, a diferencia de los compuestos de la mayoría de las plantas, el etileno es una hormona gaseosa, y por tanto su difusión al aire de los lugares de almacenamiento es fácil y rápida; al ser activo en bajas concentraciones su impacto en esta fase es notorio, pudiendo llevar a la pérdida de productos viables y, con ello, de una gran cantidad de dinero (¡Con la que está cayendo!).

El etileno, por tanto, no es perjudicial ni tóxico para los humanos; sin embargo, a la hora de almacenar alimentos, se convierte en un verdadero quebradero de cabeza.

Figura 1: estructura de la molécula de etileno

La mayoría de las plantas cortadas emiten gas etileno. Este gas evoluciona naturalmente a partir del material vegetal que se encuentra en proceso de marchitamiento, envejecimiento, o maduración. Desde el momento en que una planta cosechada pasa a ser una planta cortada, el lugar donde la guardes se convierte en una fábrica de etileno.

Pero hay que decir, en su defensa, que las plantas no son las únicas productoras de etileno. También lo producen ciertos hongos, como el de la botritis, y casi cualquier proceso de combustión.

Algunas fuentes externas comunes son la quema de basura, las luces fluorescentes, el humo de cigarrillo y los gases de los tubos de escape de los coches: ¿sabías que el humo de los coches contiene cerca de 400 ppm de etileno?

Esto quiere decir que la entrada de aire urbano y contaminado puede elevar drásticamente la concentración de etileno en los contenedores de vegetales.

¿Afecta el etileno a todas las frutas y verduras?

Aunque todas las plantas producen etileno, hay algunos frutos más sensibles que otros a sus encantos…

Todos los frutos, como señalábamos, al igual que cualquier órgano vegetal, producen etileno. Pero durante la maduración, algunos frutos denominados climatéricos incrementan grandemente la producción de etileno mientras que otros, conocidos como no climatéricos, mantienen la tasa de producción de etileno casi invariable.

En los frutos climatéricos, el etileno es responsable de la coordinación del proceso de maduración, en los no climatéricos, no.

Seguro que, a voz de pronto, se te ocurren varios ejemplos de frutos climatéricos: sí, esos que se te maduran en la despensa (o incluso en la nevera), por lo que no importa comprarlos un poco verdes: manzanas, aguacates, plátanos, melones, higos, mangos, melocotones, ciruelas o tomates.

Hay, en cambio, otras frutas y verduras, que con el tiempo no van madurando, sino que directamente se estropean: los cítricos, las fresas, las uvas, la calabaza…

Por qué esta diferencia: lo que ocurre exactamente en estos frutos

Los frutos climatéricos experimentan un significativo y rápido incremento en la producción de etileno, que precede a un brusco aumento en la producción de CO2 durante la maduración.

En los frutos no climatéricos, por el contrario, no se da ese incremento de etileno, y la producción de CO2 decrece gradualmente a medida que se produce la maduración.

En los tomates, fruto climatérico por antonomasia, se puede observar cómo los que tienen un contenido en etileno menor de lo normal maduran más despacio. Este tipo de tomate crece normalmente y suele perder la clorofila como todos, pasando del verde al rojo, pero muestra un menor enrojecimiento y una gran resistencia a pasarse y arrugarse, por lo que se mantiene fresco y sabroso varias semanas después de su compra. Como es de suponer, los cultivadores y fruteros están deseando incorporar dichos tomates al mercado, tanto por su vida útil, más larga en sus cámaras y almacenes, como por su mejor aceptación por parte de los consumidores.

Entonces, ¿es el etileno un problema real, qué hacemos con él?

Real como la vida misma. En lo que se refiere a la vida útil de los alimentos vegetales durante su conservación, definitivamente sí: la presencia de etileno en el almacenaje constituye un problema, y no menor.

Esto es especialmente cierto en el caso de vegetales con niveles altos de esta hormona, como los ya mencionados tomates, pimientos verdes, peras, plátanos o manzanas. Los altos niveles de etileno en este tipo de productos hacen que cambien de color, se ablanden y se estropeen rápidamente. Una vez deteriorada y ablandada la piel del fruto, los microorganismos pueden proliferar en ellos con facilidad, constituyendo un riesgo añadido a la posible pérdida económica que estos procesos suponen, en lo que se refiere a la aparición de toxiinfecciones alimentarias.

No hay que olvidar, tampoco, que cuanto más se alargue el alma- cenamiento de estos productores de etileno, los niveles del gas aumentarán proporcionalmente en el lugar de almacén. Esto implica que, por ejemplo, si en una cámara hay distintos tipos de productos, y con diferentes grados de madurez, es más que probable que el etileno que emitan unos afecte a los demás, provocando una maduración prematura no prevista. A nivel de logística, esto puede representar un auténtico revés con consecuencias graves en la cuenta de resultados.

En cuanto a nosotros, los consumidores, también es conveniente tener en cuenta este compuesto invisible, ya que al guardar frutas y verduras climatéricas en un entorno cálido, como un armario de cocina, encima de un fregadero o en una zona oscura donde no se reducen los niveles de etileno, estas se nos estropearán rápidamente.

Como se puede deducir de todo lo anterior, el poder controlar de alguna manera los niveles de etileno en los lugares de almacenaje de fruta y verdura, parece tener todo el sentido del mundo, ¿verdad?

La forma más inmediata, lo que primero se te ocurre, es sacarlo de ahí. extracción mecánica del gas, ventilación, filtración… La otra manera, más expeditiva, es destruirlo directamente, eliminar la molécula. Para conseguirlo, el ozono es la opción más rápida y eficaz.

Como hemos visto, el etileno (o eteno) es un compuesto químico orgánico formado por dos átomos de carbono enlazados mediante un doble enlace. Es uno de los productos químicos más importantes de la industria química, siendo el compuesto orgánico más utilizado en todo el mundo (esto no lo había comentado, ¿verdad? Pues queda dicho).

Si eres un amante de la química, o tienes curiosidad por cómo suceden las cosas a nivel molecular, a continuación pasamos a detallar esta cuestión. Si no te incluyes en ese grupo, puedes pasar directamente al siguiente punto.

Para los químicamente curiosos, diremos que la región del doble enlace de la molécula de etileno es relativamente rica en densidad electrónica (es un centro nucleófilo) y puede reaccionar con electrófilos (con deficiencia de electrones) a través de reacciones de adición.

La reacción que se produce, en resumen, es la siguiente:

El ozono, por su parte, es una molécula muy inestable, y resulta un oxidante fuerte precisamente por su necesidad de captar electrones para estabilizarse. Es decir, que el ozono es un electrófilo.

Así pues, la ozonización del etileno es un proceso en el que el etileno es oxidado por el ozono, dando como resultado final una molécula denominada óxido de etileno.

Como vemos en la fig. 2, se produce una reacción de ruptura del doble enlace y formación en su lugar de dos grupos carbonilo en los átomos de carbono que sustentaban el doble enlace.

Se forman así ozónidos primarios que se degradan a una mezcla de aldehídos y cetonas, fácilmente oxidables a ácidos carboxílicos.

Si la oxidación se produce en una atmósfera rica en oxígeno, se generan los epóxidos correspondientes al alqueno, en este caso el óxido de etileno (oxirano):

En atmósfera rica en oxígeno se produce la OXIDACIÓN TOTAL DEL CARBONO Es decir, con una adecuada dosificación, el ozono consigue eliminar por completo el etileno, dando como resultado final dióxido de carbono y agua.

Como señalábamos, el ozono reacciona rápidamente con el etileno, formando inicialmente un producto intermedio, el óxido de etileno, que pasa posteriormente posteriormente a dióxido de carbono y agua, conteniendo de esta manera el proceso de maduración.

Por otra parte, el óxido de etileno así formado, es un efectivo inhibidor de mohos, levaduras y bacterias, principalmente en los frutos secos, especias y piensos.

Sin embargo, la hidrólisis del óxido de etileno en las superficies húmedas de los alimentos en presencia de cloro puede producir clorhidrinas, que se hidrolizan en dietilenglicol, productos tóxicos bajo ciertas circunstancias.

Al sustituir la desinfección con cloro por la ozonización, estos compuestos químicos no se encuentran nunca en los alimentos conservados con ozono.

En la tabla de la fig. 3 se reflejan los datos obtenidos en diversos estudios sobre el aumento del tiempo de vida de distintos alimentos almacenados con tratamiento de ozono respecto al almacenaje habitual.

Aparte del ahorro que supone la reducción de accidentes laborales y ambientales, así como el que implica el poder prescindir de locales aptos para el almacenaje de productos químicos tóxicos y el evitar el problema de la gestión de envases de dichos productos, la utilización de atmósferas ozonizadas para el almacenaje de alimentos supone una importante ventaja económica en otros aspectos:

•Alarga la vida útil de los productos: el ozono actúa en su superficie eliminando o impidiendo la multiplicación de los microorganismos responsables de la putrefacción que, habitualmente, descomponen los alimentos y cuya presencia se hace patente, sobre todo en el caso de las frutas, por la aparición de mohos que acaban fermentando el producto y cuyo crecimiento se ve, asimismo, inhibido por la presencia de ozono. Así por ejemplo, este gas controla el crecimiento del Mildew azul, presente normalmente en los almacenamientos en frío al crecer a 0ºC, y que comunica un sabor y olor característico a la fruta.

Por otra parte, como ya se ha comentado, el óxido de etileno resultante de la oxidación del etileno, es asimismo eficaz en el control de hongos.

•Evita las mermas de peso: otra ventaja añadida en estos casos la constituye el hecho de que la humedad relativa óptima para la aplicación del ozono está entre el 90 y 95%, por lo que se puede controlar efectivamente la destrucción del etileno sin que el fruto pierda peso. También a este respecto, las mermas de peso son debidas a la pérdida de agua, consecuencia de la descomposición microbiana de los tejidos, tanto animales como vegetales. Al paralizar el desarrollo de los microbios, las pérdidas de peso pueden verse disminuidas hasta en un 75%.

El ozono, una vez instalado el sistema de tratamiento, es fácil de usar y de mantener: los equipos utilizados para la reducción del etileno no requieren un gran mantenimiento y la dosificación y los tiempos de tratamiento se programan mediante un autómata, lo que reduce riesgos.

Otro de los beneficios en el uso del ozono, es su capacidad para eliminar todo tipo de olores. La desodorización se consigue gracias a la capacidad del ozono para oxidar la materia orgánica proveniente de los alimentos, que origina los olores desagradables bien conocidos por todos.

Con una correcta ozonización de almacenes y cámaras se consigue su desodorización absoluta así como la supresión de la transmisión de olores de unos alimentos a otros, pudiéndose utilizar por tanto una misma cámara para distintos tipos de productos, mejorando la gestión del espacio.

Como acabamos de indicar, los tratamientos con ozono no producen compuestos secundarios, siempre que estén bien diseñados, ni incluyen aditivos que resulten perjudiciales para el entorno: carecen por completo de impacto ambiental.

El sistema de desinfección por ozono conduce, en lo que a impacto ambiental concierne, a una:

• Eliminación de factores de riesgo por vertido de agentes potencialmente ecotóxicos.

• Eliminación de agentes químicos reactivos para el medio.

• Eliminación del problema de almacenamiento y gestión de envases.

Los retos del tratamiento con ozono para la eliminación del etileno

El único problema de utilizar ozono para reducir el etileno es que, a concentraciones superiores a 0,05 ppm el gas es nocivo para las personas si se inhala. Este inconveniente se resuelve fácilmente diseñando los tratamientos en función del flujo de trabajo de cada almacén o cámara, asegurando que nunca habrá concentraciones superiores a los límites establecidos en presencia de personas.

A fin de aumentar la vida útil de la fruta durante su almacenaje, retrasando su maduración, es imprescindible contar con un sistema que, además de eliminar los micro- organismos de superficie, que aceleran los procesos de putrefacción, sea capaz de eliminar los gases de etileno. En la actualidad está comprobado que el sistema más interesante para este fin es la ozonización, tanto por su reducido coste y fácil obtención, como por los increíblemente eficaces resultados que proporciona en cuanto al control del etileno.

El uso del ozono para reducir los niveles de etileno en frutas y hortalizas tiene muchas ventajas. Es un método seguro y eficaz para reducir los niveles de este gas y mantener frescos los productos. No hay peligro de lesiones, quemaduras u otros riesgos para la salud relacionados con el uso de ozono para la reducción de etileno.

El proceso de reducción del etileno con ozono también es relativamente barato, ya que puede realizarse tanto con equipos generadores que no tienen un gran consumo eléctrico.

Y si se te ha ocurrido la idea de que, ya que el etileno es la hormona de la maduración, podrías probar a suministrársela a tu adolescente para acelerar el proceso, olvídalo.

Maduración no es equivalente a madurez en términos humanos, así que, siento comunicártelo: la idea no era mala, pero el etileno sólo proporciona madurez a los vegetales…