La maduración artificial de frutos tropicales y subtropicales: plátano, mango y aguacate

Artículo técnico

La

maduración

artificial

tropicales y subtropicales Plátano, mango y aguacate

Antonio Marrero Domínguez anmarre@ull.es

2017

de

frutos

Artículo técnico

Poscosecha / Tropicales

La maduración artificial de frutos tropicales y subtropicales: plátano, mango y aguacate

Índice

Antonio Marrero Dr. Ing. Agr. anmarre@ull.es

Título 1. La maduración artificial (MA) -

Pág.

3

consideraciones generales 2. La importancia del estado inicial de

5

la fruta 2.1 Estado de madurez fisiológica al

6

comienzo del proceso

PhD, MSc Plant Physiology University California Davis

Prof. Titular de Producción Vegetal, Universidad de La Laguna

2.2 Presencia de daños en la fruta

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3. Proceso general de MA

8

4. Aspectos específicos de la MA

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4.1 Plátano

10

4.2 Mango

11

4.3 Aguacate

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Información comercial:

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Interko - Reverso, las cámaras de maduración Interko están equipadas con ventiladores de alta eficiencia y reversibles EC para conseguir un flujo de aire óptimo con mínimo consumo de energía.

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1. La maduración artificial (MA) - consideraciones generales La manipulación poscosecha de frutas y hortalizas tiene como objetivo general la ralentización de los procesos básicos de deterioro de dichos productos, a saber: su respiración, su transpiración, los procesos de envejecimiento celular (muchos de ellos mediatizados por la acción de la hormona vegetal etileno) y el desarrollo de enfermedades y fisiopatías.

En el caso de la maduración artificial, sin embargo, excepcionalmente tratamos de acelerar algunos de estos procesos, particularmente aquellos relacionados con la acción del etileno, por medio de la adición exógena de este gas en condiciones controladas de temperatura, composición atmosférica y humedad relativa con una doble finalidad: por un lado, acortar la duración del proceso de maduración de la fruta, y por otro homogeneizar su apariencia y estado final de madurez.

En este artículo nos ceñiremos a la aplicación de esta técnica a los frutos tropicales y subtropicales, todos ellos provenientes de las regiones cálidas del planeta, y, por tanto, susceptibles de sufrir daños por la exposición a bajas temperaturas: los llamados ‘daños por frío’, ‘daños por exceso de refrigeración’ o ‘chilling injury’.

La Tabla 1 indica los valores comúnmente aceptados de ‘temperatura crítica’ (Tcrit) por debajo de la cual se comienzan a manifestar estos daños en las distintas especies.

Tcrít (ºC) Plátano

12 - 14

Mango

12 - 14

Papaya

8 - 10

Piña tropical

10

Aguacate cv. “Hass” y "Fuerte"

5-7

cv. de tipo tropicales

12

Tabla 1.- Temperaturas críticas por debajo de las cuales se manifiestan los “daños por frío” (varía según cultivares y orígenes de la fruta)

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Los daños por frío son acumulativos durante toda la cadena comercial (comenzando cuando la fruta aún está en el campo adherida a su planta madre), en numerosas ocasiones difícilmente perceptibles desde el exterior de los frutos, y se suelen manifestar en toda su intensidad - incluyendo el ataque de patógenos oportunistas días después de que la fruta haya dejado de estar refrigerada. Por todas estas razones constituyen todo un reto de manejo en poscosecha y a ellos puede atribuirse una parte importante de las pérdidas en la comercialización de estos productos. En el caso de la MA los frutos previamente dañados por frío madurarán de forma incompleta (o no madurarán en absoluto) en cuanto a desarrollo de color de piel y pulpa, evolución de aromas, textura y calidad organoléptica general.

Por otro lado, la maduración artificial (MA) sólo es efectiva en los llamados frutos climatéricos (Figura 1 y Tabla 2), en los que la respiración del producto sufre un brusco aumento tras la recolección. En estos frutos, además del cambio de color de la piel, se producen durante el proceso de maduración alteraciones importantes en el sabor, el aroma, la textura y el contenido nutricional de la fruta. La MA sólo acelera estos cambios (i.e. acorta el período pre-climatérico) sin afectar su intensidad. Por contra en los frutos no-climatéricos la aplicación de etileno sólo produce cambios en la coloración de la piel (desverdización).

Figura 1.- Cambios respiratorios poscosecha en frutos climatéricos y no-climatéricos

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Poscosecha / Tropicales Climatéricos No Climatéricos Plátano

Piña tropical

Mango

Carambola

Papaya

Litchi

Aguacate

Cítricos

Tabla 2.- Algunos frutos tropicales y subtropicales climatéricos y no-climatéricos

En este artículo consideraremos como “madurez fisiológica” de un fruto (“maturity” en inglés) su estado de desarrollo tomando como origen el momento de su cuajado, mientras que hablaremos de “madurez comercial” (“ripeness”) para referirnos a su grado de consecución de las cualidades visuales y organolépticas (color, sabor, aroma, textura…) óptimas para su consumo. Así, un fruto en el momento de su cosecha puede estar maduro desde el punto de vista fisiológico (p.ej. un plátano recién recolectado) pero completamente verde (o sea incomestible en crudo) desde el punto de vista comercial.

2. La importancia del estado inicial de la fruta Con frecuencia en la literatura científico-técnica referente a la MA, se suele hacer hincapié en las condiciones ambientales (concentración de etileno, temperatura, etc.) precisas para el proceso sin hacer mención de la trascendental importancia de la determinación del estado fisiológico y sanitario inicial de la fruta. La falta de control de calidad del estado inicial de cada lote de fruta puede llevar a graves fallos comerciales en el proceso, entre otros la heterogeneidad del estado de maduración final (Figura 2).

Figura 2.- Heterogeneidad en el estado de maduración final debido a falta de clasificación inicial de la fruta y/o malas condiciones de maduración.

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En este sentido debemos tener en cuenta la influencia de los siguientes factores: 2.1 Estado de madurez fisiológica al comienzo del proceso, dependiente a su vez de: ▪

Edad de la fruta (duración del intervalo floración – recolección). Debe tenerse en cuenta que la edad fisiológica de la fruta temprana, de media estación y tardía puede variar en gran medida, siendo la MA menos efectiva (y en algunos casos, innecesaria) en la fruta más tardía. Este factor es de particular importancia en aquellas especies susceptibles de “almacenamiento en árbol” por largos períodos, como p.ej. el aguacate.

▪

Origen de la fruta. Hoy día los maduradores suelen aprovisionarse de fruta de diversos orígenes geográficos. La zona de producción y la época de recolección, además de influir en el factor anterior - edad de la fruta - tienen su propia influencia. La fruta procedente de zonas tropicales suele presentar un estado fisiológico más avanzado que las de zonas subtropicales, mientras que la recolectada en períodos más cálidos y/o lluviosos del año tiende a madurar con mayor rapidez. Especial cuidado debe prestarse a este factor en aquellas especies cuyo suministro pueda provenir indistintamente de zonas de clima tropical o subtropical.

▪

Duración de los períodos previos de transporte y almacenamiento (refrigerado o no). Por mucho que pueda parecer por su aspecto externo que la maduración de un fruto se “detiene” bajo condiciones de refrigeración, esto no es así, dándose a veces el caso que tras su salida del almacenamiento refrigerado la fruta evoluciona con más rapidez que aquella no sometida a refrigeración.

Por todas estas razones conviene estimar el grado de madurez fisiológica de cada lote de fruta que se va a someter a MA, utilizando para ello, si es posible, al menos dos parámetros: uno referido al estado externo de la fruta (color de piel, p.ej.) y otro a su evolución interna (firmeza o color de pulpa, p. ej.) y ajustar convenientemente los protocolos de maduración usados.

Si la madurez fisiológica inicial de la fruta es muy avanzada por cualquiera de estos factores, puede ser innecesaria la aplicación de etileno para inducir la MA, ya que la fruta tenderá a producir esta hormona endógenamente. Bastará entonces regular la temperatura de forma adecuada. En algunos casos extremos puede ser incluso necesario refrigerar la fruta para ralentizar la velocidad de maduración.

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2.2 Presencia de daños en la fruta. Estos a su vez pueden ser: ▪

Daños mecánicos (golpes, rozaduras…), en general tenderán a acelerar la maduración de la fruta dañada.

▪

Daños por frío, por exposición a temperaturas inferiores a la Tcrít mencionada (Tabla 1). Como se ha indicado, dependiendo de su gravedad, puede producirse una maduración incompleta o un ataque generalizado de patógenos oportunistas (saprofitos).

▪

Daños por anaerobiosis: pueden estar ocasionados por exposición previa de la fruta a niveles demasiado altos de CO2 o demasiado bajos de O2. Suele estar causado por malas condiciones de manejo de temperatura, empaquetado y condiciones de aireación durante la manipulación y el transporte y produce maduración incompleta (Figura 3).

▪

Daños por patógenos, la práctica totalidad de los patógenos vegetales inducen en la fruta atacada la síntesis prematura de etileno y con ello aceleran la maduración de la misma.

Si los daños por cualquiera de estas causas son considerables, deberá pedirse responsabilidad al expedidor y, en todo caso, eliminar la fruta afectada del proceso de MA.

Figura 3.- Fruta con maduración incompleta debida a daños previos por anaerobiosis

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3. Proceso general de MA Para proceder al proceso de MA de una fruta tropical es preciso que esta haya alcanzado un desarrollo fisiológico mínimo - habitualmente determinado por su forma o su tamaño - para que responda de manera adecuada a la acción del etileno. Por otro lado, cuando la fruta se halla en un estado de madurez fisiológica muy avanzado su propia producción de etileno hace innecesaria la adición exógena de este gas.

Los siguientes factores regulan o modulan el proceso general: a) Etileno: la mayor parte de los procesos inducidos por el etileno se saturan a una concentración de este en el aire entre 10 y 100 ppm (ml de etileno puro por m3 de aire). Tradicionalmente se ha recomendado el uso de una concentración de 100 ppm para la MA, pero en la actualidad con los sistemas de monitorización y control activo (ver más abajo) es posible trabajar con concentraciones reales próximas a los 20 ppm, con el consiguiente ahorro.

Este etileno puede proceder de bombonas de este gas - habitualmente mezclado con gases más inertes - o de generadores de tipo catalítico. El tiempo y temperatura de exposición de la fruta al etileno es de los factores menos estudiados. En términos generales se usan tiempos de exposición desde unas pocas horas hasta varios días. b) Temperatura: Las características de la unión del etileno a sus receptores moleculares en las células vegetales limitan su uso al intervalo entre 13 y 30ºC. Por debajo de ese rango la unión es incompleta y el resultado muy heterogéneo y por encima de 30ºC es inefectivo. En la práctica se trabaja con temperaturas entre 14 y 25ºC según especies. La aceleración de los procesos fisiológicos causada por el etileno ocasiona una importante producción de calor por la fruta para lo cual es preciso diseñar un sistema adecuado de refrigeración que mantenga la temperatura en el intervalo adecuado. c) CO2: la aceleración de la respiración de la fruta ocasionada por su exposición al etileno hace que en la cámara en la que se realiza el proceso tienda a subir el nivel del CO2 y a bajar el del O2, ambos efectos de consecuencias negativas, tanto para el desarrollo de la propia MA como para la calidad final de la fruta madura. Por estas razones es preciso mantener el nivel de CO2 (el más limitante de ambos factores) por debajo del 1% en el aire de la cámara.

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d) Humedad relativa: la MA es un proceso muy deshidratante para la fruta sometida a ella, por lo que es preciso disponer de sistemas de humidificación artificial que limiten la pérdida de agua - y por tanto de peso - de la misma.

El equipamiento comercial disponible para el control de estos parámetros no para de crecer. Algunos factores que debemos tener en cuenta a este respecto son: ▪

Es necesario conocer tanto la temperatura del aire como la temperatura interna de pulpa de los frutos, por lo que se hace necesario disponer de los sensores adecuados para ambos fines.

▪

Debemos garantizar que todos los parámetros citados sean relativamente homogéneos dentro de la cámara, para lo cual será imprescindible de disponer de un sistema de recirculación interna del aire (y un sistema de empaquetado y paletizado compatible con él). Por otro lado, no queremos que el viento sobre la fruta sea excesivo ya que aceleraría la deshidratación de la misma; en este sentido se consideran adecuados flujos de aire del orden de 0,5 m3/s por tonelada de fruta a presiones estáticas cercanas a 1 cm de columna de agua.

▪

Las humedades relativas recomendadas (entre 80 y 95 %) requieren habitualmente disponer de un sistema de humidificación artificial. Existen humidificadores de cañón específicamente diseñados para MA, aunque no es infrecuente ver aún sistemas menos sofisticados en uso (p. ej. el humedecimiento del suelo de las cámaras con manguera).

▪

El control de los niveles de etileno en las cámaras de MA es un asunto triplemente importante: por un lado por aspectos de seguridad (el etileno a concentraciones superiores al 3% en aire es explosivo), por otro el crematístico (el etileno, ya sea inyectado de cilindros o generado catalíticamente in situ, es caro) y un tercero por posibles daños ocasionados a otros productos hortofrutícolas situados fuera de las cámaras de MA ya que el etileno que se filtre desde las cámaras hará acelerar la senescencia de los mismos. Por esta razón existen hoy día en el mercado sensores de etileno con la suficiente precisión para controlar en todo momento estos niveles, y se va extiendo la adopción de sistemas automatizados de control y monitorización a distancia (Wi-fi, Internet) de este y demás parámetros.

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Por otro lado, disponer de sensores de CO2 en las cámaras permite optimizar las tareas de renovación de aire, procediendo a realizar las mismas cuando el nivel de dicho gas llega a los máximos programados (habitualmente 1 ó 0,5%), con lo que se mejora la eficiencia energética del proceso.

4. Aspectos específicos de la MA 4.1 Plátano El plátano es la primera fruta para la que se desarrollaron métodos de MA, por lo que existe una gran experiencia comercial. Habitualmente los protocolos de maduración para plátano comprenden: ▪

Para la evaluación del estado de madurez del lote puede utilizarse una combinación del parámetro de color de piel (escala comercial habitual de 1 a 7 o, preferentemente, usando un medidor de color objetivo) con una estimación de la firmeza de la pulpa en el eje central del fruto (penetrómetro o durómetro).

▪

Un período de atemperamiento de la fruta desde la temperatura de transporte (12 ó 14 ºC, según su origen sea subtropical o tropical) hasta la temperatura de maduración (entre 14 y 18 ºC) según la rapidez deseada. Siempre hablamos de temperatura de la pulpa del fruto, no de la temperatura del aire.

Esta fase de incremento de temperatura debe hacerse de la manera más gradual posible. Las temperaturas inferiores a 14 ºC ocasionan una maduración incompleta y heterogénea, mientras que T mayores de 18ºC dan como resultado un excesivo ablandamiento de la pulpa.

▪

Exposición al etileno: se recomiendan concentraciones de etileno del orden de 100 ppm (100 ml de etileno puro por m3 de aire) durante períodos que pueden variar entre 12 h y 48 h según el origen y estado de madurez fisiológica de la fruta.

▪

Período de desarrollo de color y almacenamiento en maduro, habitualmente de unos pocos días, retornando gradualmente la temperatura a los 14ºC. En función de la combinación de temperaturas usadas se pueden desarrollar protocolos de maduración de entre 4 y 7 días.

▪

Se debe vigilar que en todas estas etapas el nivel de CO2 no supere el 1%, ventilando la cámara si fuera necesario.

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La humedad relativa dentro de la cámara debe mantenerse en niveles superiores al 90% para evitar grandes pérdidas de peso por transpiración y la acentuación por oscurecimiento de los daños de tipo mecánico de la piel de los frutos.

▪

En algunos mercados existe fruta de plátano que ha sido tratada con algún inhibidor de la maduración (p.ej. 1-MCP, 1-metil-ciclopropeno) para prolongar su vida en verde y evitar la aparición de "maduros en tránsito" o "averías".

Esta fruta puede presentar problemas a la hora de someterla a MA.

4.2 Mango El uso de la MA en mango permite realizar la recolección de este fruto en estado verde-maduro, una vez ha alcanzado su tamaño y forma característicos en el árbol, lo que a su vez se traduce en una más pronta llegada al mercado, un estado de maduración final

más

uniforme

y

la

evitación

de

algunos

problemas

de

descomposición interna de la pulpa a los que algunos cultivares de esta especie son muy proclives.

▪

La evaluación del estado de madurez fisiológica inicial no debe basarse en el color de la piel, especialmente en cvs. multicoloreados, sino midiendo el color de la pulpa, su firmeza y/o su contenido de sólidos solubles por métodos objetivos. Según estos valores el mango puede clasificarse en 5 categorías que van desde el verde-maduro al sobremaduro.

▪

La temperatura ideal de manejo dependerá del cultivar y de su estado de madurez inicial, empleándose en general temperaturas cercanas a los 13ºC para los estados iniciales de madurez y del orden de 7ºC para los estados más avanzados. Algunos cvs de origen tropical - como el "Ataulfo" - deben manejarse siempre a temperaturas superiores a 13ºC.

▪

El tratamiento con etileno (100 ppm) debe durar 48 horas para los estados iniciales de maduración (firmeza de pulpa superior a 7 kgf) y 24 h para firmezas de entre 5 y 7 kgf. Estados de maduración más avanzados no precisan de tratamiento con etileno y debe pasarse directamente a su distribución.

▪

Las temperaturas recomendadas para el tratamiento con etileno son del orden de 20ºC. Temperaturas inferiores mejoran el desarrollo de color en la piel, pero se resiente el equilibrio azúcar / acidez. Las temperaturas superiores a 25ºC pueden ocasionar sabores indeseables y sobre-maduración.

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Una terminado el tratamiento con etileno debe ventilarse la cámara. El desarrollo del fruto hasta la total madurez tardará unos 5-7 días a 20ºC. Una vez alcanzado el punto de madurez deseable la temperatura puede reducirse a 12ºC para su almacenamiento en maduro por un período máximo de una semana.

▪

En algunos mercados existe fruta tratada térmicamente en origen como medida cuarentenaria contra distintas moscas de la fruta. Esta fruta en muchos casos no precisa de tratamiento inductor con etileno.

4.3 Aguacate Este es posiblemente uno de los frutos más problemáticos a la hora de realizar su MA, por lo que deben extremarse las precauciones esbozadas en los apartados anteriores.

La mayor parte del mercado internacional lo ocupa el cv. "Hass" y a él nos referiremos cuando no especifiquemos otra cosa. La coloración de la piel (especialmente en el cultivar Fuerte y algunos cvs. de tipo antillano) es un parámetro muy poco útil como indicador de la maduración. Incluso en el cv. Hass, en el que se pueden distinguir seis estados de color (desde el "verde esmeralda" hasta el "morado y el "negro"), es un indicador poco fiable del estado de madurez fisiológica del fruto. Los índices para la estimación del estado inicial de madurez fisiológica se basan en: ▪

La firmeza de la pulpa, tradicionalmente determinada por medio de un penetrómetro de punta Effegi de 8 mm de diámetro; con este método un aguacate completamente maduro tendría una firmeza de 0,4 kgf. Hoy día, sin embargo, existen en el mercado medidores de firmeza para aguacate basados bien en la deformación por presión, en la transmisión de ondas de presión o en la transmisión de ondas acústicas, que son incorporables a las cadenas de clasificación automática de la fruta.

▪

El contenido de aceite del fruto. Estos métodos, que inicialmente requerían un engorroso proceso de análisis químico, han sido progresivamente sustituidos por métodos de medida del porcentaje de materia seca del fruto, que presenta una alta correlación con su contenido de lípidos. En estos valores se basan las normas mínimas para la comercialización de frutos de aguacate en distintos mercados. Para el cv. Hass se suele exigir un contenido de m.s. superior al 21%, mientras que para "Fuerte" se exige un 19 ó 20% según mercados.

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Los procesos de MA recomendados para aguacate deberán, por tanto, ser siempre modulados teniendo en cuenta el estado fisiológico inicial de la fruta (ver apartado 2.1). Será preciso disponer de un registro histórico de la fruta, debiendo tener información del país y zona de origen de la fruta, la edad fisiológica normal de la fruta para ese lugar y época y cualquier alteración climatológica reciente (p. ej. lluvias abundantes) que pueda incidir en su vida poscosecha.

Un error común, a veces con resultados desastrosos, consiste en utilizar para la maduración artificial del aguacate los mismos protocolos y equipamientos utilizados para la MA del plátano. En este sentido hay que tener en cuenta que: ▪

La MA del aguacate debe realizarse a temperaturas superiores a las recomendadas para el plátano (18 - 20ºC según el estado de madurez inicial de la fruta)

▪

El anterior factor, unido la más alta tasa de respiración del aguacate frente al plátano, hace que las necesidades de refrigeración durante el proceso sean mucho más altas (Figura 4)

Figura 4.- Necesidades de refrigeración para la MA del plátano y el aguacate

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La sensibilidad del proceso de MA a la acción inhibidora del CO2 es mayor en el aguacate, por lo que las necesidades de ventilación y renovación de aire son también superiores, teniéndose como objetivo el de limitar el nivel de CO2 por debajo del 0,5%, incluso durante el período de exposición al etileno. Esta limitación puede requerir el realizar renovaciones de aire cada 2 ó 4 horas durante los períodos de máxima actividad respiratoria de la fruta.

▪

En operaciones comerciales de envergadura, la variabilidad en el estado de madurez inicial de la fruta recibida es típicamente mayor en el aguacate que en el plátano, por lo que debe seguirse un proceso más riguroso de monitorización de dicho estado y de clasificación previa. Para fruta tardía y/o que ha sido almacenada en frío durante períodos largo de tiempo, puede resultar innecesaria - e incluso contraproducente - la exposición al etileno, debiendo al contrario tomarse medidas de refrigeración para ralentizar el proceso de maduración.

▪

Para aquellos lotes en los que sea necesario, el tiempo de exposición al etileno (100 ppm, 20ºC) puede oscilar entre las 72 hora para fruta de comienzo de estación hasta tan solo 8 horas en el caso de fruta tardía.

▪

El aguacate es muy sensible a la deshidratación durante la MA y la falta de control de la HR durante el proceso puede conducir a lotes de fruta de apariencia inaceptable para el consumidor por arrugamiento. Se recomienda mantener la HR por encima del 90%, utilizando si es necesario humidificadores de cañón.

▪

Tras el proceso de inducción de maduración debe procederse a enfriar la fruta inmediatamente, preferiblemente en la misma cámara. El almacenamiento de fruta madura por períodos prolongados resulta problemático por la alta incidencia de enfermedades poscosecha (pudriciones de pedúnculo y de piel "stem rot" y "body rot") y la gran sensibilidad a los daños mecánicos de la fruta madura, incluso por la simple compresión de frutos adyacentes, por lo que se debe proceder a su distribución lo antes posible.

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Cítanos MARRERO DOMÍNGUEZ, Antonio. La maduración artificial de frutos tropicales y subtropicales: plátano, mango y aguacate [on-line]. Biblioteca Horticultura.

València: serveis per la producció editorial SPE3. Noviembre 2017. 16 pp. ISBN 978-84-16909-15-5. Disponible en http://publicaciones.poscosecha.com/es/otrasfrutas/378-la-maduracion-artificial-de-frutos-tropicales-y-subtropicales-platanomango-y-aguacate-.html

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