Tecnología Poscosecha. Cítricos y cultivos emergentes en la Comunidad Valenciana

Page 1



TECNOLOGÍA POSCOSECHA Cítricos y cultivos emergentes en la Comunidad Valenciana

Eds. Claudia Conesa Domínguez, Salvador López Galarza, Pere Papasseit i Totosaus y Alicia Namesny Vallespir


© Tecnología Poscosecha - Cítricos y cultivos emergentes en la Comunidad Valenciana Julio, 2019 © SPE3, s.l., Valencia, España

Editores: © Claudia Conesa Domínguez; Salvador López Galarza; Pere Papasseit i Totosaus y Alicia Namesny Vallespir

Realización y Diseño: Héctor Carrillo

Producción, distribución y copyright: SPE3 - Especialistes en Serveis per a la Producció Editorial, s.l.

ISBN:

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialSinObraDerivada 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)

Doctor Manuel Candela 26, 11ª 46021 Valencia – España Tel.: +34-649 48 56 77 / info@poscosecha.com NIF: B-43458744

www.poscosecha.com www.postharvest.biz www.bibliotecahorticultura.com www.tecnologiahorticola.com www.actualfruveg.com




La realización de este libro ha sido posible gracias a la colaboración de los autores de cada uno de los capítulos y a las empresas patrocinadoras: Citrosol, Decco Ibérica, Enfrío, Fomesa Fruitech, Sanifruit, Sienz, Tomra, Tecnidex y Uniq



PRÓLOGO

Hay títulos de libros que hablan por sí solos, pero este no es exactamente el caso. Hablar de poscosecha de frutas y hortalizas, aunque aparezca con el adjetivo de la Comunidad Valenciana, puede conducir a la idea de que el libro que se tiene en las manos es un tratado técnico, un libro de texto, un compendio de recetarios técnicos ya conocidos y vueltos a editar. Pero hablar de poscosecha en el momento actual es otra cosa. Es hablar de los conocimientos recientes sobre las bases que subyacen en las aplicaciones tecnológicas modernas y es hablar de nuevas tendencias en los tratamientos. De nuevos enfoques a la hora de resolver los problemas de siempre, pero con más sentido de respeto hacia el producto, hacia el medioambiente, hacia el consumidor y hacia el negocio. Y este libro va en esa dirección. Y, además, desde una óptica eminentemente práctica, en la que los aspectos abordados no son sólo los conocimientos ya expuestos en los tratados clásicos, si no que pueda encontrarse lo que habitualmente no aparece en los libros, y que es el conocimiento basado en la propia experiencia de profesionales que han bregado exitosamente durante años en este apasionante mundo de la poscosecha. Por ello, este libro es mucho más de lo que aparentemente pueda indicar el título. Porque lo recogido en este libro son las sesiones impartidas el II Curso de Poscosecha sobre cítricos y cultivos emergentes en la Comunidad Valenciana, en el que han participado como profesores personas de todos los ámbitos: relevantes docentes, prestigiosos investigadores y experimentados profesionales en sus respectivos campos, procedentes de universidades, centros de investigación, instituciones y empresas, nacionales e internacionales. Un curso que nació organizado por el Aula de Horticultura: un aula de empresa de la Universitat Politècnica de València auspiciada por la empresa SPE3 S.L., editora de Ediciones de Horticultura, Tecnología Hortícola, Poscosecha News, Horticultura Blog, etc. y que entre sus diversas actividades impulsó la actualización de conocimientos en poscosecha a través de un curso dirigido a estudiantes, egresados recientes y profesionales del sector, para tratar la actualidad de la poscosecha de frutas y hortalizas y que abordara matricialmente todos los aspectos implicados en este ámbito en el tratamiento postrecolector de las principales frutas y hortalizas, pero haciendo un hincapié especial en aquellos cultivos que son en la actualidad los más importantes en la Comunidad Valenciana. En sus dos ediciones el curso ha tenido una gran aceptación y ha sido bien calificado por los alumnos, los profesores y las empresas que lo han patrocinado. En esta segunda edición, se ha querido realizar esta publicación para recoger los conocimientos aportados en las distintas sesiones, lo hablado en las aulas, para evitar que pudieran quedar en el olvido, pensando en los alumnos y pensando también en todas aquellas personas que quisieran acercarse a este ámbito de la cadena agroalimentaria tan importante para una economía más racional y sostenible.


Finalmente, es preciso hacer constar que este libro no hubiera sido posible sin tres personas. Imposible sin Claudia. Porque de ella surge la idea y el principal trabajo de coordinación del curso y también por su actitud, compromiso, trabajo y empatía con todos para que el curso y el libro salga adelante. E imposible sobre todo sin Pere y Alicia, sin Alicia y Pere, por su dedicación casi vital al mundo de la poscosecha y horticultura, por su gran conocimiento de este sector y sus agentes principales, y por apostar, en el sentido más estricto, por la Academia, con una visión moderna de lo que debería ser la relación Universidad-Empresa. Como director que fui del Aula de Horticultura y como director académico del curso, no puedo más que agradecerlo a los tres. Por último, animo al posible lector a disfrutar de este gran libro, consciente de que no les defraudará, con el ánimo de contribuir a potenciar la modernidad en este sector.

Dr. Salvador López Galarza Director Académico del Curso Catedrático de Horticultura y Cultivos Herbáceos Dpto. de Producción Vegetal de la Universitat Politècnica de València


ÍNDICE

1.

BASES DE LA TECNOLOGÍA POSCOSECHA

1

1.1.

EL VALOR DEL COMERCIO DE LAS FRUTAS Y HORTALIZAS Francisco Borras Escribá

3

1.2. 1.2.1.

NORMATIVA LEGAL Y REQUISITOS DE LOS CLIENTES Aspectos legales sobre los productos poscosecha

13 13

José Mª Ferrer Villar

1.2.2.

Requisitos de mercado relativos a la seguridad alimentaria y presencia de residuos en el sector hortofrutícola

17

Roberto Ortuño Macián

1.3.

BASES FISIOLÓGICAS DE LA POSCOSECHA

25

Antonio Marrero Domínguez

1.4.

ALTERNATIVAS AL CONTROL QUÍMICO EN POSCOSECHA. MANEJO INTEGRADO Y ECOLÓGICO

55

José Ángel Gil Amado

1.5. 1.5.1.

PREENFRIADO, CONSERVACIÓN FRIGORÍFICA Y MANEJO DE GASES Aplicaciones de bajas temperaturas en frutas y hortalizas frescas

77 77

Mª Dolores Ortolá Ortolá

1.5.2.

Instalaciones frigoríficas

89

Isidro Garrido Garres

1.6.

LÍNEA DE MANIPULACIÓN Lavado, tratamiento, selección, calibrado y envasado

99

Ernesto Conesa Roca

1.7.

TECNOLOGÍAS DE ENVASADO PARA FRUTAS Y VERDURAS FRESCAS

115

Rafael Gavara y Pilar Hernández-Muñoz

1.8.

TRANSPORTE Y LOGÍSTICA Problemática del envío de fruta a larga distancia

133

Francisco Agudo Corbacho

1.9.

FACTORES NUTRICIONALES Y SU EFECTO POSCOSECHA

139

Vicente Caballer Hostalet y Ricardo Moreno Pérez

1.10.

TÉCNICAS Y PARÁMETROS DE CONTROL DE CALIDAD EN FRUTAS Y HORTALIZAS 1.10.1. Control de calidad en hortalizas

145 145

Miguel Ángel Domene Ruiz

1.10.2. Técnicas no destructivas de control de la calidad en productos hortofrutícolas Belén Diezma, Pilar Barreiro

165


1.11.

EFECTO DEL 1-MCP EN POSCOSECHA SmartFreshTM ProTabs, innovación en la aplicación del 1-MCP en fruta

179

Eve Dupille

1.12.

APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS EN LA INDUSTRIA HORTOFRUTÍCOLA

187

Claudia Conesa Domínguez

1.13.

PROPIEDADES BENEFICIOSAS PARA LA SALUD QUE APORTAN LAS FRUTAS Y HORTALIZAS Cómo incrementarlas y mantenerlas

205

María Serrano y Daniel Valero

1.14.

LA POSCOSECHA EN ESPAÑA

217

Daniel Valero y María Serrano

1.15.

FUENTES DE INFORMACIÓN

231

Alicia Namesny

2.

APLICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA POSCOSECHA EN CULTIVOS DE LA 241 COMUNIDAD VALENCIANA

2.1. 2.1.1.

TECNOLOGÍA POSCOSECHA EN CÍTRICOS Introducción a la poscosecha de los cítricos

243 243

Ernesto Conesa Roca

2.1.2.

Patología poscosecha de los frutos cítricos

263

Lluís Palou

2.1.3.

Tratamientos poscosecha en cítricos: del laboratorio a las centrales 281 hortofrutícolas Jorge Bretó Miralles

2.1.4.

Recubrimientos poscosecha en cítricos

293

Elena Sanchís Soler

2.2.

TECNOLOGÍA POSCOSECHA EN CAQUI

297

Alejandra Salvador, Cristina Besada, Mario Vendrell y Pilar Navarro

2.3.

TECNOLOGÍA POSCOSECHA EN FRUTA DE HUESO

321

Diego Redondo Taberner

2.4.

TECNOLOGÍA POSCOSECHA EN HORTALIZAS

335

Alicia Namesny

2.5.

TECNOLOGÍA POSCOSECHA EN AGUACATE

345

Esteban Soler López

2.6.

TECNOLOGÍA POSCOSECHA EN KIWI Carlos Vila Costas

355


3.

TECNOLOGÍAS DE PROCESADO DE FRUTAS Y HORTALIZAS

361

3.1. 3.1.1.

IV GAMA DE FRUTAS Y HORTALIZAS Procesado mínimo en fresco de hortalizas

363 363

Francisco Artés Calero

3.1.2.

Investigación y desarrollo en productos IV gama de fruta

397

Félix Martínez Macías

3.2.

V Y VI GAMA DE FRUTAS Y HORTALIZAS Nuevas gamas vs. necesidades de valor del sector hortofrutícola

423

Juan Luis Mejía García

3.3.

INNOVACIÓN Y VALOR AÑADIDO Del campo a la mesa

433

Xavier Martínez Monzó

3.4.

OPORTUNIDADES DE LOS PRODUCTOS HORTÍCOLAS EN LOS MERCADOS 441 CERCANOS En la comida, ¿qué quiere la gente? Pere Papasseit i Totosaus

AUTORES

453

EMPRESAS PATROCINADORAS

467

CITROSOL

468

DECCO IBÉRICA

470

ENFRÍO

472

FOMESA FRUITECH

474

SANIFRUIT

476

SIENZ

478

TECNIDEX

480

TOMRA FOOD

482

UNIQ

484



I. BASES DE LA TECNOLOGÍA POSCOSECHA

3



1.1. EL VALOR DEL COMERCIO DE LAS FRUTAS Y HORTALIZAS Francisco Borrás Escribá pborras@anecoop.com Anecoop S. Coop

Índice 1. 2.

La cadena de valor de los productos hortofrutícolas Puntos críticos durante la recolección y comercialización hortofrutícola

3 7

Resumen Cuando escuchamos la palabra poscosecha, sin darnos cuenta tenemos la tendencia a imaginar todos los procesos necesarios para que la fruta llegue al lineal en perfectas condiciones de sanidad y aspecto. En ese momento, es normal que pensemos en los técnicos poscosecha y todo lo relacionado con la sanidad, higiene, etc. Pero, en ese momento no podemos imaginar la cantidad de personas que también intervienen en los procesos poscosecha para que la fruta o la hortaliza llegue bien al lineal. En este capítulo del curso, queremos resaltar la importancia de todos estos equipos y la necesidad de que su funcionamiento sea armónico.

1. La cadena de valor de los productos hortofrutícolas Para abarcar de forma global lo que la palabra Valor implica en el comercio de las frutas y las hortalizas, vamos a visualizar dos diagramas que muestran los pasos que se realizan para que los productos hortofrutícolas lleguen desde la producción al consumo. En la Figura 1, presentamos el movimiento físico de las mercancías. Podemos observar que existen normalmente seis niveles en los que se realizan procesos sobre el producto: 1) Se producen en los campos, se recolectan y trasladan a los centros de empaquetado. 2) Se empaquetan para poder ser transportados normalmente en palets completos del mismo artículo y confección al siguiente eslabón, que puede estar a un centenar o a varios miles de kilómetros del centro de empaquetado. 3) Después de la logística correspondiente llegan a los centros de Gran Almacenaje, que son aquellos que están preparados para recibir unidades completas con palets del mismo producto y confección, o con un cierto grado de mezcla en la carga, pero casi siempre con palets uniformes. Estos se hallan en los grandes centros logísticos de frutas y hortalizas europeos, como Grand Saint Charles en Perpiñán, Centro de BarendrechtRiderkerk en Rotterdam, algunos grandes mercados de abastos clásicos como Rungis,

3


1. Bases de la tecnología poscosecha

Milán, Merca Barna, Merca Madrid, etc., y también en algunas de las grandes plataformas de la Gran Distribución. 4) Los mayoristas de los mercados de abastos de las diferentes ciudades, que venden a las tiendas tradicionales a nivel de cajas, las estructuras especializadas en hostelería, restauración o colectividades, las preparadas para suministrar las ventas por internet y las plataformas de la Gran distribución que realizan el picking de cajas que cada una de sus tiendas solicita. 5) Las tiendas al detalle bien sean fruterías tradicionales, o tiendas pertenecientes a alguna cadena. 6) Los hogares o la restauración y otras formas de consumo fuera del hogar.

Figura 1. Movimiento físico de las frutas y hortalizas

En este punto, es interesante resaltar que, si hay seis niveles, implica que se producen como mínimo 5 intercambios de información entre estos, que intervienen directamente en el movimiento físico de las mercancías. Por lo tanto, cinco posibilidades de error en la transmisión de la información para que todo cuadre. En la Figura 2, visualizamos los procesos que dan origen a las órdenes y los pedidos. A continuación, resaltaremos la parte central, porque las estructuras que se hallan tras las SAT/Coop o las centrales privadas, que son los centros de empaquetado, hasta las plataformas de la Distribución o los Mayoristas, son estructuras que intervienen en los procesos, pero no tocan físicamente la mercancía.

4

www.bibliotecahorticultura.com


1.1. El valor del comercio de las frutas y hortalizas

Figura 2. Agentes implicados en la comercialización hortofrutícola

Los captadores son los amigos de un amigo. Son aquellas personas que tienen buenas relaciones con los responsables de venta de los diferentes almacenes de empaquetado y a su vez con Agentes, Consorcios, centrales de Compra o Mayoristas, y que canalizan ventas, pero no intervienen en el proceso de facturación y pagos. Recibirán una comisión por su trabajo, bien desde el almacén de empaquetado o desde el primer eslabón que realice la facturación y pago de la mercancía. Los agentes son estructuras que compran a los almacenes y que venden a los siguientes niveles de las cadenas y que, por consiguiente, asumen desde el primer momento una responsabilidad económica sobre las operaciones. Los consorcios de exportación son empresas creadas por una serie de almacenes, de la misma zona o de varias, para que ejerzan funciones similares a las de los agentes, pero donde los propietarios son dichos almacenes. Normalmente, los almacenes mantienen su libertad para vender de forma directa a cualquier nivel de la cadena, captadores, agentes, centrales, etc. y los consorcios, suelen especializarse en algunos mercados determinados. Las estructuras comerciales propias están organizadas por una serie de entidades que acuerdan cederle a esta nueva estructura funciones comerciales específicas por la totalidad de sus ventas o por una gran parte. Las centrales de compra son las empresas creadas por las cadenas de distribución, con estructura empresarial independiente, pero perteneciente 100% a la cadena que la ha creado. En España y en particular en la Comunidad Valenciana, existe la mayor concentración de centrales de compra operativas como vemos en el siguiente diagrama (Figura 3).

www.bibliotecahorticultura.com

5


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 3. Centrales de compra de frutas y hortalizas en Valencia y Alicante

En la Figura 4, presentamos las diferentes interrelaciones que se producen entre los operadores que hemos señalado en los cuadros anteriores.

Figura 4. Interrelaciones entre los agentes implicados en la comercialización hortofrutícola

Cada flecha implica una relación de pedido, posterior facturación o cobro. Todo ello implica intercambio de información, con la correspondiente acción reacción sobre precios, cambios, nuevos pedidos, anulaciones, etc. Cuando vemos la cantidad de flechas y operadores diferentes, es normal imaginar que, en ese proceso en el cual no hay ningún trabajo directo de contacto físico con la mercancía, el costo sobre los precios se halla fuera de control. Sin embargo, el costo está bastante acotado con cifras de un solo dígito sobre el valor de origen en el almacén hortofrutícola. No obstante, es cierto que el efecto que en algunos casos produce la oferta del mismo producto por parte de Captadores, Agentes, etc. al siguiente eslabón, puede crear sensación de sobreoferta, cuando en realidad se ha ofrecido el mismo producto por conductos diferentes y puede llegar al punto de oferta final, central de compra o mercado

6

www.bibliotecahorticultura.com


1.1. El valor del comercio de las frutas y hortalizas

mayorista multiplicado por dos. Este efecto es mucho más perjudicial que el costo añadido por esta parte de la cadena. Para hacer frente a la gestión de los procesos, cantidad de niveles e intercambio de información entre estos para que todo funcione bien, Oliver Wyman, una consultora alemana, nos presentó la primera herramienta informática global para la cadena de valor hortofrutícola en febrero del 2018 (Figura 5).

Figura 5. Herramienta informática Blockchain para la cadena de distribución Fuente: Oliver Wyman

La primera reacción de la mayoría de las personas que conocieron esta propuesta fue imaginar que tardaríamos en ver aplicaciones reales en frutas y hortalizas o que un consumidor con su Smartphone pudiera, a través del código QR, conocer todo aquello que el Blockchain le ofrecía en cada uno de los niveles operativos de la cadena de valor hortofrutícola. No obstante, en marzo de 2018 se detecta un brote de Escherichia coli en varios estados de EE.UU. Hasta el cierre de la alerta, hubieron 210 afectados de 36 estados y cinco muertos. Gracias a la trazabilidad se detecta la procedencia del brote en lechuga romana de la región de Yuma. Se detecta la variante de la bacteria en varias muestras de agua. Aunque se continúa haciendo test, la alerta se da por cerrada el 28 de junio de 2018 debido a la finalización de la cosecha el 16 de abril. Por ello, primero Walmart y, a continuación, el resto de las cadenas fueron adoptando la tecnología Blockchain. Vamos ahora, a desgranar dentro de los diferentes procesos que hemos comentado durante el movimiento físico de la mercancía, algunos de los puntos que en muchas ocasiones pasan desapercibidos.

2. Puntos críticos durante la recolección y comercialización hortofrutícola Cuando hablamos de pérdidas poscosecha, solemos pensar en la calidad del fruto en el punto de venta. Pero hay otros elementos que influyen en este apartado: -

Cultivo / recolección

www.bibliotecahorticultura.com

7


1. Bases de la tecnología poscosecha

-

Empaquetado Logística Producto

Cultivo / recolección En muchas ocasiones los problemas en estas etapas pueden pasar desapercibidos en los almacenes y aparecer a posteriori en el lineal. Empaquetado Cuando recibimos la orden de confeccionar con Europalet 80x120, nos podemos encontrar con varios tipos (Figura 6). El cliente ha indicado sólo uno de los cuatro, porque su plataforma, que puede estar a varios miles de kilómetros, sólo usa un modelo y en el caso de no escoger el adecuado, el camión no podría descargarse. Además, debe llegar sin incidencias (Figura 7)

Figura 6. Tipos de palets

Figura 7. Incidencias halladas en la recepción de palets.

En el caso de las cajas, para una misma dimensión (por ejemplo 60x40x18), existen diferentes formas y materiales (Figura 8). Cada cliente y, en ocasiones cada plataforma, exige una en concreto que llegue en perfecto estado (Figura 9).

8

www.bibliotecahorticultura.com


1.1. El valor del comercio de las frutas y hortalizas

Figura 8. Tipos de cajas

Figura 9. Incidencias halladas en la recepciรณn de cajas

Ademรกs, el pedido se corresponderรก con una unidad de peso que puede estar definida en diferentes tipos de envases (Figura 10).

Figura 10. Tipos de packaging

www.bibliotecahorticultura.com

9


1. Bases de la tecnología poscosecha

A continuación, será necesario el etiquetado correcto del palet, cajas y unidad de venta (Figuras 11, 12 y 13).

Figura 11. Etiqueta del palet

Figura 12. Etiqueta de la caja

Figura 13. Etiqueta de la unidad de venta

Es importante evitar las incidencias como son daños o unidades sin etiquetar (Figuras 14 y 15).

10

www.bibliotecahorticultura.com


1.1. El valor del comercio de las frutas y hortalizas

Figura 14. Incidencias en las etiquetas de las unidades de venta

Figura 15. Incidencias en el etiquetado de cajas Logística En el área logística, nuestra política se basa en la creencia de que “el trabajo ideal es el trabajo directo, asumiendo el mínimo riesgo”. En base a esta premisa, operamos de dos maneras teniendo siempre en cuenta los horarios y condiciones del transporte: -

Contratando transporte directo a destino en colaboración con empresas españolas expertas en fresco Apoyándonos en las plataformas logísticas del grupo o mediante acuerdos con plataformas de operadores en origen y destino. “No hay mejor conocedor del mercado que aquel que lo trabaja”.

Aunque en ese momento la mercancía haya llegado a su destino y al lineal de la tienda, existen otros aspectos que no intervinieron físicamente en el proceso pero necesarios: la gestión comercial y administrativa (Figuras 16 y 17).

www.bibliotecahorticultura.com

11


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 16. Funciones incluidas dentro de la gestión comercial

Figura 17. Funciones incluidas dentro de la gestión administrativa

Por eso la poscosecha, no es sólo un tema de especialistas, sino como dijo Albert Einstein (Figura 18)

Figura 18. Cita de Albert Einstein

12

www.bibliotecahorticultura.com


1.2. NORMATIVA LEGAL Y REQUISITOS DE LOS CLIENTES 1.2.1. Aspectos legales sobre los productos poscosecha José Mª Ferrer Villar jmferrer@ainia.es Ainia Centro Tecnológico

Índice 1. 1.1. 1.2. 2. 2.1. 2.2. 3.

Introducción a los elementos jurídicos en el ámbito agroalimentario Principios y requisitos generales de la legislación alimentaria Principio de precaución Los productos poscosecha, un enfoque legal En el ámbito de los plaguicidas En el ámbito de los aditivos alimentarios Conclusión

13 13 14 14 14 15 15

Resumen Los aspectos legales vinculados a los productos postcosecha no puede ser canalizados a través de una regulación concreta, es necesario que enfoquemos la cuestión desde distintas áreas legislativas, tales como: productos fitosanitarios, plaguicidas y aditivos alimentarios. Tomando en consideración los criterios básicos en el ámbito de la Seguridad Alimentaria y el enfoque múltiple dispondremos del escenario legal a considerar para operar adecuadamente con los productos poscosecha. Es fundamental que en aquellos productos empleados en la actividad agroalimentaria valoremos siempre una aproximación múltiple, dado que como podemos ver no siempre existe una legislación «ad hoc» para cada tipo de producto.

1. Introducción a los elementos jurídicos en el ámbito agroalimentario 1.1. Principios y requisitos generales de la legislación alimentaria Los denominados productos poscosecha no cuentan con una regulación específica en el ámbito de la Unión Europea, ¿quiere esto decir que no están regulados? Todo lo contrario, se aplican los principios y requisitos generales de la legislación alimentaria que emana de la principal disposición en materia de seguridad alimentaria, el «Reglamento (CE) N.º 178/2002 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 28 de enero de 2002, por el que se establecen los principios y los requisitos generales de la legislación alimentaria, se crea la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria y se fijan procedimientos relativos a la seguridad alimentaria».

13


1. Bases de la tecnología poscosecha

A través del Reglamento 178/2002 se han establecido los principios generales de la legislación alimentaria que debemos aplicar, en especial el principio de precaución o principio de cautela tal y como se ha contemplado en la Ley 17/2011 de seguridad alimentaria. 1.2. Principio de precaución El principio de precaución se invoca cuando es urgente intervenir ante un posible peligro para la salud humana, animal o vegetal, o cuando éste se requiere para proteger el medio ambiente en caso de que los datos científicos no permitan una determinar el riesgo. No puede constituir un pretexto para la adopción de medidas proteccionistas (se aplicará en casos de peligro para la salud pública). Por ejemplo, impedir la distribución de productos que puedan entrañar un peligro para la salud o incluso proceder a su retirada del mercado.

2. Los productos poscosecha, un enfoque legal Partiendo de la premisa inicial de inexistencia de una regulación específica para este tipo de productos podríamos considerar que no han sido tratados en la legislación agroalimentaria, nada más lejos de la realidad. Los productos poscosecha han sido objeto de regulación en distintas áreas de la legislación agroalimentaria, algunos ejemplos que podemos encontrar son los siguientes: 2.1. En el ámbito de los plaguicidas Los poscosecha y los productos fitosanitarios, este es uno de los supuestos en los que se ha regulado al respecto. En concreto, el Reglamento (CE) Nº 1107/2009 del Parlamento Europeo y del Consejo de 21 de octubre de 2009 relativo a la comercialización de productos fitosanitarios Reglamento 1107/2009. El Reglamento 1107/2009 tiene en cuenta a los productos poscosecha de forma indirecta, dado que en su artículo 3 se define el «tratamiento poscosecha», como el tratamiento de vegetales o productos vegetales después de la cosecha en un espacio aislado en el que no son posibles los escapes, por ejemplo, en un almacén. En consecuencia, podemos tomar en consideración la regulación para los productos fitosanitarios al integrar en su ámbito lo que significa el tratamiento poscosecha. Ahora bien, más allá de ese concepto el Reglamento 1107/2009 no ha concretado la regulación, por ello conviene que se revisen otros enfoques para conformar el marco legal que es aplicable en este caso. En la búsqueda de ese marco legal nos encontramos también con la legislación relativa a los límites máximos de residuos de plaguicidas (LMR’s) y su conexión con los poscosecha, que a través del Reglamento (CE) Nº 396/2005 del Parlamento Europeo y del Consejo de 23 de febrero de 2005 relativo a los límites máximos de residuos de plaguicidas en alimentos y piensos de origen vegetal y animal. La importancia de esta regulación es alta, dado que los tratamientos poscosecha se realizan en ocasiones mediante el empleo de plaguicidas y por tanto es fundamental el conocimiento de la legislación que establece los límites correspondientes para los residuos de estos productos en la Unión Europea.

14

www.bibliotecahorticultura.com


1.2. Normativa legal y requisitos de los clientes

2.2. En el ámbito de los aditivos alimentarios Por último, pero no por ello menos importante, también hay que evidenciar la relación existente entre los aditivos alimentarios y su empleo como productos poscosecha. En este caso nuestro apoyo legal se hace tangible en el Reglamento (CE) Nº 1333/2008 del Parlamento Europeo y del Consejo de 16 de diciembre de 2008 sobre aditivos alimentarios. En el caso del empleo de aditivos como tratamiento poscosecha, el Reglamento 1333/2008 identifica claramente el empleo de una serie de aditivos para tratamiento de superficie de fruta, tal y como podemos ver a continuación. Aditivos alimentarios empleados para el tratamiento de superficie de frutas, por ejemplo, el E903 cera carnauba para cítricos, melones, manzanas, peras, melocotones, piñas, granadas, mangos, aguacates y papayas, y agentes de recubrimiento de frutos de cáscara. Otros aditivos autorizados para estos fines son los que se incorporan en la Tabla 1. Tabla 1. Aditivos autorizados para frutas Número de aditivo

Descripción

E 901

Cera de abeja, blanca y amarilla

E 902

Cera candelilla

E 903

Cera de carnauba

E 904

Goma laca

E 905

Cera microcristalina

E 907

Poli-1-deceno hidrogenado

E 914

Cera de polietileno oxidada

3. Conclusión Los productos poscosecha se regulan a través de distintas disposiciones en el ámbito agroalimentario, por ello es fundamental que consideremos los distintos enfoques que hemos visto: productos fitosanitarios, plaguicidas y aditivos alimentarios. Podemos encontrarnos con tratamientos poscosecha a través de estas vías y en consecuencia debemos conocer cómo se regulan. Por último y de forma complementaria, siempre debemos considerar la regulación sobre seguridad alimentaria que de forma directa o indirecta afectará a nuestras intervenciones en la actividad agroalimentaria, como sucede con los tratamientos poscosecha.

Bibliografía CE (2009). Comisión Europea. Reglamento (CE) Nº 1107/2009 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 21 de octubre de 2009, relativo a la comercialización de productos www.bibliotecahorticultura.com

15


1. Bases de la tecnología poscosecha

fitosanitarios y por el que se derogan las Directivas 79/117/CEE y 91/414/CEE del Consejo. Diario Oficial de la Unión Europea: L309/1 - L309/50 CE (2005). Comisión Europea. Reglamento (CE) Nº 396/2005 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de febrero de 2005 relativo a los límites máximos de residuos de plaguicidas en alimentos y piensos de origen vegetal y animal y que modifica la Directiva 91/414/CEE del Consejo. Diario Oficial de la Unión Europea: L70/1 - L70/16 CE (2008). Comisión Europea. Reglamento (CE) Nº 1333/2008 del Parlamento Europeo y del Consejo de 16 de diciembre de 2008 sobre aditivos alimentarios. Diario Oficial de la Unión Europea: L354/16 – L354/33

16

www.bibliotecahorticultura.com


1.2.2. Requisitos de mercado relativos a la seguridad alimentaria y presencia de residuos en el sector hortofrutícola Roberto Ortuño Macián rortuno@ainia.es Ainia Centro Tecnológico

Índice 1. 2. 3. 4. 5. 6.

El ecosistema de las normas de seguridad alimentaria en la U.E. Normativa legal y acuerdos comerciales Criterios de supermercado Los requisitos de cada supermercado Otros requisitos Conclusiones

17 18 19 22 22 23

Resumen España es el primer país exportador de frutas y hortalizas frescas del mundo. Se trata de un sector altamente regulado con el fin de garantizar la seguridad de los productos comercializados, pero además las empresas de la distribución comercial aplican criterios propios y más restrictivos que los legales para la aceptación o rechazo de productos. Esto supone un importante reto debido al alto número de requisitos y las diferencias entre clientes. En el presente artículo, abordaremos cuales son estos requisitos y de qué manera las empresas comercializadoras en el mercado nacional, europeo y mundial pueden adaptarse a estos con el fin de garantizar que sus productos cumplen los requisitos de aceptación de las diferentes empresas de la distribución.

1. El ecosistema de las normas de seguridad alimentaria en la U.E. Muchos son los actores, frecuentemente llamados “partes interesadas” o stakeholders, que de una u otra manera tienen influencia sobre el desarrollo y evolución de la normativa europea. El caso de la normativa relativa a la seguridad alimentaria no es diferente en esencia al de otros aspectos o cuerpos legislativos. Aunque lógicamente tiene sus peculiaridades. En todo lo relacionado con el funcionamiento de la Comisión Europea (EC) la figura de estas partes interesadas tiene una gran relevancia, lo que busca constituir la garantía de que las diferentes visiones y sensibilidades de colectivos de distintos ámbitos de la población europea son escuchados y tenidos en cuenta a la hora de legislar. Cabe destacar que al menos en el ámbito de la seguridad alimentaria y a mi modo de ver desde la experiencia de conocer este ámbito de primera mano, la presencia española en todos estos

17


1. Bases de la tecnología poscosecha

foros es probablemente insuficiente. Puede que debido a la poca tradición de funcionamiento como lobby de las asociaciones y colectivos españoles, como he podido comprobar durante las asistencias en calidad de observador a las reuniones del grupo de stakeholders de la European Food Safety Authority (EFSA). A mi modo de ver, esta escasa, o no suficientemente representativa presencia española en estos foros perjudica de forma importante a un sector, el hortofrutícola, que constituye uno de los pilares de la economía española. No deja de ser esto una apreciación personal, que puede que no sea compartida con todo el conjunto del sector, pero que es sin duda de vital importancia para la competitividad de este en el entorno europeo. Pasemos ahora a intentar describir cómo funciona este “ecosistema”. La normativa europea en materia de seguridad alimentaria emana de la Comisión a través de la Dirección General de Sanidad y Consumo de la Comisión Europea (DG SANCO). Esta es quien elabora las normas que finalmente son adoptadas por la EC. Todos los operadores del sector deben garantizar la seguridad alimentaria de forma general y particularmente el cumplimiento legislativo de los productos que comercializan y finalmente ponen en el mercado. Esto abarca a la producción primaria, las centrales hortofrutícolas y la distribución en todas sus facetas, es decir al conjunto de la cadena alimentaria (también a los fabricantes de productos fitosanitarios, fertilizantes, etc.) La DG SANCO, para elaborar la normativa legal requiere de un asesoramiento científico-técnico. La EFSA se ocupa de este asesoramiento a través de la elaboración de diferentes estudios (principalmente de evaluación del riesgo) que la DG le va encargando en las materias objeto de regulación. A su vez la EFSA expone periódicamente sus estudios y dictámenes a la consideración de su grupo de stakeholders. Este está integrado por representantes de la Academia (comunidad científica), asociaciones de productores de productos fitosanitarios y poscosecha, fertilizantes y otros productos, grupos ecologistas, asociaciones de consumidores, asociaciones de la producción alimentaria, asociaciones de la distribución de alimentos, en todos los casos con lo que se considera por EFSA altos niveles de representatividad de estos colectivos en la UE. Como no puede ser de otra manera, múltiples son las influencias y los intereses que unos y otros de estos agentes tienen sobre el resto, y mediante este sistema se busca dar voz a todos ellos. Para conseguir este objetivo, la opinión de cada uno de ellos es puesta de manifiesto en las reuniones del grupo de stakeholders y posteriormente se traslada a la Comisión (DG SANTE) con el fin de que sea tenida en cuenta a la hora de legislar.

2. Normativa legal y acuerdos comerciales La normativa legal constituye un marco obligatorio para todos los operadores de la cadena. Como elemento más importante o de mayor relevancia en el ámbito de la regulación sobre residuos de productos fitosanitarios hay que destacar los límites máximos de residuos (LMR, o MRL en terminología sajona). Los LMR son valores de concentración de residuos de cada uno de los productos legislados que no pueden ser superados en los productos puestos en el mercado. Son valores específicos para

18

www.bibliotecahorticultura.com


1.2. Normativa legal y requisitos de los clientes

cada materia activa y pueden ser también diferentes para las distintas frutas y hortalizas o grupos de ellas. Podemos distinguir dos tipos de materias activas, las permitidas y las prohibidas. En el caso de las primeras (las sustancias permitidas constituyen una lista positiva) existe un LMR como hemos dicho propio y que puede ser diferente por producto o grupo de producto. En el de las segundas los resultados analíticos deben ser ausencia, expresada como valor por debajo del límite de cuantificación de la técnica utilizada. Hay que hacer mención aquí a la importancia de que los análisis sean realizados por laboratorios que cuenten con técnicas acreditadas para un amplio número de las materias activas analizadas, con el fin de que los resultados puedan ser considerados fiables por todas las partes interesadas (autoridades, empresas y consumidores). Hasta aquí la parte más importante o sustancial de la regulación legal en esta materia. Pero más allá de los requisitos legales, las diferentes empresas de distribución, guiadas por ofrecer a sus clientes un mayor nivel de protección que el legal, tienen sus requisitos propios (comúnmente denominados requisitos o criterios de supermercado) más exigentes, como no podía ser de otra manera, que los legales. Los mayores problemas para la aplicación de estos son: -

Requisitos múltiples, atendiendo a diferentes criterios de baremación

-

Requisitos específicos de cada cadena de supermercados y en ocasiones diferentes para la comercialización en países diferentes

3. Criterios de supermercado Como hemos dicho con anterioridad los requisitos legales se concretan principalmente en los LMR. Sin embargo, en el caso de los requisitos de supermercado los criterios pueden ser diferentes y en la mayoría de las ocasiones corresponden a una combinación de ellos. Los diferentes baremos utilizados son: -

Porcentaje del LMR (%LMR) Sumatorio de los porcentajes de LMR (Σ%LMR) Porcentaje de la Dosis Aguda de Referencia o Acute Reference Dose (%ARfD) Sumatorio del porcentaje del Acute Reference Dose (Σ%ARfD) Porcentaje del valor de referencia del Programa de Reducción de Pesticidas o Pesticide Reduction Program (%PRP). Sumatorio de los porcentajes del valor de referencia del Programa de Reducción de Pesticidas (Σ%PRP) Número máximo de materias activas Sustancias no permitidas (con independencia de que esté legalmente autorizado su uso) o “black list”

Pasamos a continuación a hacer una descripción de cada uno de ellos.

www.bibliotecahorticultura.com

19


1. Bases de la tecnologĂ­a poscosecha

Porcentaje del LMR (%LMR) Con el fin de ser mĂĄs restrictivos que la normativa europea en materia de LMR, se impone el requisito de no superar un determinado porcentaje de este (por ejemplo 33%, 70%, 80%...) para cada una de las materias activas permitidas detectadas de forma individual (se entiende como no detectada una materia activa cuyo resultado analĂ­tico viene expresado como “menor que el lĂ­mite de cuantificaciĂłnâ€?). Normalmente se aplica el mismo porcentaje en todos los casos para un supermercado, aunque no siempre. En ocasiones, por ejemplo, se pone un lĂ­mite menor para productos de marca propia. Sumatorio de los porcentajes de LMR (ÎŁ%LMR) Consiste en la suma de los porcentajes “consumidosâ€? de los LMR de las materias activas permitidas detectadas, con el fin de evitar la utilizaciĂłn de mezclas de productos. Porcentaje de la Dosis Aguda de Referencia o Acute Reference Dose (%ARfD) La dosis aguda de referencia es un criterio que tambiĂŠn intenta evitar el uso de la combinaciĂłn de varios plaguicidas, conocidas comĂşnmente como “cocteles de plaguicidasâ€?. Para poder hacer esto de forma rigurosa se requerirĂ­an estudios de las diferentes combinaciones de plaguicidas a relaciones diferentes de concentraciĂłn, lo que requerirĂ­a una cantidad ingente de trabajo y unos costes desorbitados. En la actualidad, la comunidad cientĂ­fica estĂĄ buscando posibles aproximaciones a esta problemĂĄtica que simplifique este panorama. Los ARfD, sin dejar de tener consistencia cientĂ­fica como baremo, no vienen a resolver realmente el posible problema de las mezclas y su ocasional comportamiento sinĂŠrgico en sentido negativo para la salud del consumidor. El ARfD representa la dosis mĂĄxima de una sustancia que se considera inocua tomada en una sola ingesta por kilogramo de masa corporal. Dado que el colectivo mĂĄs sensible son los niĂąos, se utilizan datos de ingesta y peso corporal de niĂąos (en concreto de estudios realizados sobre niĂąos alemanes en el conocido como VELS study). En la EcuaciĂłn 1 puede consultarse la fĂłrmula de cĂĄlculo. đ?‘…đ?‘’đ?‘ đ?‘–đ?‘‘đ?‘˘đ?‘œ đ?‘’đ?‘›đ?‘?đ?‘œđ?‘›đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘‘đ?‘œ (đ?‘?đ?‘?đ?‘š) Ă— đ??źđ?‘›đ?‘”đ?‘’đ?‘ đ?‘Ąđ?‘Ž (đ?‘”) Ă— đ??šđ?‘Žđ?‘?đ?‘Ąđ?‘œđ?‘&#x; đ?‘‘đ?‘’ đ?‘Łđ?‘Žđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘Žđ?‘?đ?‘–đ?‘™đ?‘–đ?‘‘đ?‘Žđ?‘‘ 1000 Ă— đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œ đ?‘?đ?‘œđ?‘&#x;đ?‘?đ?‘œđ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘™ (đ?‘˜đ?‘”) % đ?‘‘đ?‘’ đ??´đ?‘…đ?‘“đ??ˇ đ?‘?đ?‘œđ?‘›đ?‘ đ?‘˘đ?‘šđ?‘–đ?‘‘đ?‘Ž Ă— 100 đ??´đ?‘…đ?‘“đ??ˇ

EcuaciĂłn 1

Considerando: -

La porciĂłn diaria ingerida se obtiene de un listado que proviene de un estudio basado en niĂąos alemanes (VELS study). El factor de variabilidad, (asociado a la matriz), que segĂşn los documentos que manejamos es: Si porciĂłn diaria consumida > 250g. VF= 5 Si porciĂłn diaria consumida < 250g and >;25g. VF= 7 Se considera que 16,15 kg = Peso medio niĂąo alemĂĄn (VELS study)

Cabe destacar que en la actualidad esta fĂłrmula de cĂĄlculo se encuentra en revisiĂłn, y probablemente se redefina una nueva modificada que estĂĄ previsto que empiece a utilizarse a partir de principios de 2020.

20

www.bibliotecahorticultura.com


1.2. Normativa legal y requisitos de los clientes

Sumatorio del porcentaje del Acute Reference Dose (Σ%ARfD) Consiste en el sumatorio de los diferentes valores hallados para la expresión del apartado anterior. Es otro baremo que intenta abordar la problemática de las mezclas de materias activas. Porcentaje del valor de referencia del Programa de Reducción de Pesticidas o Pesticide Reduction Program (%PRP) El Programa de Reducción de pesticidas (PRP) responde a una iniciativa de la organización ambiental austriaca GLOBAL 2000 en colaboración con la cadena REWE. Se basa en el cumplimiento de unos valores de referencia más restrictivos que los LMR y los ARfD. Ha sido adoptado de forma general por la distribución austriaca y por algunos supermercados en otros países. Sumatorio de los porcentajes del valor de referencia del Programa de Reducción de Pesticidas (Σ%PRP) Corresponde con la suma de los valores de %PRP calculados para los productos detectados. Número máximo de materias activas Límite al número de materias activas que dan un resultado positivo, recordemos que mayor que el límite de cuantificación. Busca también evitar la utilización del uso simultáneo de materias activas por considerarlo innecesario y negativo desde el punto de vista de los posibles efectos sinérgicos. En los casos en los que existe este requisito suele situarse entre 3 y 5. Sustancias no permitidas (con independencia de que esté legalmente autorizado su uso) o “black list” Responde a la presión de algunos grupos ecologistas u organizaciones ambientales, que publican listas de plaguicidas que entienden que no deberían de ser utilizados. Algunas de estas sustancias son incorporadas como lista negativa o de sustancias prohibidas para esa cadena de supermercados y no deben aparecer como detectadas en las pruebas realizadas sobre los productos. La denominación habitual de estas listas es la de “black list”. Como vemos los criterios son múltiples y cada cadena tiene su propia mezcla de ellos con valores propios, lo que evidentemente complica sobremanera la tarea de dar conformidad a un lote a través de la realización de los análisis pertinentes ya que un lote de producto puede ser apto para un determinado supermercado y no serlo para otro. Por ello los laboratorios especialistas en control de plaguicidas se han visto en la obligación de incorporar sistemas de información que faciliten a sus clientes este tipo de resultados de la forma más sintética posible, como apto o no apto para cada uno de los supermercados de interés para el cliente. Además, los tiempos de respuesta se hacen críticos, ya que los resultados se generan normalmente mientras la mercancía está en tránsito hacia su destinatario y deben conocerse siempre que sea posible con anterioridad a su entrega en una determinada plataforma de un supermercado que rechazaría la mercancía si no cumple los requisitos particulares exigidos.

www.bibliotecahorticultura.com

21


1. Bases de la tecnología poscosecha

4. Los requisitos de cada supermercado Como hemos comentado con anterioridad, cada supermercado tiene sus requisitos particulares, que no tienen por qué coincidir, y en general no coinciden con los de otros. Parecería lógico que los requisitos de supermercado fuesen fácilmente accesibles y a ser posible en un único soporte, documento o informe para todas las cadenas de distribución, pero esto no es así. De hecho, no existe ninguna publicación de garantías para tener acceso fácil a todo el conjunto de requisitos particulares de supermercados actualizados. Existen dos organizaciones, Freshfel y DF (asociación de la distribución alemana) que publican listados consolidados de diferentes supermercados en los diferentes mercados (en el segundo caso en el mercado alemán). Lamentablemente esta información la facilitan de manera exclusiva para sus asociados y no siempre está actualizada por lo que las garantías de que sea fidedigna tampoco son totales. El único recurso posible para los proveedores de supermercados es por tanto acudir a la fuente y que sean estos los que les transmitan su política de requisitos de residuos directamente. Sin embargo, en el caso de los laboratorios esta posibilidad no existe al no tener porqué existir relación comercial con la cadena o cadenas de supermercados frente a las que se quiere facilitar información comparada, lo que exige hacer una labor de mantenimiento y consulta permanente a través de los propios clientes.

5. Otros requisitos Al margen de los requisitos relativos a residuos de sustancias de uso fitosanitario o postcosecha, existen otros relativos a sistemas de calidad o de información. Los más comunes entre los específicos para este subsector alimentario son los siguientes. GLOBAL GAP Esta iniciativa comenzó en 1997 como EUREPGAP, una iniciativa del sector minorista agrupado bajo EUREP (Euro-Retailer Produce Working Group). El sector minorista británico juntamente con los supermercados en Europa propuso entonces una solución para dar respuesta a las inquietudes crecientes en torno a la inocuidad de los alimentos, el impacto ambiental y la salud, la seguridad y el bienestar de los trabajadores y de los animales, que consistió en una armonización de sus normas y procedimientos desarrollando un sistema de certificación independiente para las Buenas Prácticas Agrícolas (G.A.P.). QS para producción agrícola QS es un sistema de inspección certificable para productos alimentarios que incluye todas las partes de la cadena de suministro de alimentos, como cultivo, procesamiento, envasado y comercialización. Fue creada en 2011 para carne y productos cárnicos y en 2004 se amplió para incluir fruta, verduras y hortalizas.

22

www.bibliotecahorticultura.com


1.2. Normativa legal y requisitos de los clientes

QS para laboratorios Consiste en un sistema de reconocimiento de la competencia técnica de los laboratorios de control de fitosanitarios y productos postcosecha. Requiere de un alto grado de acreditación, una cartera de servicios amplia (se marcan unos servicios que el laboratorio debe ofrecer como mínimo), así como la exigencia de realizar determinados ejercicios de intercomparación organizados por la propia entidad QS. En muchos casos las cadenas de supermercados exigen a sus proveedores que realicen los controles en laboratorios que cuenten con este reconocimiento. En la actualidad sólo ocho laboratorios cuentan con él en el territorio español. Conexión a sistemas informáticos centralizados Bien de forma manual (subiendo los datos a las diferentes plataformas) o automática, algunas cadenas de supermercado exigen a sus proveedores que los resultados de los análisis acaben siendo volcados por los laboratorios en sistemas centralizados tales como el de QS o el conocido como Fruit Monitoring. Desde ellos las empresas de la distribución pueden consultar todo el conjunto de resultados con independencia de quien sea el proveedor o el laboratorio que ha realizado los controles. En determinados casos, la plataforma facilita además a las empresas que las usan información de tipo agregado o no particularizada de los resultados de otras empresas usuarias y con las que previamente se ha pactado este intercambio de información, con el fin de defender intereses comunes.

6. Conclusiones Tras todo lo expuesto, nos gustaría destacar las siguientes conclusiones: -

-

-

-

Los requisitos que exigen las cadenas de la distribución moderna a sus proveedores de frutas y hortalizas en materia de residuos de fitosanitarios y productos postcosecha, van más allá de las exigencias meramente legales de la EU. En definitiva, se trata de requisitos comerciales por lo que son lícitos siempre que sean más restrictivos que los legales y no afecten a la libre competencia. El sistema de requisitos de supermercados en lo referente a esta materia se ha configurado como de gran complejidad debido a la diversidad de criterios de diferente índole, que se adoptan además de forma múltiple, combinada y específica para cada supermercado, con diferencias incluso para un mismo supermercado en diferentes países. El acceso s la información de estos requisitos no resulta fácil, especialmente para los laboratorios de control. Existen otros requisitos relativos a sistemas de control o gestión de la calidad, la seguridad alimentaria, la salud de los trabajadores, el medio ambiente, etc., así como la utilización de plataformas informáticas de uso compartido o propio de datos. Todo ello constituye un panorama de gran complejidad, especialmente si tenemos en cuenta la velocidad a la que se realizan las transacciones entre los diferentes integrantes de la cadena, que requiere de un importante esfuerzo por parte de las empresas proveedoras de este tipo de productos, las de servicios para éstas como es el caso de

www.bibliotecahorticultura.com

23


1. Bases de la tecnología poscosecha

los laboratorios de control, así como de las propias empresas de la distribución a consumidor final. En resumen, el mercado europeo de frutas y hortalizas constituye un ejemplo de mercado altamente regulado, tanto por normativas legales como de tipo voluntario. El objetivo último de este alto grado de regulación es esencialmente conseguir un alto nivel de protección al consumidor. No obstante, la multiplicidad y complejidad de requisitos es también frecuentemente criticada por los diferentes actores de la cadena alimentaria.

Bibliografía DG SANTE (2019). https://ec.europa.eu/info/departments/health-and-food-safety_es EC. (2019). EU Pesticides database. http://ec.europa.eu/food/plant/pesticides/eu-pesticidesdatabase EFSA (2019). https://www.efsa.europa.eu EFSA

stakeholders engagement. https://www.efsa.europa.eu/en/partnersnetworks/stakeholder

(2019).

EFSA.

(2007) Pestice Residue Intake Model (“PRIMo”) Rev.2 http://www.efsa.europa.eu/sites/default/files/assets/calculationacutechronic_2.xls.

EFSA. (2012). Panel on Plant Protection Products and their Residues (PPR). Guidance on the Use of Probabilistic Methodology for Modelling Dietary Exposure to Pesticide Residues. EFSA Journal 2012 (10):2839 FAO. (2003). Pesticide Residues in Food - Report of the Joint Meeting of the FAO Panel of Experts on Pesticide Residues in Food and the Environment and the WHO Core Assessment Group on Pesticide Residues. Ginebra, Suiza GLOBAL 2000. (2019). https://www.global2000.at/en GLOBAL-GAP (2019). https://www.globalgap.org/es Laboratorios reconocidos QS (2019). https://www.q-s.de/es/laboratorios.html PD Dr. Mathilde Kersting, Dr. oec.troph. Kerstin Clausen. (2013). Ernährungsphysiologische Auswertung einer repräsentativen. Verzehrsstudie bei Säuglingen und Kleinkindern VELS mit dem Instrumentarium der DONALD StudieJuli 2003 QS. (2019). https://www.q-s.de/es/informacion-sistema-qs.html Sieke, C.; Michalski, B.; Kuhl, T. (2018), Probabilistic dietary risk assessment of pesticide residues in foods for the German population based on food monitoring data from 2009 to 2014. Journal of Exposure Science and Environmental Epidemiology, 28: 46–54 Se han omitido las referencias a textos legales ya que están incluidas en otros artículos de esta publicación.

24

www.bibliotecahorticultura.com


1.3. BASES FISIOLÓGICAS DE LA POSCOSECHA Antonio Marrero Domínguez anmarre@ull.es Universidad de La Laguna

Índice 1. 1.1. 1.2. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 5. 5.1. 5.2. 5.3.

Introducción La poscosecha: definición y objetivos Las pérdidas en poscosecha. Los procesos de deterioro La respiración Repaso de procesos básicos Objetivos para el control de la respiración en poscosecha Cuantificación de la respiración. Tasas por productos Técnicas de control de la respiración: refrigeración Límites a la utilización de la refrigeración: daños por frío Técnicas de control de la respiración: modificación atmosférica La transpiración Importancia en poscosecha. Objetivos de control Fundamentos físicos de la transpiración. Psicrometría Control de la transpiración: manejo de la DPV Control de la transpiración: resistencia hidráulica El etileno y los procesos de senescencia Características fisicoquímicas y efectos en las plantas Fuentes de etileno. Umbral de acción Control de los efectos del etileno La maduración artificial Efectos beneficiosos del etileno en poscosecha Proceso general de la maduración artificial. Importancia de la madurez fisiológica Protocolos de maduración artificial

26 26 26 28 28 29 30 32 33 36 37 37 38 40 41 42 42 43 45 48 48 49 51

Resumen Se repasan los principales procesos fisiológicos responsables del deterioro de los productos hortofrutícolas en poscosecha: respiración, transpiración y procesos de senescencia mediatizados por el etileno. Se discuten la influencia de algunos factores medioambientales como la temperatura y la humedad en los mismos y se trazan las pautas y objetivos para minimizar su incidencia en las pérdidas en poscosecha.

25


1. Bases de la tecnología poscosecha

Se analizan las bases fisiológicas de algunas de las tecnologías más importantes de poscosecha (refrigeración, atmósferas modificadas, técnicas para el control del etileno), sus posibles beneficios y las limitaciones a su aplicación. Asimismo, se discuten las técnicas de maduración artificial aplicables a los frutos climatéricos.

1. Introducción 1.1. La poscosecha: definición y objetivos Definimos como "poscosecha" - en sentido estricto - el período de tiempo que va desde la recolección de un producto hortofrutícola hasta su llegada al consumidor final. Sin embargo, el comportamiento de los productos durante este período se ve influido poderosamente, y en, algunos casos, determinado, por las condiciones de cultivo previas (a las que aludiremos aquí como período "precosecha"). Asimismo, el propio acto de consumo, así como los posibles efectos posteriores sobre la salud del consumidor, configuran también una parte importante de la percepción de la calidad del producto y pueden también ser alterados por el manejo que se haga del mismo durante su poscosecha. Los objetivos generales del manejo de los productos durante la poscosecha son dos: -

Reducir las pérdidas Mantener (o mejorar) la "calidad" del producto

El concepto de "calidad" resulta demasiado complejo para estudiar en este lugar en detalle, pero podemos señalar que tiene que ver con la capacidad de diferenciar de entre dos o más elementos similares aquél considerado como "mejor". En el caso de la poscosecha los componentes de la calidad incluyen factores de tipo visual (tamaño, color, brillo...), organoléptico (sabor, aroma...), texturales (jugosidad, firmeza...), nutritivo (contenido en vitaminas, minerales, "fitoquímicos"...) y de seguridad (ausencia de toxinas naturales, residuos de pesticidas…). Ciertos mercados valoran además otros componentes de la calidad de tipo social, tales como su origen "ecológico" o su adscripción a las normas de "comercio justo", por ejemplo. El concepto de calidad es claramente subjetivo y así una determinada variedad de una hortaliza puede ocasionar distintas percepciones de calidad según la valore un agricultor (productividad, resistencia a plagas y enfermedades...), un comercializador (larga vida comercial, tolerancia a los daños mecánicos...) o un consumidor (sabor, aroma...). Sin embargo, podemos englobar las disminuciones de la calidad de un producto durante su manejo poscosecha como un tipo más de pérdida, diferenciando entonces éstas entre pérdidas cuantitativas (pérdidas de producto vendible) y pérdidas cualitativas (disminución de su calidad y por tanto de su precio). 1.2. Las pérdidas en poscosecha. Los procesos de deterioro De entre los muchos estudios existentes sobre la magnitud de las pérdidas en poscosecha de distintos productos, vale la pena señalar el elaborado por la FAO (Organización para los alimentos y la agricultura de la Naciones Unidas) en 2011 (ver Figura 1). Aunque la atención

26

www.bibliotecahorticultura.com


1.3. Bases fisiológicas de la poscosecha

mediática en los últimos años se ha centrado en el llamado "desperdicio alimentario" (las pérdidas que tienen lugar en las últimas etapas de la cadena comercial: comercios minoristas y hogares de los consumidores), podemos ver en dicha figura que las pérdidas originadas en los procesos propios de poscosecha ("postharvest", "processing" y "distribution") superan habitualmente a aquellas, pudiendo - especialmente en países en vías de desarrollo - suponer más del 50% de lo cosechado.

Figura 1. Porcentaje de pérdidas de frutas y hortalizas en poscosecha para distintas zonas geográficas. Fuente: "Global Food Losses and Food Waste". FAO. 2011

Las causas de estas pérdidas podemos atribuirlas de modo general a dos grupos de factores: los daños mecánicos y los procesos biológicos de deterioro. Unos y otros están, como veremos, ligados. Las heridas, magulladuras o roces - además de poder causar por sí mismos el rechazo total del producto - aceleran varios de los procesos fisiológicos de deterioro y aumentan las probabilidades de su infección por patógenos, aun cuando la apariencia del producto no se vea substancialmente afectada. La Figura 2 muestra de manera esquemática los principales procesos biológicos de deterioro: la respiración, la transpiración, los procesos de senescencia (envejecimiento) y los problemas de tipo fitopatológico (enfermedades y trastornos fisiológicos). Pasaremos a continuación a estudiarlos de manera individualizada aunque sin perder de vista que existen múltiples interacciones entre ellos. Así por ejemplo, una deshidratación excesiva de un producto puede poner en marcha la síntesis de etileno (una hormona implicada en los procesos de senescencia), lo que a su vez puede aumentar la tasa de respiración del producto y su producción de calor que a su vez influye en los otros procesos mencionados.

Figura 2. Procesos biológicos de deterioro en poscosecha. Fuente: elaboración propia.

www.bibliotecahorticultura.com

27


1. Bases de la tecnologĂ­a poscosecha

Dado el contexto de este capĂ­tulo no trataremos aquĂ­ de los procesos patolĂłgicos, que sin duda serĂĄn objeto de tratamiento pormenorizado por autores mĂĄs competentes, limitĂĄndonos a discutir brevemente las fisiopatĂ­as producidas por un manejo inadecuado de la temperatura.

2. La respiraciĂłn 2.1. Repaso de procesos bĂĄsicos La respiraciĂłn celular comprende una serie de reacciones bioquĂ­micas y procesos fisiolĂłgicos que presentan muchos puntos en comĂşn entre plantas y animales. El anĂĄlisis en detalle de estos su repaso en un libro de texto de FisiologĂ­a o BiologĂ­a vegetal. El balance global de la respiraciĂłn aerĂłbica comprende la oxidaciĂłn (con el O2 del aire) de las reservas contenidas en el producto hortofrutĂ­cola en el momento de su cosecha, a fin de conseguir la generaciĂłn de energĂ­a quĂ­mica (ATP) con la que el producto puede continuar su metabolismo una vez separado de la planta madre. đ?‘…đ?‘’đ?‘ đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘Łđ?‘Žđ?‘ → đ??śđ??ť2 đ?‘‚ + đ?‘‚2 → đ??śđ?‘‚2 + đ??ť2 đ?‘‚ + đ??¸đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘”Ă­đ?‘Ž(đ??´đ?‘‡đ?‘ƒ + đ?‘?đ?‘Žđ?‘™đ?‘œđ?‘&#x;) Las reservas que contiene un producto hortofrutĂ­cola en el momento de su cosecha, que se han formado a partir de la actividad fotosintĂŠtica en campo de la planta madre, son necesariamente limitadas y determinan por tanto la vida comercial mĂĄxima del producto en poscosecha. Solo en muy contados casos (p.ej. para algunas flores cortadas) es posible aumentar ese nivel de reservas por medio de operaciones de poscosecha ("pulsado" o "pulsing" de azĂşcares). La mayor parte de frutas y hortalizas acumulan como sustancias de reserva carbohidratos (CH2O), en particular almidĂłn y azĂşcares simples (sacarosa, glucosa, fructosa...), con lo que la ecuaciĂłn general citada estĂĄ ajustada, con una molĂŠcula de CO2 liberada por cada molĂŠcula de O2 consumida. Sin embargo, algunos frutos como el aguacate o la aceituna almacenan lĂ­pidos, mientras otros usan como sustancias de reserva ĂĄcidos orgĂĄnicos (cĂ­tricos, piĂąa tropical...) por lo que en estos casos la estequiometrĂ­a de la ecuaciĂłn resulta ligeramente modificada. Esta ecuaciĂłn general es una globalizaciĂłn idealizada de lo que resulta ser una multitud de procesos bioquĂ­micos que tienen lugar en distintos compartimentos celulares. La Figura 3 muestra las principales etapas de estos procesos: la glicolisis (que tiene lugar principalmente en el citoplasma celular), el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones (en las mitocondrias).

28

www.bibliotecahorticultura.com


1.3. Bases fisiológicas de la poscosecha

Figura 3. Etapas de la respiración. Fuente: elaboración propia.

Estos dos últimos procesos tienen lugar en orgánulos especializados de las células, tanto vegetales como animales, llamados mitocondrias y que pueden considerarse las auténticas centrales energéticas de las mismas. Las mitocondrias están limitadas por dos membranas de naturaleza bien diferente: la membrana externa presenta características típicas de las células eucarióticas (de los organismos con núcleos auténticos) mientras que la membrana interna recuerda más a la de los organismos procarióticos (bacterias y arqueas). La membrana interna de la mitocondria resulta crucial en poscosecha: en ella se encuentra localizada la cadena de transporte de electrones que genera en última instancia la mayoría del ATP producido en la respiración. Los daños acaecidos a esta membrana - ya sea por la exposición del producto a condiciones ambientales inapropiadas o por la acción de agentes químicos de alto poder oxidativo ("ROS" o especies reactivas de oxígeno) - ocasionan una disminución de la capacidad de generar ATP y por tanto un descenso de la energía disponible para continuar con los procesos vitales. Estos daños forman parte importante de los procesos de senescencia (envejecimiento) tanto en plantas como en animales. Por otro lado, la entrada del último producto de la glicolisis (el piruvato) en la mitocondria requiere la formación de un intermediario (la acetilCoA) que a su vez precisa de la existencia de un cierto nivel de oxígeno en el medio. De no darse este nivel, el piruvato deriva hacia una ruta metabólica conocida como fermentación en la que, además de producirse cantidades muy reducidas de ATP, se acaban generando metabolitos tóxicos para las células, tales como el etanol o el acetaldehído. Por esta razón, si las condiciones de bajo nivel de oxígeno (hipoxia o anoxia) se prolongan en el tiempo se puede llegar a producir la muerte celular. Aún sin llegar a ese extremo la permanencia de un producto en condiciones de hipoxia puede llegar a ocasionar cambios irreversibles tanto en el aroma como en el sabor de los productos e interferir con su normal maduración (ver más adelante). 2.2. Objetivos para el control de la respiración en poscosecha La respiración aeróbica de los productos hortofrutícolas en poscosecha resulta pues imprescindible para mantener los procesos vitales de los mismos, y mantener al producto

www.bibliotecahorticultura.com

29


1. Bases de la tecnologĂ­a poscosecha

"fresco" (i.e. "con vida"). Esto contrasta con otras ĂĄreas de la tecnologĂ­a de alimentos en donde el procesado conduce a la supresiĂłn de la respiraciĂłn. Ahora bien, dado el nivel limitado de las reservas disponibles para el producto en el momento de la cosecha, se hace preciso minimizar dicha respiraciĂłn a fin de maximizar su vida comercial. Al hacer esto obtenemos a su vez un beneficio secundario al reducirse la cantidad de calor desprendida por el producto. Asimismo, en este control de la respiraciĂłn es preciso evitar la entrada del producto en las rutas fermentativas dados sus efectos indeseables en el sabor y aroma. 2.3. CuantificaciĂłn de la respiraciĂłn. Tasas por productos Considerando la ecuaciĂłn general de la respiraciĂłn podemos, en teorĂ­a, utilizar cualquiera de sus tĂŠrminos para calcular la tasa respiratoria de un producto. đ?‘…đ?‘’đ?‘ đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘Łđ?‘Žđ?‘ → đ??śđ??ť2 đ?‘‚ + đ?‘‚2 → đ??śđ?‘‚2 + đ??ť2 đ?‘‚ + đ?‘?đ?‘Žđ?‘™đ?‘œđ?‘&#x; AsĂ­, por ejemplo, se puede utilizar la velocidad de consumo de las reservas del producto (medidas como gramos de materia seca) a este fin. Asimismo, podemos usar tambiĂŠn las tasas de consumo de O2 o de producciĂłn de CO2 e incluso la producciĂłn de calor (con la tĂŠcnica conocida como "microcalorimetrĂ­a"). La producciĂłn de vapor de agua en la respiraciĂłn no es, sin embargo, susceptible de ser utilizada para este fin ya que su magnitud es muy inferior a la de la tasa de transpiraciĂłn para la gran mayorĂ­a de frutas y hortalizas. El sistema preferido para este fin es la tasa de producciĂłn de CO2 ya que la detecciĂłn y cuantificaciĂłn de este gas es relativamente sencilla toda vez que absorbe luz infrarroja y al hacerlo se calienta, usando para ello aparatos denominados IRGA (Infra-Red Gas Analyzer). Si la respiraciĂłn es puramente aerĂłbica y las sustancias de reservas carbohidratos, cada mg de CO2 producido se ve acompaĂąado por una emisiĂłn de 2,54 calorĂ­as (10,63 julios) y un consumo de 0,68 mg de reservas. La unidad de medida de respiraciĂłn habitualmente utilizada es "mg de CO2 producidos por kg de producto por hora" (mg CO2 / kg h). La Tabla 1 muestra una clasificaciĂłn de frutas y hortalizas de acuerdo con su tasa respiratoria a 5℃.

30

www.bibliotecahorticultura.com


1.3. Bases fisiológicas de la poscosecha

Tabla 1. Tasas respiratorias de distintos productos a 5 ℃. Fuente: Kader 2007

Muy bajo

Rango a 5 ℃ (mg CO2/kg.h) <5

Bajo

5 – 10

Moderado

10 – 20

Alto

20 – 40

Muy alto

40 – 60

Extremadamente alto

> 60

Clase

Productos Dátiles, frutas y hortalizas deshidratadas, frutos secos de semilla Manzana, remolacha, apio, cítricos, arándano rojo, ajo, uva, melón gota de miel, kiwi, cebolla, papaya, caqui, piña, granada, patata tardía, calabaza, batata, sandía Albaricoque, plátano verde, arándano azul, col repollo, melón cantalupo, zanahorias sin hojas, apio-nabo, cereza, pepino, higo, lechuga entera, mango, nectarina, aceituna, melocotón, pera, ciruela, patata temprana, rábano, calabacín, tomate Aguacate, mora, zanahoria con hojas, coliflor, puerro, lechuga en hojas, rábano con hojas, frambuesa, fresa Alcachofa, germinados, brécol, col de Bruselas, chirimoya, flores cortadas, endibia, cebolleta, col kale, ocra, parchita, habichuelas, berro Espárrago, champiñón, perejil, guisante verde, espinaca, maíz dulce

En general, las semillas y los órganos de reserva (tubérculos, bulbos...) suelen presentar tasas respiratorias muy bajas. Los órganos de tipo vegetativo (hojas, tallos) suelen tener tasas respiratorias inferiores a los órganos reproductivos (flores y frutos), y, entre los frutos, aquellos de origen tropical suelen respirar más intensamente que los de origen templado. Los productos hortofrutícolas constituidos por órganos en crecimiento activo en el momento de la cosecha (p.ej. espárragos o brécol) suelen presentar tasas de respiración muy altas. La tasa de respiración está a su vez inversamente relacionada con la vida comercial potencial de un producto, por lo que los productos con alta tasa respiratoria tienen vidas comerciales muy cortas (días o semanas) mientras que aquellos de baja respiración pueden durar muchos meses. La Figura 4 muestra esta relación inversa respiración - vida comercial para algunos frutos tropicales.

Figura 4. Relación inversa entre la tasa respiratoria a 20 ºC y la vida comercial de frutos tropicales Fuente: datos de R. Paull, modificados con datos propios.

www.bibliotecahorticultura.com

31


1. Bases de la tecnología poscosecha

Algunos productos varían notablemente su tasa respiratoria durante la poscosecha, son los llamados frutos climatéricos. Estos frutos tienen una tasa de respiración moderada inmediatamente después de la recolección. Transcurrido este período pre-climatérico - que puede durar desde unas pocas horas hasta varias semanas, según el producto - la respiración aumenta bruscamente hasta alcanzar el llamado pico climatérico. Tras este la respiración se vuelve a estabilizar en el período post-climatérico, habitualmente a un nivel superior a la inicial (Figura 5).

Figura 5. Respiración climatérica y no climatérica. Fuente: elaboración propia.

La Tabla 2 muestra un listado de productos climatéricos y no-climatéricos. Tabla 2. Frutos climatéricos y no-climatéricos. Fuente: Kader 2007 Frutas climatéricas Manzana, albaricoque, aguacate, plátano, arándano azul, fruto del árbol de pan, chirimoya, durián, feijoa, higo, guayaba, kiwi, mango, mangostán, melones, nectarina, papaya, maracuyá, melocotón, pera, caqui, plátano de cocinar, ciruela, membrillo, rambután, zapote, guanábana, anonas, tomate

Frutas no climatéricas Zarzamora, cacao, carambola, fruto del anacardo, cereza, arándano rojo, pepino, dátil, berenjena, uva, pomelo, jojoba, limón, lima, longán, níspero, litchi, ocra, aceituna, naranja, guisante, pimiento, piña, granada, higo chumbo, frambuesa, fresa, calabacín, tamarillo, mandarina, sandía

2.4. Técnicas de control de la respiración: refrigeración De los factores ambientales que influyen sobre la respiración, la temperatura es sin duda el más importante. Como casi todas las reacciones metabólicas, un aumento de temperatura de 10 ℃ en el intervalo fisiológico (aproximadamente entre 0 y 40 ℃) ocasiona que, al menos, se duplique la tasa respiratoria. Este factor multiplicativo se denomina en poscosecha Q10 (factor por el cual se multiplica la respiración cuando se aumenta la temperatura 10 ℃). Podemos tomar como primera aproximación los siguientes valores de Q10: -

32

0 – 10 ℃ → Q10 = 3,0 10 – 20 ℃ → Q10 = 2,5 20 – 30 ℃ → Q10 = 2,0

www.bibliotecahorticultura.com


1.3. Bases fisiológicas de la poscosecha

Estos factores son multiplicativos, y así un aumento de temperatura de 0 ℃ a 30 ℃ ocasionará una multiplicación de su respiración por un factor de 3 x 2,5 x 2 = 15. Habida cuenta de la relación existente ya mencionada entre la respiración y la vida comercial de los productos este efecto del incremento de temperatura se traducirá en una disminución equivalente de dicha vida comercial (Figura 6). En el ejemplo anterior, un aumento de temperatura de 0 ℃ a 30 ℃ haría que la vida comercial de un producto a 30 ℃ se redujera a un quinceavo de su vida comercial a 0 ℃.

Figura 6. Relación temperatura - respiración - vida comercial. Fuente: elaboración propìa.

Esta correlación estrecha entre temperatura, respiración y vida comercial hace que el control de la temperatura sea el principal objetivo de las técnicas de poscosecha. Aunque ha existido una abundantísima actividad investigadora y de desarrollo tecnológico buscando posibles alternativas técnicas que permitieran prescindir de la refrigeración en poscosecha, todos los intentos han sido infructuosos. Excede el ámbito de este capítulo el describir en detalle los distintos sistemas de refrigeración para productos hortofrutícolas disponibles en la actualidad. Baste pues recordar que las alternativas técnicamente más avanzadas (y caras) no son siempre las más apropiadas desde el punto de vista económico, y así por ejemplo el almacenamiento de ciertos productos puede llevarse a cabo de forma satisfactoria con sistemas de refrigeración pasiva, tales como el almacenamiento subterráneo o los sistemas de ventilación nocturna. 2.5. Límites a la utilización de la refrigeración: daños por frío La utilización de la refrigeración como técnica de control de la respiración tiene su límite en la aparición de distintos tipos de daños en los productos refrigerados si tanto la temperatura como el período de refrigeración sobrepasan ciertos niveles. En el caso de productos de origen templado, que se conserven a temperaturas cercanas a 0 ℃, un peligro obvio son los daños por congelación. La temperatura a la que comienzan a aparecer estos daños depende de las características del producto hortofrutícola en cuestión, especialmente su contenido en sólido solubles o TSS. Los productos con al to nivel de TSS serán menos susceptibles a estos daños debido al efecto de disminución de la temperatura de congelación conocido como descenso crioscópico molal. Más extendidos y de mayor importancia económica son los daños que aparecen en los productos de origen tropical y subtropical cuando se almacenan a temperaturas inferiores a la www.bibliotecahorticultura.com

33


1. Bases de la tecnología poscosecha

llamada "temperatura crítica" distinta para cada tipo de producto pero que habitualmente se encuentra en el intervalo entre los 5 y los 15 ℃ (ver Tabla 3). Tabla 3. Temperaturas críticas para la aparición de "daños por frío". Fuente: elaboración propia. Producto Plátano Tomate Aguacate Hass y Fuerte Antillanos Naranja Pomelos Pimiento

Temperatura crítica (℃) 12 – 14 6–9 7–8 12 5 12 5

Estas temperaturas pueden variar ligeramente para distintos cultivares de una misma especie, o incluso debido a las condiciones de cultivo en campo. Así, el plátano procedente de regiones tropicales presenta una temperatura crítica de 14 ℃ mientras que el de zonas subtropicales (como Canarias) puede transportarse sin problemas a 12 ℃. El tipo de daños que aparecen en los productos si se almacenan a temperaturas inferiores a las indicadas se suelen conocer como "daños por frío" o "daños por refrigeración" ("chilling injury" en inglés). El origen fisiológico de estos daños tiene que ver con cambios en la permeabilidad de las membranas biológicas a consecuencia de los cambios de fase que se producen en los lípidos de las mismas y que vienen acompañados por alteraciones de la circulación intracelular. La aparición e intensidad de dichos daños depende no solo de la temperatura alcanzada sino también del período de tiempo que el producto haya estado almacenado a esa temperatura, dándose la llamada interacción tiempo x temperatura, por la que cuanto menor sea la temperatura más rápidamente se alcanzará un nivel determinado de daños (Figura 7).

Figura 7. Interacción tiempo x temperatura para los daños por frío en papaya. Fuente: adaptado de Chen y Paull, 1985.

Los daños por frío tienen un carácter acumulativo (de forma análoga a la acumulación de horas de frío necesaria en los frutales templados para una correcta floración), y pueden empezar a acumularse desde que el producto se encuentra en campo si se ve expuesto a temperaturas

34

www.bibliotecahorticultura.com


1.3. Bases fisiológicas de la poscosecha

anormalmente bajas y continuar aumentando durante todo el proceso de poscosecha. Por estas razones resulta difícil atribuir una responsabilidad comercial en las distintas etapas de comercialización, por lo que es recomendable para este tipo de productos mantener un registro de temperaturas a lo largo de todo el proceso. Los síntomas visuales del daño pueden aparecer en los productos días, o incluso semanas, después de la exposición a las bajas temperaturas, con lo que los minoristas y consumidores finales son los más castigados. Estos síntomas son muy específicos en algunos productos, como en el plátano, en el que se produce un oscurecimiento de los vasos laticíferos de la piel, más visible si se retira la epidermis de esta. En otros casos, sin embargo, aparecen pequeños hundimientos en la epidermis ("pitting" o picado) que pueden llevar a una deshidratación prematura del producto o a su colonización por algún patógeno oportunista (ver Figura 8).

Figura 8. Invasión oportunista de patógenos tras la exposición a daños por frío durante el transporte en papaya. Fuente: imagen propia.

Los daños por frío afectan notablemente la respiración de los productos produciéndose, si se desciende de la temperatura crítica, unas bajadas respiratorias muy superiores a lo esperable según los valores de Q10. Tras el regreso del producto a temperaturas no dañinas, se suele presentar un pico respiratorio en un período en el que se activan procesos metabólicos para la reparación de los daños celulares producidos; si el daño es excesivo o las reservas del producto insuficientes se puede producir su muerte (Figura 9).

Figura 9. Respuesta respiratoria a los daños por frío. Fuente: elaboración propia.

www.bibliotecahorticultura.com

35


1. Bases de la tecnologĂ­a poscosecha

Los daĂąos por frĂ­o afectan especialmente a los frutos climatĂŠricos. Si la exposiciĂłn a las bajas temperaturas tiene lugar en el perĂ­odo preclimatĂŠrico la capacidad de maduraciĂłn posterior se ve seriamente afectada y dichos frutos no llegan a alcanzar los niveles de color, aroma o dulzor deseables. Los frutos templados (capaces de resistir temperaturas cercanas a los 0 ℃) tambiĂŠn pueden sufrir daĂąos por frĂ­o si extendemos excesivamente el perĂ­odo de almacenamiento refrigerado. En estos casos los sĂ­ntomas suelen manifestarse como pardeamientos de la pulpa o ablandamientos irregulares de la misma. 2.6. TĂŠcnicas de control de la respiraciĂłn: modificaciĂłn atmosfĂŠrica El segundo grupo de tecnologĂ­as de mayor importancia en poscosecha tras la refrigeraciĂłn tiene que ver con el efecto que las concentraciones atmosfĂŠricas de oxĂ­geno y diĂłxido de carbono tienen en la respiraciĂłn. SegĂşn vemos en la ecuaciĂłn general, đ??śđ??ť2 đ?‘‚ + đ?‘‚2 → đ??śđ?‘‚2 + đ??ť2 đ?‘‚ + đ?‘?đ?‘Žđ?‘™đ?‘œđ?‘&#x; tanto la disminuciĂłn de la concentraciĂłn (presiĂłn parcial) de oxĂ­geno en la atmĂłsfera que rodea al producto como el aumento de la del CO2 ocasionarĂĄ una ralentizaciĂłn de la respiraciĂłn, segĂşn la ley de masas. Estos efectos estĂĄn en las bases de los grupos de tecnologĂ­as que conocemos respectivamente como "atmĂłsferas controladas" (en las que existe una monitorizaciĂłn y un control activo de las concentraciones de O2 y CO2 para mantenerlas en los intervalos deseados) y "atmĂłsferas modificadas" (en las que dicho control se obtiene, al menos parcialmente, aprovechando la propia actividad respiratoria del producto) Como en el caso de la refrigeraciĂłn existen unos lĂ­mites a los niveles inferiores de O2 y superiores de CO2 que un determinado producto puede tolerar. En el caso del oxĂ­geno reducciones excesivas de su concentraciĂłn (presiĂłn parcial) en el aire se traducen en la entrada del producto en condiciones anaerĂłbicas y fermentativas que afectan a sus caracterĂ­sticas organolĂŠpticas y que pueden conducir a su muerte (Figura 10). Dicho nivel varĂ­a para distintos productos hortofrutĂ­colas entre el 1 y el 5% de O2 en la atmĂłsfera (ver Tabla 4).

Figura 10. Efecto de la concentraciĂłn de O2 en la respiraciĂłn. Fuente: elaboraciĂłn propia.

36

www.bibliotecahorticultura.com


1.3. Bases fisiológicas de la poscosecha

Tabla 4. Límites tolerados de concentraciones de O2 y CO2 para distintos productos. Fuente: Kader 2007.

0,5

Mínima [O2] tolerada (%) Nueces, frutas y hortalizas secas

2

1,0

Algunos cultivares de manzanas y peras, brócoli, champiñones, ajo, cebolla, la mayoría de las frutas y hortalizas mínimamente procesadas

5

2,0

La mayoría de los cultivares de manzanas y peras, kiwi, albaricoque, cereza, nectarina, melocotón, ciruela, fresa, papaya, piña, aceituna, melón, maíz dulce, habichuelas, apio, lechuga, col, coliflor, col de Bruselas Aguacate, caqui, tomate, pimiento, pepino, alcachofa Cítricos, guisante, espárrago, papa, batata

10

3,0 5,0

15

Máxima [CO2] tolerada (%) Manzana (Golden Delicious), pera asiática, pera europea, albaricoque, uva, aceituna, tomate, pimienta (dulce), lechuga, endibia, col china, apio, alcachofa, batata Manzana (la mayoría de los cultivares), melocotón, nectarina, ciruela, naranja, aguacate, plátano, mango, papaya, kiwi, arándano rojo, guisante, pimiento picante, berenjena, coliflor, col de Bruselas, rábano, zanahoria Pomelo, lima, limón, caqui, piña, pepino, calabacín, habichuela, okra, espárrago, brécol, perejil, puerro, cebolleta, cebolla, ajo, patata Fresa, frambuesa, zarzamora, arándano azul, cereza, higo, melón cantalupo, maíz dulce, champiñón, espinaca, col rizada, acelga

En el caso del CO2, un nivel excesivo en la atmósfera se traduce en una toxicidad para los tejidos, que se ablandan y oscurecen en un proceso conocido como toxicidad carbónica. A diferencia de lo que ocurre con el O2 la capacidad de tolerancia de estas condiciones varía enormemente entre productos: algunos, como ciertas variedades de lechuga, presentan daños importantes con sólo un 1% de CO2, mientras que otros, como la fresa, pueden ser almacenados en atmósferas con hasta un 15 - 20% de este gas (Tabla 4). Como en el caso de los daños por frío, los frutos climatéricos afectados por condiciones de anaerobiosis durante el período preclimatérico son con frecuencia incapaces de madurar completamente con posterioridad.

3. La transpiración 3.1. Importancia en poscosecha. Objetivos de control La transpiración (el flujo de vapor de agua desde el interior del producto hacia la atmósfera libre que lo rodea) constituye una fuente de pérdidas en poscosecha desde distintos puntos de vista: -

En primer lugar, supone una pérdida de peso y por lo tanto de producto vendible. Recordemos que las frutas y hortalizas tienen unos contenidos hídricos que habitualmente superan el 90% de su peso total, con lo que cualquier pérdida de agua ("merma" en la jerga comercial) supone una disminución directa de los ingresos percibidos.

www.bibliotecahorticultura.com

37


1. Bases de la tecnología poscosecha

-

-

-

La deshidratación puede hacer también que disminuya la calidad del producto toda vez que aquella afecta a varios de sus componentes, como los atributos visuales (turgencia, brillo...) y texturales (correosidad...). La pérdida de valor del producto puede ser total cuando deshidratación de este haga que este adquiera una apariencia arrugada o fláccida que lo haga inaceptable para el consumidor. El nivel de pérdida de peso por transpiración admisible para que un producto sea aún vendible puede oscilar entre un 3-4 % en el caso de las hortalizas de hoja hasta un 15 % en el caso de algunos frutos como el plátano. Además de estas fuentes de pérdidas fácilmente detectables, ciertos niveles de deshidratación pueden poner en marcha los mecanismos de senescencia del producto, a través de la síntesis de etileno, reduciéndose de forma notable la vida comercial del producto.

Por todas estas causas nuestro objetivo general en poscosecha será el de minimizar la transpiración; sin embargo, debemos tener en cuenta que también debe evitarse el proceso contrario: la absorción de vapor de agua por el producto, ya que esta puede conducir a la hinchazón y rajado del mismo. La minimización de la transpiración puede tener también otro efecto indeseable como es la condensación de agua líquida sobre el producto, ya que esta puede llevar aparejada la germinación de las esporas fúngicas que pudieran estar presente en la superficie del producto lo que acarrearía una mayor incidencia de ataque de patógenos. 3.2. Fundamentos físicos de la transpiración. Psicrometría La transpiración (el flujo de vapor de agua desde el interior del producto hacia la atmósfera libre que lo rodea) constituye una fuente de pérdidas en poscosecha desde distintos puntos de vista A diferencia de la respiración, la transpiración es un fenómeno de naturaleza puramente física, regulada por la Ley de Ficks, que en su formulación más simple podemos expresar como: Flujo: - K ΔΨ = - ΔΨ / R dónde, ΔΨ: gradiente de potencial; K: conductancia; R: resistencia El dibujo esquemático de la Figura 11 muestra la significación física de estos términos.

Figura 11. Esquema del proceso de transpiración de un fruto: potenciales y resistencias. Fuente: elaboración propia.

38

www.bibliotecahorticultura.com


1.3. Bases fisiológicas de la poscosecha

La diferencia de potencial que mueve el flujo de vapor de agua del interior al exterior del producto puede expresarse de tres formas distintas: -

Como diferencia de potencial hídrico (Ψ), siendo éste: Ψ = - RT ln HR / vw

dónde R es la constante de los gases, T la temperatura absoluta (ºK), HR la humedad relativa en tanto por uno y vw el volumen parcial molar del agua (18 ml / mol) -

Como diferencia de humedades absolutas (masa vapor H2O / masa aire seco) Como diferencia de presiones parciales del vapor de agua o presiones de vapor (Pv)

Por razones de hábito, la mayor parte de los investigadores en esta área suelen utilizar este último parámetro (Pv) abreviándose la diferencia de presiones interior - exterior como DPV (déficit o diferencia de presión de vapor). Cuando utilicemos este término será preciso conocer también cuál es el valor de la presión total a la que se encuentran el producto y el aire. En la mayoría de los casos las operaciones de poscosecha se desarrollan a presión atmosférica (101 kP), pero existen tecnologías tanto hipobáricas como hiperbáricas en donde es preciso corregir estos valores. La relación entre las tres variables implicadas (temperatura, humedad relativa y presión de vapor) no ha podido ser deducida empíricamente, utilizándose para su cálculo los valores medidos experimentalmente (aunque existen aproximaciones fiables con ecuaciones cúbicas). Estos valores pueden representarse en forma de gráficas psicrométricas como la de la Figura 12.

Figura 12. Gráfica psicrométrica: relación entre temperaturas, humedad relativa, presión de vapor y humedad absoluta. Fuente: Kader 2007.

Con esta gráfica podemos calcular la DPV que existe entre el interior de un producto y el aire libre que lo rodea a partir de los valores de la temperatura interior del producto (Tint), y la temperatura y humedad relativa del aire circundante (Taire y HRaire), suponiendo que en el interior del producto la humedad relativa es cercana al 100% (medidas experimentales han dado valores del orden del 97%). Es importante notar sin embargo que debemos obtener la temperatura interior del fruto, a través de un termómetro de pulpa p.ej., y no utilizando valores de termómetros de infrarrojos que estiman la temperatura superficial.

www.bibliotecahorticultura.com

39


1. Bases de la tecnología poscosecha

3.3. Control de la transpiración: manejo de la DPV La transpiración (el flujo de vapor de agua desde el interior del producto hacia la atmósfera libre que lo rodea) constituye una fuente de pérdidas en poscosecha desde distintos puntos de vista A diferencia de la respiración, la transpiración es un fenómeno de naturaleza puramente física, regulada por la Ley de Ficks, que en su formulación más simple podemos expresar como: Podemos particularizar la ecuación general de Ficks para el caso de la transpiración en poscosecha de la siguiente forma: Tr (mg H2O/ kg h) = S/V x 1/ρ x 1/RH x DPV Donde S/V: relación superficie / volumen del producto. Depende de: -

Tamaño Arquitectura Empaquetado

ρ: densidad del producto RH: resistencia al paso del vapor de agua (ver Figura 11). Depende de: -

R mesófilo: despreciable R epidermis: grosor, daños mecánicos R cutícula: tipo de cera, edad fisiológica del producto, rozaduras R capa límite: acción del viento, presencia de pelos epidérmicos

DPV: diferencia de presión de vapor entre el interior del producto Para disminuir la transpiración podemos actuar sobre cualquiera de estos factores. La figura 13 ilustra cuatro situaciones en las que frecuentemente nos podemos encontrar:

Figura 13. Situaciones estándar para el cálculo de la DPV. Fuente: elaboración propia.

En el primer caso suponemos un producto caliente (p.ej. recién recolectado en verano) cuya temperatura interior es de 30 ℃ y del que asumimos que su humedad relativa interior es del 100% (punto A; Pv = 4,5 kPa). Si el aire que rodea al producto se encuentra también a 30 ℃, pero

40

www.bibliotecahorticultura.com


1.3. Bases fisiológicas de la poscosecha

su humedad relativa es del 60% (punto B; Pv = 2,7 kPa), la DPV será por tanto de 1,8 kPa y su tasa de transpiración proporcional a dicho valor. Sin embargo (caso 2), si introducimos inmediatamente el producto caliente (punto A; Pv = 4,5 kPa) en una cámara refrigerada a 10 ℃ y 60% de humedad relativa (punto D; Pv = 0,9 kPa), el valor de la DPV se elevará a 3,6 kPa y por lo tanto la transpiración del producto se duplicará con respecto al caso anterior. La intensa transpiración que se induce cuando introducimos un producto caliente en una atmósfera fría puede producir importantes daños de tipo fisiológico en el mismo, pudiendo alterarse la función de las mitocondrias o perderse la funcionalidad de los estomas si se trata de un producto de hoja. Por esta razón se han desarrollado en poscosecha tecnologías llamadas de preenfriado ("precooling") que buscan reducir rápidamente la temperatura de los productos llegados de campo, aún a un coste energético alto, antes de proceder a su almacenado en cámara refrigerada a medio y largo plazo. Una vez preenfriado el producto a una temperatura próxima a la de la cámara de conservación (punto C, Pv = 0,5 kPa) su introducción en cámara (punto D; Pv = 0,9 kPa) sólo ocasiona una DPV de 0,4 kPa y por tanto una tasa de transpiración muy moderada (caso 3). El caso 4 ilustra lo que ocurre en la situación contraria: si sacamos un producto ya enfriado a 10℃ (punto C, Pv = 0,5 kPa) a una atmósfera cálida de 30 ℃ y 60% de HR (punto B; Pv = 2,7 kPa) obtenemos un valor de DPV negativo (-2,2 kPa) con lo que le vapor de agua de la atmósfera tenderá a entrar en el producto. Ante esta situación pueden ocurrir dos cosas: si la resistencia hidráulica de la superficie del producto es alta (en el caso de un fruto con una gruesa capa de cera cuticular, p.ej.) se producirá condensación sobre su superficie - de manera análoga a cuando sacamos una cerveza fría de la nevera en verano - lo que desde el punto de vista fitopatológico es indeseable. Si por contra es un producto de baja resistencia hidráulica superficial la tendencia será a que el producto absorba el vapor de agua con los peligros consiguientes de rajado del producto. Luego, de acuerdo con los objetivos establecidos en el apartado 3.1, deberemos disminuir la temperatura de campo del producto lo más rápidamente posible (técnicas de preenfriado) para luego almacenar el producto en una cámara a la temperatura óptima con una humedad relativa lo más próxima posible al 90% (excepciones a esta regla: cebollas y ajos). 3.4. Control de la transpiración: resistencia hidráulica Los factores representados en la ecuación precedente indican que los riesgos por transpiración excesiva serán particularmente importantes en los productos de pequeño tamaño (frutos del bosque...), con arquitecturas abiertas (lechuga romana frente a lechuga iceberg) o empaquetados de forma poco compacta, dada su alta relación superficie / volumen. Asimismo, aquellos productos cosechados en un estado fisiológicamente inmaduro tenderán a transpirar más, debido a que su cutícula (capa de ceras externa) no estará completamente formada y por lo tanto su resistencia hidráulica será menor. Podemos aumentar artificialmente la resistencia hidráulica de un producto por medio del encerado, la utilización de cubiertas plásticas o los recubrimientos comestibles (ésteres de sacarosa y otros). De hacerlo así, debemos tener muy en cuenta la tasa respiratoria del producto en cuestión, ya que todos esos recubrimientos afectan las capacidades de intercambio gaseoso

www.bibliotecahorticultura.com

41


1. Bases de la tecnología poscosecha

del producto y de no ser adecuadamente controlados pueden llevar a situaciones de anaerobiosis o de toxicidad carbónica. En todo caso con los productos recubiertos hay que ser particularmente estrictos en el mantenimiento de la cadena de frío durante toda la poscosecha. Aquellas hortalizas que puedan beneficiarse de los procesos de curado (papa, batata, cebolla...) deberán ser sometidas a ellos tras la cosecha para de esta forma aumentar también su Rh. El efecto del viento sobre los productos almacenados es en general indeseable en poscosecha por el aumento de transpiración que supone. Este hecho tiene importantes consecuencias en el diseño de las cámaras refrigeradas para productos frescos. Debemos buscar siempre sistemas con una gran superficie del evaporador y bajo diferencial térmico (la diferencia de temperatura entre la superficie del evaporador y el punto de mayor temperatura en la cámara). Por último, el trabajar con atmósfera de alta humedad relativa conlleva un riesgo de condensación de agua con pequeñas fluctuaciones térmicas, por lo que los compresores y termostatos deben ser ajustados para minimizar la amplitud de los ciclos térmicos dentro de las cámaras.

4. El etileno y los procesos de senescencia 4.1. Características fisicoquímicas y efectos en las plantas El etileno es una hormona vegetal gaseosa de estructura química muy simple (CH2 = CH2). Pese a su sencillez estructural, el etileno está implicado en casi todas las etapas de desarrollo en los vegetales, influyendo en procesos que van desde la germinación y emisión de raíces hasta la inducción floral o la caída de hojas y flores (abscisión). El etileno es un gas incoloro con un sutil olor y propiedades anestésicas. A altas concentraciones tiene efectos asfixiantes y concentraciones en aire de entre 3 y 32% resultan explosivas, por lo que debe ser manejado con precaución y con las medidas de seguridad adecuadas. El peso molecular del etileno (PM = 28) es el mismo que el del nitrógeno (componente mayoritario del aire) por lo que se mezcla fácilmente con éste y a su vez hace que su detección y cuantificación por métodos fisicoquímicos no sea sencilla. Además de en los procesos fisiológicos mencionados, el etileno actúa como "señal de alarma" en plantas, sintetizándose por todas las células vegetales como respuesta a numerosos tipos de estrés, tanto biótico como abiótico, e induciendo la puesta en marcha de mecanismos de defensa. Así, por ejemplo, en condiciones de estrés mecánico (viento, roces...) la producción subsiguiente de etileno activa la formación de lignina por los tejidos vegetales y su endurecimiento. El ataque de ciertos patógenos ocasiona también la síntesis de etileno por las plantas y la puesta en marcha de complejas rutas biosintéticas que llevan a la producción de sustancias (calosas, fitoalexinas, proteínas Pr) que pueden impedir o ralentizar la progresión de la infección. En poscosecha los efectos del etileno son, en la mayoría de los casos, indeseables, siendo el principal factor de la puesta en marcha de los procesos acelerados de senescencia o envejecimiento. Los dos efectos universales del etileno sobre los productos hortofrutícolas en

42

www.bibliotecahorticultura.com


1.3. Bases fisiológicas de la poscosecha

poscosecha son el amarilleamiento (ocasionado por la destrucción de clorofilas) y el ablandamiento (causado por la activación de celulasas en las paredes vegetales). Además de estos efectos generales el etileno ocasiona problemas específicos en distintos productos, como son: -

La lignificación que causa fibrosidad en productos como el espárrago o el aguacate. Distintos tipos de moteado, como el llamado "moteado bermejo" ("russet spotting") en los pecíolos de las hojas de lechuga. La síntesis de sustancias amargas en algunos productos, como p.ej. las furanocumarinas en zanahorias. El fallo en la apertura de botones florales en flores cortadas (Figura 14). La abscisión de hojas y flores en plantas ornamentales en maceta.

El etileno además interactúa con otros procesos biológicos de deterioro, habitualmente agravándolos. Así por ejemplo, en algunos productos como el aguacate, el etileno exacerba los síntomas de daño por frío, mientras que, en general, hace que las frutas y hortalizas sean más sensibles al ataque de patógenos.

Figura 14. Efecto del etileno (y su inhibidor, el 1-MCP) en la apertura de flores y la senescencia de la Strelitzia. Fuente: imagen propia.

4.2. Fuentes de etileno. Umbral de acción El etileno es sintetizado por todos los tejidos vegetales, en mayor cantidad en aquellos que se encuentran en proceso de descomposición. El propio suelo en condiciones anaeróbicas (i.e. encharcado) es una importante fuente de producción de etileno. Además, algunos hongos muchos de ellos patógenos vegetales - son capaces de sintetizar etileno, facilitándose así su capacidad de infección al ablandarse las paredes vegetales. Otros agentes no bióticos son también fuente de generación de etileno, tales como los motores de combustión, el humo de los cigarrillos, las descargas eléctricas (incluso las producidas en el encendido de lámparas fluorescentes), algunas sustancias plásticas o de caucho cuando se calientan, etc. Con todas estas fuentes, naturales y artificiales, de etileno en la atmósfera sería de esperar que sus niveles en el aire fueran importantes, y sin embargo, el etileno presente en el aire no contaminado es prácticamente indetectable, sin duda debido a la acción de microorganismos capaces de utilizar etileno como fuente de carbono.

www.bibliotecahorticultura.com

43


1. Bases de la tecnología poscosecha

La Figura 15 ilustra los niveles tradicionalmente considerados como "umbral" (mínima concentración de etileno que ocasiona una respuesta fisiológica) y "de saturación" (concentración a partir de la cual un incremento de la concentración de etileno no ocasiona un aumento de la respuesta fisiológica).

Figura 15. Umbral de respuesta y nivel de saturación del etileno. Fuente: elaboración propia.

Como se observa en la figura, cuando hablamos de concentración de etileno utilizamos unidades de "partes por millón" (ppm) volumétricas, o sea microlitros de etileno por litro de aire, o mililitros de etileno por metro cúbico de aire. Hay que tener en cuenta que para concentraciones muy pequeñas de etileno se suele usar la unidad "parte por billón" (ppb) en el sentido anglosajón, es decir 1 ppb = 0,001 ppm. (Al igual que en el caso de los niveles de O2 y CO2, deberíamos estrictamente hablar de la presión de vapor del etileno, aunque en el caso de atmósferas que no sean hipobáricas o hiperbáricas es aceptable hablar de concentraciones) El nivel de saturación de respuesta (10 ppm) indicado en la Figura 15 concuerda con la gran mayoría de efectos estudiados (como excepción, concentraciones hasta 100 veces mayores pueden ser necesarias para romper la dormancia de ciertos tipos de bulbos, p.ej.). Sin embargo, a medida que se disponen de técnicas capaces de medir concentraciones más y más bajas de etileno se ha observado que algunos efectos del etileno pueden comenzar a ponerse en marcha a concentraciones de 0,01 ppm o incluso menores (ablandamiento en kiwi, p.ej.). Para medir estas pequeñas concentraciones, la técnica de referencia es la cromatografía de gases, bien utilizando un detector de tipo FID (ionización de llama) o fotoacústico. En el mercado empiezan a aparecer sin embargo detectores de tipo electroquímico con sensibilidades cada vez más cercanas a las de interés en poscosecha, aunque en muchos casos estos detectores son sensibles a la interferencia de otras sustancias volátiles, algunas de ellas también producidas por frutas y hortalizas, por lo que su uso debe ser muy cuidadoso. Los distintos productos vegetales presentan tasas de producción de etileno (medidas en microlitros de etileno producido por un kilogramo de producto en una hora; µl C2H4 / kg h) aún más variables que las correspondientes tasas de respiración (ver Tabla 5).

44

www.bibliotecahorticultura.com


1.3. Bases fisiológicas de la poscosecha

Tabla 5. Tasas de producción de etileno a 20ºC. Fuente: Kader 2007 Clase Muy bajo

(µl C2H4 / kg.h) Menos que 0,1

Bajo

0,1 – 1,0

Moderado

1,0 – 10,0

Alto

10,0 – 100,0

Muy alto

Más que 100

Productos Alcachofa, espárrago, coliflor, cereza, frutos cítricos, uva, jojoba, fresa, granada, pomelo, hortalizas de hoja, hortalizas de raíz, patata, la mayoría de las flores cortadas Zarzamora, arándano azul, melones, arándano rojo, pepino, berenjena, okra, aceituna, pimientos (dulce y picante), caqui, piña, calabaza, frambuesa, sandía Plátano, higo, guayaba, melón Honeydew, lichi, mango, plátano de cocinar, tomate Manzana, albaricoque, aguacate, melón cantalupo, feijoa, kiwi (maduro), nectarina, papaya, melocotón, pera, ciruela Chirimoya, mamey zapote, parchita, zapote

Como se observa en dicha tabla, las tasas de producción de etileno de algunas frutas tropicales y subtropicales (chirimoya, maracuyá) son más de mil veces superiores a las de otros productos (p. ej. la uva). La comparación de esta tabla con la Tabla 1 nos muestra asimismo que una alta tasa respiratoria no va necesariamente ligada a una alta producción de etileno (ver p. ej. el caso del espárrago). Al igual que en el caso de la respiración, cualquier dato sobre producción de etileno debe referenciarse a una temperatura ya que este factor influye poderosamente sobre dicha producción. En el caso del etileno los valores de Q10 (el factor multiplicativo de la tasa de producción al aumentar 10 ℃ la temperatura) suelen ser superiores a 15. Al igual que para la respiración, los daños mecánicos (golpes, rozaduras...) causan un aumento casi instantáneo de la emisión de etileno y dicho incremento se mantiene en el tiempo. 4.3. Control de los efectos del etileno A fin de estudiar las medidas que pueden tomarse para prevenir o disminuir la aparición de efectos indeseables del etileno en poscosecha, es preciso conocer, aunque sea someramente su mecanismo de acción. Como toda hormona vegetal, el etileno precisa unirse a un receptor molecular específico. En el caso del etileno estos receptores (ETRs, ERSs...) se encuentran asociados a las membranas del retículo endoplásmico de las células vegetales. Los receptores de etileno son incapaces de diferenciar entre el etileno producido por nuestro producto (que llamaremos etileno endógeno) de aquellas moléculas de etileno sintetizadas por otros productos vegetales o por fuentes abióticas de etileno (etileno exógeno) (ver Figura 16).

www.bibliotecahorticultura.com

45


1. Bases de la tecnologĂ­a poscosecha

Figura 16. Etapas en la percepciĂłn y acciĂłn del etileno. Fuente: elaboraciĂłn propia.

Si queremos minimizar el efecto final del etileno deberemos pues actuar sobre cada una de las etapas esquematizadas en la Figura 16. En primer lugar podemos tratar de inhibir la sĂ­ntesis de etileno de nuestro producto. El etileno se sintetiza en plantas a partir del aminoĂĄcido metionina en una cadena de reacciones que podemos resumir de la siguiente forma: đ?‘€đ?‘’đ?‘Ąđ?‘–đ?‘œđ?‘›đ?‘–đ?‘›đ?‘Ž → đ?‘†đ??´đ?‘€ → đ??´đ??śđ??ś → đ??´đ??śđ?‘†

đ??´đ??śđ?‘‚

đ??¸đ?‘Ąđ?‘–đ?‘™đ?‘’đ?‘›đ?‘œ

El SAM (S- adenosil - metionina) es un intermediario metabĂłlico muy importante en plantas y animales, que en el caso de las primeras es el punto de divergencia entre rutas metabĂłlicas conducentes a la sĂ­ntesis de productos "rejuvenecedores" (como las poliaminas) y las rutas que conducen a la senescencia del producto (como la de la sĂ­ntesis de etileno). El ACC (ĂĄcido amino ciclopropano carboxĂ­lico) es un aminoĂĄcido cĂ­clico precursor directo del etileno que por su gran facilidad de transporte dentro de la planta es considerado por algunos la autĂŠntica hormona vegetal, reservando para el etileno el papel de mensajero secundario en la acciĂłn. Las enzimas ACS (ACC sintasa) y ACO (ACC oxidasa, antiguamente llamada EFE) pueden ser pues inhibidas a fin de evitar o disminuir la sĂ­ntesis de etileno "endĂłgeno". La ACS es una enzima "robusta" que usa como cofactor la vitamina B6 y para su inhibiciĂłn es preciso utilizar sustancias quĂ­micas de elevada toxicidad para los animales como los derivados de aminoĂĄcidos AVG (amino etoxi vinil glicina) y AOA. Hace unas dĂŠcadas el uso de dichos productos estaba estrictamente prohibido para la producciĂłn de alimentos, pero hoy dĂ­a se encuentran disponibles en algunos mercados productos con AVG como materia activa que, aplicados en campo, ralentizan algunos procesos de senescencia en poscosecha como el ablandamiento en peras y manzanas. La enzima ACO es, a diferencia de la ACS, relativamente fĂĄcil de inhibir, pudiendo hacerse bien a travĂŠs de choques tĂŠrmicos (la exposiciĂłn breve del producto a temperaturas cercanas al lĂ­mite de tolerancia del producto) o, dado que se trata de una oxidasa, la reducciĂłn de los niveles de O2 en la atmĂłsfera, p.ej. Asimismo, ambas enzimas han sido modificadas por mĂŠtodos de transformaciĂłn genĂŠtica, habiĂŠndose obtenido cultivares con una producciĂłn muy reducida de etileno.

46

www.bibliotecahorticultura.com


1.3. Bases fisiológicas de la poscosecha

La segunda línea de técnicas dirigidas a minimizar los efectos negativos del etileno se orienta a impedir la unión del etileno (ya sea de origen endógeno o exógeno) a sus receptores. Para ello se pueden usar sustancias con similitud molecular al etileno que sean capaces de unirse al receptor sin desencadenar las acciones típicas de este en el proceso que llamamos de "inhibición competitiva" (estas sustancias "compiten" con el etileno por su lugar de unión al receptor). Entre estas sustancias existen algunas de estructura química muy simple, como el propio CO2 o el monóxido de carbono, que sin embargo para tener la acción inhibidora buscada han de aplicarse a altas concentraciones, lo cual a veces desencadena respuestas tóxicas en los productos. Algunas de ellas (como el CO) además pueden "mimetizar" los efectos del etileno, con lo que su aplicación no se traduce en grandes beneficios prácticos. Otras sustancias sintéticas más complejas, como el norbornadieno, han sido usadas comercialmente en el pasado, aunque con frecuencia su naturaleza gaseosa, y en algunos casos maloliente, dificulta su aplicabilidad comercial. En las últimas décadas ha estado disponible el inhibidor competitivo por excelencia, el 1-MCP (1 metil ciclo propeno), que muestra una gran afinidad por el receptor del etileno, no produciendo ningún efecto "mimético" de este. La gran eficacia del 1-MCP como inhibidor del etileno es, paradójicamente, uno de las mayores limitantes a su uso, especialmente en aquellos casos en lo que buscamos es una inhibición temporal del efecto del etileno, como sucede en la poscosecha del plátano (ver Figura 17).

Figura 17. Efecto inhibidor del 1-MCP en la maduración del plátano. Fuente: imagen propia.

La interacción del etileno con su receptor puede también dificultarse modificando la estructura de este, bien utilizando técnicas de transformación genética o productos como el STS (tiosulfato de plata) que, sin ser un inhibidor competitivo, modifica la estructura electrónica del centro activo del receptor. Este producto solo está aprobado para su uso en flor cortada y plantas ornamentales La tercera línea de actuación contra los efectos del etileno es simplemente su eliminación de la atmósfera que rodea al producto, idealmente para evitar que se acumule en concentraciones superiores al umbral de acción (en muchos casos 0,1 ppm).

www.bibliotecahorticultura.com

47


1. Bases de la tecnología poscosecha

Dicha eliminación puede hacerse por simple ventilación, procediendo a renovar el aire de las cámaras de almacenamiento (con aire libre de etileno) cuando se detecta, o se calcula, que la concentración de etileno está próxima a alcanzar dicho umbral. También se pueden utilizar sistemas químicos compuestos por un adsorbente de alta capacidad (como el carbón activado o las zeolitas) y un oxidante tipo permanganato o periodato, oxidándose el etileno y perdiendo su capacidad de unirse al receptor. Otros sistemas emplean una oxidación indirecta utilizando luz ultravioleta para generar ozono a partir del oxígeno del aire y este a su vez oxidando el etileno. El uso del ozono debe hacerse sin embargo con precaución toda vez que puede producir otros daños oxidativos al producto y a que su inhalación por los seres humanos puede tener efectos tóxicos. Una cuarta línea de actuación consiste en la aplicación de sustancias de tipo hormonal para revertir, al menos de forma parcial, los efectos senescentes del etileno. En este sentido se ha comprobado la efectividad de algunas citoquininas y poliaminas en productos ornamentales, aunque su aplicación a productos comestibles es problemática por obvios motivos de regulación sanitaria.

5. La maduración artificial 5.1. Efectos beneficiosos del etileno en poscosecha Como hemos visto en los apartados anteriores, en la mayoría de las situaciones de poscosecha nuestro objetivo será la ralentización de los procesos metabólicos y de senescencia tras la recolección de nuestros productos. Existen sin embargo excepciones a esta regla general. Así por ejemplo, tras la recolección de ciertas hortalizas de órganos de reserva - como la cebolla, los ajos o las patatas - colocamos a estos productos recién cosechados en condiciones de temperatura y humedad que permitan la activación de los meristemos secundarios responsables de los procesos de "curado" que cierren las heridas inevitablemente producidas durante la recolección. En la poscosecha del tabaco, por su parte, las primeras operaciones van encaminadas justamente a acelerar los procesos de senescencia de las hojas y, a este fin puede utilizarse tanto etileno como otro tipo de sustancias conocidas genéricamente como "liberadores de etileno". Pero sin duda, el uso más extendido de la aplicación intencionada de etileno, o sustancias liberadoras de este gas en poscosecha, lo constituyen los procesos de desverdización y de maduración artificial. En el primer caso hablamos de la aplicación de etileno - en general a frutos no climatéricos, aunque existe alguna excepción - a fin de eliminar los restos de clorofila en la piel que pudieran interferir con la percepción del color deseado para el producto. Naranjas y mandarinas se han tratado desde tiempos antiguos con humo procedente de hogueras con niveles restringidos de oxígeno (cubiertas con lonas, p.ej.) para eliminar los restos de coloración verde de las mismas. El mismo efecto puede conseguirse con la aplicación de una pequeña concentración de etileno (1 ppm) durante 12 - 24 h. Procesos similares pueden aplicarse a algunos frutos climatéricos como el tomate o la papaya con el mismo objetivo.

48

www.bibliotecahorticultura.com


1.3. Bases fisiológicas de la poscosecha

No se trata en estos casos de una auténtica "maduración" artificial ya que no se persiguen cambios notables en las cualidades de la pulpa de los frutos. 5.2. Proceso general de la maduración artificial. Importancia de la madurez fisiológica Con el proceso de maduración artificial buscamos reproducir los cambios naturales que ocurren durante la maduración comercial de los frutos climatéricos y que afectan tanto a la coloración de la piel como a la apariencia, textura, sabor y aroma de la pulpa. Estos cambios implican la transformación de las sustancias de reserva presentes en la recolección (habitualmente almidón) en azúcares, la reducción de los niveles de acidez total, la polimerización de ciertas sustancias fenólicas, como los taninos, con la consiguiente reducción de la astringencia, y la síntesis de las sustancias volátiles características del aroma del fruto en cuestión. La ventaja de realizar este proceso de forma artificial en condiciones controladas es doble: -

Por un lado, aceleramos el proceso de maduración pudiendo adaptarlo a las necesidades del mercado. Por otro, homogeneizamos el estado final de los frutos maduros lo que contribuye a facilitar su comercialización y aumenta la aceptación por el consumidor.

Para realizar este proceso debemos exponer los frutos "fisiológicamente maduros” a una concentración de etileno de entre 20 y 100 ppm, durante un período de tiempo que puede oscilar entre las 6 y las 72 horas, en las condiciones óptimas de temperatura y humedad relativa para el tipo de fruto en cuestión. Además, por el efecto ya mencionado de "inhibición competitiva" del CO2 con respecto al etileno, debemos controlar los niveles de este gas durante el proceso. El índice de madurez fisiológica de un fruto ("maturity" en inglés) no debe confundirse con su estado de madurez comercial ("ripeness" en inglés). El primero hace referencia al estado de desarrollo fisiológico de un fruto tomando como origen el momento de cuajado de este, y considerando a un fruto "maduro fisiológicamente" (o "verde-maduro") cuando una vez separado de la planta madre en la recolección es capaz de completar por sí mismo los procesos subsiguientes de maduración comercial. Por su parte la madurez comercial de un producto tiene que ver con el proceso de transformación de este desde su estado en el momento de la cosecha hasta el estado óptimo para su consumo.

www.bibliotecahorticultura.com

49


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 18. Madurez fisiológica vs. madurez comercial en plátano. Fuente: escala de colores: Dole Co.; elaboración propia.

Para algunos productos la madurez fisiológica coincide con la madurez comercial (pensemos en una uva que pude ser consumida directamente durante la recolección), en otros productos la madurez comercial se alcanza cuando el producto aún no ha alcanzado la madurez fisiológica (caso del espárrago: lo recolectamos fisiológicamente inmaduro y en ese estado está en el momento óptimo de consumo), y en otros la madurez comercial se alcanza un tiempo después de que el fruto haya alcanzado su madurez fisiológica. Es en estos últimos frutos en los que la maduración artificial puede ser de interés. La determinación del estado inicial de madurez fisiológica de los frutos que van a ser sometidos a un proceso de maduración artificial resulta crítica. En la mayoría de los casos dicha determinación debe hacerse con al menos dos parámetros, uno referido al estado de la piel (normalmente su color) y otro al de la pulpa (su firmeza, contenido en TSS, aceite...). En la medida de lo posible dicha evaluación se debe hacer por métodos instrumentales objetivos (ver Figura 19)

Figura 19. Instrumentación para la determinación objetiva del estado de madurez fisiológica de la fruta. Fuente: elaboración propia.

Además de su edad fisiológica, ciertas condiciones de cultivo en campo o de transporte pueden afectar notablemente la capacidad de madurar de un lote de fruta determinado. Así, la fruta

50

www.bibliotecahorticultura.com


1.3. Bases fisiológicas de la poscosecha

procedente de campos que hayan sufrido un encharcamiento es muy propensa a madurar rápidamente por sí sola una vez separada de la planta madre. Asimismo, como ya se ha citado, los daños por frío sufridos durante el transporte o el almacenamiento previo afectan negativamente la capacidad de maduración posterior. Las consecuencias de someter a un proceso de maduración artificial a un lote de frutos de distintos estados iniciales de madurez fisiológica se traducen en una gran heterogeneidad a la salida de cámara, lo que puede acarrear grandes pérdidas desde el punto de vista comercial (Figura 20).

Figura 20. Heterogeneidad en los estados de maduración de la fruta a la salida de cámara en plátano. Fuente: imagen propia.

5.3. Protocolos de maduración artificial Con el proceso de maduración artificial buscamos reproducir los cambios naturales que ocurren durante la maduración comercial de los frutos climatéricos y que afectan tanto a la coloración de la piel como a la apariencia, textura, sabor y aroma de la pulpa. Estos cambios implican la transformación de las sustancias de reserva presentes en la recolección (habitualmente almidón) en azúcares, la reducción de los niveles de acidez total, la polimerización de ciertas sustancias fenólicas, como los taninos, con la consiguiente reducción de la astringencia, y la síntesis de las sustancias volátiles características del aroma del fruto en cuestión. Tomaremos como referencia en esta sección el protocolo estándar para la maduración artificial del plátano, el primero en ser desarrollado comercialmente (Tabla 6). Tabla 6. Protocolo de maduración para plátano. Fuente: elaboración propia. Condiciones estándar para la maduración forzada del plátano Temperatura Humedad relativa Etileno Ventilación Duración del proceso

Valor 14– 18 ℃ (de pulpa, no de aire) > 90% 100 ppm; 24 hora de exposición Suficiente para CO2 < 1% 4 – 8 días

Como observamos es muy importante que durante el proceso se mantengan altas humedades relativas (la maduración artificial tiende a causar una intensa deshidratación, que en el caso del

www.bibliotecahorticultura.com

51


1. Bases de la tecnología poscosecha

plátano afecta muy negativamente a su calidad visual). Asimismo, es importante controlar los niveles del CO2 en cámara durante todo el proceso debido al efecto inhibidor de este gas en el mecanismo de acción del etileno. Las temperaturas más elevadas (18 ℃) permiten un proceso de maduración más rápido, aunque se afecta ligeramente la calidad gustativa. Existe una tendencia a la disminución de las concentraciones de etileno usadas ya que las cámaras más modernas de flujo de aire forzado permiten homogeneizar con más facilidad dicha concentración en toda la cámara. Como fuente de etileno se puede utilizar etileno puro, habitualmente generado catalíticamente por deshidratación de etanol, o mezclas presurizadas de etileno (aprox. 5%) en nitrógeno para prevenir riesgos de explosión. La vida en maduro de la fruta puede ser modulada a través tanto de la temperatura a la que se realice la exposición al etileno (Taplicación) como de la temperatura posterior de almacenamiento de la fruta una vez inducida (Talmacén) (Figura 21).

Figura 21. Efectos de la temperatura de aplicación del etileno y la temperatura de almacenamiento sobre la vida en maduro del plátano. Fuente: Marrero et al. 2003

En el caso del aguacate, su alta tasa de respiración (Figura 22) hace que sea preciso utilizar instalaciones de mayor capacidad de refrigeración a fin de evacuar el calor producido por el proceso.

Figura 22. Picos climatéricos de respiración de varias frutas. Fuente: Biale, 1950.

52

www.bibliotecahorticultura.com


1.3. Bases fisiológicas de la poscosecha

Asimismo, para el aguacate se utilizan temperaturas de inducción más altas (18 a 20 ℃) y el efecto inhibidor del CO2 es aún mayor que en el caso del plátano, recomendándose que los niveles de este gas no sobrepasen el 0,5% lo que hace necesario efectuar renovaciones del aire de la cámara cada pocas horas. En el aguacate es asimismo necesario conocer el estado fisiológico inicial de la fruta, y, de ser posible, su historial de campo. Es frecuente que en frutas de finales de estación (edad fisiológica avanzada) o que han permanecido en almacenamiento refrigerado largo tiempo no sea ni siquiera necesario utilizar etileno exógeno para inducir la maduración, bastando con poner la fruta en las condiciones de temperatura y humedad relativa apropiadas. La tendencia actual entre los maduradores de aguacate es utilizar para aguacate concentraciones de etileno cercanas a los 20 ppm siempre que se disponga de instalaciones que permitan su homogénea distribución y monitorización durante el proceso de maduración. El tiempo de exposición al etileno de la fruta es muy variable según su estado fisiológico: la fruta de primera estación puede precisar de varios días (48 - 72 h) mientras que la fruta tardía, como se ha dicho, puede no necesitar etileno exógeno en absoluto. El proceso de maduración artificial puede aplicarse como se ha dicho a cualquier fruto climatérico y dirigimos al lector interesado a otras publicaciones más específicas (Marrero 2017).

Bibliografía Biale, J.B. (1950). Postharvest Physiology and Biochemistry of Fruits. Annual Review of Plant Physiology 1:183-206. Chen, N. M.; Paull, R. E. (1985). Development and prevention of chilling injury in papaya fruit. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 111:639-643 FAO. (2011). Global food losses and food waste – Extent, causes and prevention. Rome: FAO. Kader, A.A. (2007). Tecnología Postcosecha de Cultivos Hortofrutícolas. (3ª ed). Publicación 3311 ANR, Series de Horticultura Postcosecha No. 24. Universidad de California, Davis. Marrero, A., González, M., Báez, O., Lobo, M.G. (2003). Control of artificial ripening of bananas through atmosphere modification and refrigeration. Acta Hort. 600, 393-399. Marrero Domínguez, A. (2017). La maduración artificial de frutos tropicales y subtropicales: plátano, mango y aguacate. Biblioteca Horticultura. Noviembre 2017. 16 pág. ISBN 97884-16909-15-5. https://www.poscosecha.com/es/noticias/la-maduracion-artificial-defrutos-tropicales-y-subtropicales-platano-mango-y-aguacate/_id:80701. Access on 01 March 2019

www.bibliotecahorticultura.com

53



1.4. ALTERNATIVAS AL CONTROL QUÍMICO EN POSCOSECHA. MANEJO INTEGRADO Y ECOLÓGICO José Ángel Gil Amado jga@haciendasbio.com HaciendasBio

Índice 1. 2. 2.1. 2.2. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7. 4.

Introducción Cosecha Problemas de recolección Problemas previos Poscosecha eco Definición Legislación eco Análisis LMR Problemática de la poscosecha eco Profilaxis como método poscosecha Metodología eco friendly Métodos de estrategias No olvidar

56 56 56 57 60 61 61 61 62 63 63 70 71

Resumen La poscosecha entendida como tal, es el proceso que procede a la cosecha, no obstante, hay que tener muy claros los procedimientos correctos de cosecha, así como el destino final de la fruta para determinar cuál es el mejor y más correcto tratamiento de los productos. Hablando de poscosecha, se entiende como el proceso que por el cual se custodian y se perpetúan las bondades bromatológicas de los productos hortofrutícolas hasta el cliente final. En cuanto a la poscosecha eco, es un proceso parecido al convencional sólo que impide la utilización de una serie de herramientas químicas lo que hace que se deba replantear el proceso desde la base. Los pilares en los que se fundamenta la poscosecha eco son una correcta higienización de envases e instalaciones, un conocimiento pleno de las condiciones de conservación de los productos y una correcta aplicación de los tiempos de conservación de los productos sin querer conseguir tiempos abusivos. En cuanto a las metodologías más utilizadas en la industria ecológica destacan la utilización de las Atmosferas Modificadas, tratamientos térmicos, la utilización de productos o estímulos (elicitores) para estimular la respuesta sistémica de la planta. Finalmente, la utilización de varias herramientas poscosecha seguidas nos permite conseguir efectos de sinergia, lo que tiene varias ventajas, nos ayuda a disminuir la intensidad de los tratamientos, con lo que ello conlleva o/y mejora los efectos de estos a las intensidades normales. Por último, no hay que olvidar que la poscosecha eco debe entenderse como un total

55


1. Bases de la tecnología poscosecha

y no como procesos particulares, por lo que el fin último es respetar el entorno, minimizar los impactas ambientales y sumar a la mejora del planeta.

1. Introducción HaciendasBio es una empresa hortofrutícola ecológica (Imagen 1) con una producción propia de 32.200 toneladas y 68 referencias de fruta y verdura ecológica. Cuenta con más de 2.263 hectáreas de cultivo propio 100% ecológico, repartidas en 35 fincas ubicadas en Lérida, Tarragona, Canarias, Murcia, Zaragoza, Andalucía y Extremadura. Actualmente, exporta el 90% de la producción a 17 países, entre los que destacan Alemania, Suiza, Dinamarca, Holanda y los países escandinavos. Los comienzos en la producción Ecológica no fueron fáciles: faltaba una normativa clara a la que ceñirse, existía un desconocimiento de las tecnologías de producción eco y la necesidad de olvidar las prácticas convencionales del pasado. Todo esto supuso un reto que hoy por hoy está controlado a nivel de producción pero que en el ámbito de la poscosecha sigue dando los primeros pasos y presenta los mismos problemas. A continuación, se va a explicar las nociones básicas de la poscosecha eco, los retos y características que definen a los productos producidos bajo la normativa eco.

Figura 1. Logo de HaciendasBio

2. Cosecha Antes de hablar de la poscosecha debemos entender que el paso previo, la cosecha, es un punto importante de la cadena por tratarse del inicio del proceso y donde se genera la calidad de origen. Por lo general, las características adquiridas por los productos en el momento de la cosecha serán el punto de partida y el valor máximo de la cadena. Hay productos en los que algunos tratamientos poscosecha pueden mejorar la calidad organoléptica de partida, aunque no mejorará la calidad de conservación. Un mal entendimiento o desempeño de las acciones y planificaciones de cosecha, arrastrará y lastrará al resto del proceso. En base a ello existen dos grandes grupos de problemas que pueden generar pérdida de calidad poscosecha: los problemas de cosecha y previos 2.1. Problemas de recolección Los problemas de recolección o cosecha son aquellos que se generan durante el propio proceso, como son heridas frescas, golpes, suciedades, mal segregación de partidas… Para solucionar

56

www.bibliotecahorticultura.com


1.4. Alternativas al control químico en poscosecha. Manejo integrado y ecológico

estos problemas es importante implantar y respetar las Buenas Prácticas de Cosecha, las cuales a su vez se sustentan en: -

Una correcta higienización de los envases y superficies en contacto con el producto No recolectar producto con heridas o problemas evolutivos Evitar dañar los frutos en el proceso Correcta eliminación del calor de campo

Para ello lo más importante es llevar los productos a zonas refrigeradas y para aquellos en los que unos grados son vitales, se deben utilizar medidas como RC (Room Cooling), FAC (Forcedair Cooling), HC (Hydro Cooling), VAC (Vacuum Cooling) o su variante HVAC (Hydro Vacuum Cooling) (Tabla 1). Tabla 1. Comparación de los efectos y costes de los seis principales métodos de enfriamiento. Fuente: Thompson et al., 1998

Es fundamental acortar los tiempos y es recomendable llevar estas medidas al campo, aunque no todos los agricultores tienen la capacidad para poder realizar esto, por lo que hay que trabajar en acortar los tiempos. 2.2. Problemas previos Los problemas previos son aquellos frente a los que los recolectores no pueden hacer nada y que empeoran significativamente el potencial de vida útil de los productos. Entre ellos destacan los déficits, fisiopatías, y sobre todo una mala planificación del momento de recolección Dejando aparte los productos que se recolectan inmaduros como productos de hoja, flor, tallo, … en cuyo caso los índices de recolección se basan en aspectos visuales como el tamaño, la longitud, color, peso; el resto de los productos deben ser cosechados en un estado óptimo de maduración (Figura 2).

www.bibliotecahorticultura.com

57


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 2. Momentos óptimos de recolección de diferentes cultivos en función de su estado de maduración Fuente: Watada et al., 1984; Dos Santos et al., 2015

En base a ello, se puede diferenciar varios momentos de recolección entre los que se debe tomar una decisión, teniendo en cuenta que van a condicionar el resto del proceso poscosecha. Aquí hemos diferenciado en cuatro índices de madurez claves que hay que tener claro para todos los productos con los vayamos a trabajar, sean climatéricos o no. Teniendo en cuenta que los índices de madurez de los productos climatéricos siguen evolucionando después de la cosecha mientras que los de los no climatéricos no lo hacen (Figura 3).

Figura 3. Estados de madurez para los frutos climatéricos y no climatéricos. Fuente: Lamúa, 2000

Cosecha anticipada La cosecha anticipada, ver Figura 4, es conocida fisiológicamente como “inmadurez”, y supone una serie de problemas bromatológicos derivados de una madurez incompleta del fruto tales como: -

58

Bajos calibres. Difíciles de vender, con menor rotación en stock y que generan podredumbre y focos de infección

www.bibliotecahorticultura.com


1.4. Alternativas al control químico en poscosecha. Manejo integrado y ecológico

-

-

Fisiopatía poscosecha (Ej. Predisposición a escaldadura en manzana o pastosidad en melocotón y pera). Derivados de una incompleta formación de los sistemas de defensa internos de la planta Déficit en la síntesis de compuesto, y como consecuencia falta de sabor, olor y color Incremento de deshidratación, debido a la mayor concentración y tamaños de lenticelas

Figura 4. Estado de madurez: cosecha anticipada Fuente: FAO

Cosecha tardía La cosecha tardía es conocida fisiológicamente como “Madurez plena”, y supone un riesgo poscosecha, sin embargo, supone unas mejoras bromatológicas claras (Figura 5). -

-

Mejoras: presentan mayor tamaño, mejor olor, sabor y color, incluso hay estudios suficientes en los que se explica el desarrollo de la Inmunidad adquirida lo que los hace frutos más resistentes. Riesgos: son productos que presentan una vida útil limitada lo que dificulta su comercialización. Dificultades para viajes y extremada susceptibilidad a los cambios de temperatura.

Figura 5. Estado de madurez: cosecha tardía. Fuente: FAO

www.bibliotecahorticultura.com

59


1. Bases de la tecnología poscosecha

Madurez de consumo Madurez de consumo: es la madurez con la que pretendemos llegar a los consumidores finales (Figura 6). Y basándonos en ella, debemos ajustar los tiempos e índices de madurez de todo el proceso. Teniendo en cuenta que lo principal es la satisfacción del cliente.

Figura 6. Estado de madurez: madurez de consumo. Fuente: FAO

Madurez óptima Madurez óptima: se conoce fisiológicamente como “Madurez fisiológica”, se consigue a través de un conocimiento pleno del producto, que nos permita conservarlos y transportarlos con garantías. Además de garantizar las cualidades de madurez de consumo a los clientes finales. Para conseguirla, es necesario un conocimiento pleno y profundo de los productos y aplicar todas las tecnologías al alcance para conseguirlo. Con la ventaja de que ahorras en pérdidas poscosecha y llegas a una satisfacción plena de los clientes y consumidores.

Figura 7. Estado de madurez: madurez óptima Fuente: FAO

3. Poscosecha eco Antes de profundizar en la poscosecha ecológica debemos definir con claridad lo que se considera poscosecha.

60

www.bibliotecahorticultura.com


1.4. Alternativas al control químico en poscosecha. Manejo integrado y ecológico

3.1. Definición La poscosecha podría definirse como: “Todos los procesos que prosiguen a la cosecha y que persiguen conservar, que no almacenar, las frutas y verduras hasta el consumidor final”. Es importante resaltar que no es lo mismo conservar que almacenar, con el primero se pretenden custodiar y perpetuar en la medida de lo posible y con los medios a nuestro alcance, las bondades bromatológicas de los alimentos, mientras que, en el segundo caso, lo que se pretende es estocar de forma más o menos ordenada los alimentos. Además, en la definición se hace hincapié en que hasta que el consumidor final no disfruta de los alimentos en su casa no termina el proceso de poscosecha, por lo que es importante que todos los entes implicados en la cadena de conservación hagan suya la correcta custodia de los productos y que no recaiga sólo en el sector primario esta tarea como suele suceder. Una correcta cadena de frio, un ambiente en el lineal apropiado y unos tiempos de conservación correctos durante toda la cadena ayudarán a generar confianza de los consumidores en los productos hortofrutícolas. Muchas veces no se hace por falta de conocimientos, para lo que hay que formar a los pasos superiores de la cadena. Otras veces se hace por falta de consciencia, para lo que hay que concienciar a los escalones superiores de la cadena. Si no conseguimos esto, todos los pasos anteriores no habrán valido la pena La poscosecha eco es aquella que utiliza alternativas eco friendly (amistosas para el medioambiente), sin uso de químicos que no sean de origen natural. Como proceso no difiere mucho de la poscosecha convencional y la que estáis estudiado en este curso, con la peculiaridad de que cuenta con una serie de restricciones que nos obliga a focalizarnos en otros aspectos que vamos a ver más adelante. 3.2. Legislación eco Los productos ecológicos están sometidos a las mismas leyes que regulan los productos convencionales y por tanto deben cumplir con los mismos requisitos de seguridad alimentaria. -

Ley 17/2011, de 5 de julio, de seguridad alimentaria y nutrición. Jefatura del Estado. «BOE» núm. 160, de 6 de julio de 2011 Código Alimentario Español (Decreto 2484/1967, de 21 de septiembre). Y sus posteriores modificaciones

Además, los productores eco deben cumplir con el reglamento que lo regula es el Reglamento Europeo 834/2007 próximo a ser sustituido el 01 de enero de 2021 por el Reglamento Europeo 848/2018 en el que se lleva trabajando desde 2014 y que a día de hoy tiene puntos que están a la espera de ser desarrollados. Finalmente, el último documento clave en el entendimiento de la normativa que regula la producción ecológica es el Reglamento Europeo 889 de 2008 donde se regulan los aspectos sobre producción y etiquetado del Reglamento 834 del 2007. 3.3. Análisis LMR La herramienta que nos permite garantizar la originalidad de los alimentos Ecológicos son los LMR (límite máximo de residuos) que hace referencia a análisis de más de 500 compuestos para

www.bibliotecahorticultura.com

61


1. Bases de la tecnología poscosecha

los que deben obtenerse valores inferiores al límite de detección de la técnica. Además, realizamos análisis específicos de otros compuestos. Todos los alimentos destinados al consumo humano o animal en la Unión Europea (UE) están sujetos a un límite máximo de residuos de plaguicidas en su composición con el fin de proteger la salud humana y animal. El Reglamento (CE) no 396/2005 regula los límites aplicables a los diferentes productos de alimentación y fija un límite máximo aplicable por defecto. -

-

Límite cuantificación (LC): la menor concentración de analito que puede determinarse con precisión y exactitud razonable en las condiciones establecidas y se expresa en unidades de concentración. Límite de detección (LD): la menor concentración o cantidad de analito detectable con razonable certeza por un procedimiento analítico dado. Concentración que proporciona una señal en el instrumento significativamente diferente de una muestra blanco.

No solo analizamos para cumplir con la normativa, sino que además debemos realizar análisis por: -

Riesgos de contaminación cruzada: vecinos de fincas, caminos, … Riesgos de proveedores de producto 3º Riesgos propios o Insumos, como estiércol o abonado o Productos fitosanitarios “Eco” o Sustrato.

3.4. Problemática de la poscosecha eco Ventajas de la fruta eco La poscosecha de frutas y verduras ecológicas suponen una ventaja evidente: -

-

Suponen un riesgo mínimo para la seguridad alimentaria de los consumidores. No les afectan los endurecimientos de las normativas gubernamentales, cada vez más restrictivas, sobre limitación del uso de productos fitosanitarios químicos ni en el campo ni en la industria alimentaria. Gozan de una gran aceptabilidad y buena publicidad entre los consumidores.

Retos de la fruta eco Sin embargo, suponen un enorme reto tecnológico ya que: -

-

62

La industria poscosecha está adaptada a los métodos convencionales, enfocados al uso de tratamientos químicos y el uso de técnicas enfocadas a las empresas convencionales. La normativa actual que regula la producción ecológica está enfocada a la producción y la parte poscosecha está poco detallada, y se necesita de una amplia revisión. Esto provoca que la interpretación sea subjetiva. Los productos poscosecha existentes son pocos y en muchos casos de una eficacia cuanto poco discutible.

www.bibliotecahorticultura.com


1.4. Alternativas al control químico en poscosecha. Manejo integrado y ecológico

3.5. Profilaxis como método poscosecha No obstante, con conocimientos profundos y con una fuerte apuesta por la investigación, se alcanzan resultados iguales o superiores a los convencionales. “La necesidad agudiza el ingenio” esta expresión refleja los problemas con los que nos encontramos en la poscosecha eco. Al carecer de herramientas químicas debemos focalizar los esfuerzos en la profilaxis a través de una correcta definición de los parámetros de cosecha esforzarnos por conocer al máximo nuestros cultivos. Además, es de vital importancia respetar las 3 reglas básicas de la poscosecha, con los que reducimos al máximo los tratamientos poscosecha: -

Higienización de las instalaciones, envases, y agua de lavado con productos permitidos por la normativa Eco (peróxido, peracético, …) y de residuo 0. Optimización de los parámetros de conservación, para obtener una conservación plena teniendo en cuenta las características particulares de los productos. Y conocimiento profundo y control de los periodos óptimos de conservación sin pretender el máximo ni abusivo. Ya que de no respetarse y al no haber tratamientos poscosecha Eco totalmente eficaces, se pueden presentar alteraciones que aumenten los destríos causando pérdidas.

3.6. Metodología eco friendly Al margen de esto las principales herramientas eco friendly a nuestro alcance para la mejora de la conservación son: a) Métodos físicos El uso de la temperatura (alta o baja) cómo método microstático es el más usado y el de mayor efectividad probado. Temperaturas bajas El uso de temperaturas bajas es el principal método para la mejora de la conservación de productos Eco, la acción microstática de la misma impide el crecimiento y proliferación de los microorganismos, así como ralentiza el proceso de senescencia de los productos vegetales. No obstante, hay que tener en cuenta que muchos productos presentan susceptibilidad a las temperaturas bajas, las cueles les causan daños en ellos tejidos disminuyendo o empeorando sus características organolépticas. De esta manera en base a esta susceptibilidad los productos se clasifican en diferentes grupos de conservación: -

Conservación a bajas temperaturas (0 ℃ – 5 ℃) Conservaciones refrigeradas (5 ℃ – 12 ℃) Conservaciones no refrigeradas (>12 ℃)

No sólo vale con proporcionar un tratamiento de temperatura correcto, sino que hay que garantizar una correcta cadena de frio para lo que es necesario: -

Preenfriamiento Procesamiento a temperaturas bajas

www.bibliotecahorticultura.com

63


1. Bases de la tecnología poscosecha

-

Almacenamiento a temperaturas bajas Transporte refrigerado Cortos tiempos de transición a temperatura ambiente

Temperaturas altas Por otro lado, los tratamientos térmicos se pueden aplicar de varias maneras sobre la fruta; a través de duchas, enjuague y cepillado calientes, baños calientes, baños de vapor caliente o aire caliente (Fallik, 2004). Esta serie de técnicas han demostrado su eficiencia en la gestión de podredumbres poscosecha sin afectar a la calidad de la fruta. El uso de los tratamientos térmicos tiene beneficios no solo profilácticos sino además curativos (Chen et al., 2015; Liu et al., 2012; Sui et al., 2014). Los efectos preventivos se presentan principalmente en las aplicaciones térmicas realizadas antes del establecimiento de la infección. En este efecto influyen principalmente los niveles de carga de inóculos en la superficie de la fruta que indirectamente resulta en una reducción de las probabilidades de infección por parte del hongo. Por otro lado, el efecto curativo se produce por la aplicación de los tratamientos térmicos tras la infección o tras una incipiente infección producida por una herida de recolección, lo cual disminuye la capacidad infecciosa del patógeno (Sui et al., 2016). El desarrollo de tecnologías transversales como son las tecnologías -ómicas, tales como la transcriptómica, proteómica, metabolómica han arrojado luz de cómo los tratamientos térmicos inducen los mecanismos endógenos de resistencia a estrés biótico/abiótico en la fruta cosechada (Cruz-Mendívil et al., 2015; Lara et al., 2009; Luria et al., 2014; Spadoni et al., 2015; Yun et al., 2013). b) Métodos químicos Atmósferas modificadas Decir que consiste en cambiar la atmosfera de gases que rodea al producto con el fin de ralentiza su metabolismo e inhibir el desarrollo de microorganismos, existen dos grupos: Para lo que se suele llamar atmósferas modificadas o atmósferas controladas, me gusta utilizar el término atmósferas modificadas pasivas y atmosferas modificas activas. En las primeras, la propia respiración del producto equilibra la atmosfera interna, tiene la desventaja que son más lentas lo que puede provocar malas evoluciones del producto, si no controlamos los niveles de CO2 se pueden producir anoxias que generan fermentaciones y dan lugar a sabores y olores indeseados, además solo se pueden usar en atmosferas restringidas como las de una tarrina o envase de confección (ejemplos, Xtend o Perfotec). Por otro lado, están las atmósferas modificadas activas, en este caso se inyecta la concentración exacta de gases en la atmosfera que rodea el producto, es más cara que la anterior, pero tiene la ventaja de que puede utilizarse en ambientes más grandes como cámaras y que es más exacto. Hoy en día existe una variante de las atmosferas modificadas activas, las atmosferas modificadas activas dinámicas (ejemplo Paliflex), en este caso lo que hacen es ir adaptando las concentraciones de los gases en la atmosfera del producto según la respiración de este lo que mejora sustancialmente los resultados ya que las condiciones se mantienen constantes, se suele realizar en producto con vidas útiles muy corta y que su precio lo justifique como arándanos o frambuesas.

64

www.bibliotecahorticultura.com


1.4. Alternativas al control químico en poscosecha. Manejo integrado y ecológico

Figura 8. Tecnología Paliflex Fuente: Van-Amerongen Palliflex Storage System

Extractos vegetales Las plantas llevan millones de años luchando de manera activa frente a los hongos con herramientas propias. Desde hace mucho al humanidad conoce los beneficios de las plantas como fármacos, si se aíslan estos compuestos. En poscosecha ecológica se trata de lo mismo, aislar y potenciar de manera natural estas sustancias con capacidad antimicrobiana para ayudarnos en la lucha poscosecha. Diversos productos derivados de las plantas han mostrado un efecto antimicrobiano. Entre estos compuestos destacan los flavonoides, fenoles, terpenos, aceites esenciales (Tabla 2), alcaloides, lectinas y polipéptidos (Cowan, 1999). Sus mecanismos de acción son variables; por ejemplo, la toxicidad de los fenoles en microorganismos se atribuye a inhibición enzimática por oxidación de compuestos. El modo de acción de los terpenos y aceites esenciales no ha sido dilucidado por completo, pero se postula que pueden causar rompimiento de la membrana a través de los compuestos lipofílicos. De los alcaloides se ha postulado que se intercalan con el DNA, y de las lectinas y polipéptidos se conoce que pueden formar canales iónicos en la membrana microbiana o causar la inhibición competitiva por adhesión de proteínas microbianas a los polisacáridos receptores del hospedero (Cowan, 1999). Tabla 2. Control efectivo de patógenos poscosecha mediante aceites esenciales en frutas de importancia comercial. Fuente: Sivakumar y Bautista-Baños, 2014.

www.bibliotecahorticultura.com

65


1. Bases de la tecnología poscosecha

Desinfectantes químicos Entre los distintos desinfectantes químicos destancan los oxidantes (peróxido, peracético, ozono, …) y reductores (hipoclorito, dióxido de cloro, clorina, bicarbonatos, sosa,…). c) Métodos biológicos: elicitores Los elicitores son moléculas o estímulos que hacen que la planta y los órganos de esta se pongan en alerta generando lo que se conoce como respuesta de resistencia inducida. Se conocen los mecanismos que subyacen a la resistencia inducida y se diferencian dos principalmente la Resistencia sistémica adquirida (SAR, por sus siglas en inglés Systemic Acquired Resistance) y la Resistencia sistémica inducida (ISR, por sus siglas en inglés Induced Acquired Resistance). Ambos mecanismos confieren una protección frente una amplia gama de microorganismos, y ambas están mediadas por fitohormonas principalmente ácido salicílico (SA), jasmonatos (JA) y etileno (ET) y como agentes secundarios, ácido abscísico (ABA) brasinosteriodes (BR), auxinas (AIA), giberelinas (GA) y citoquininas (CK). La principal diferencia entre ambos tipos de resistencia inducida es que SAR requiere de una molécula señal de la ruta mediada por el ácido salicílico (SA), y además tiene una relación acumulativa con las proteínas de patógenos (PR, por sus siglas en inglés pathogenesis-related proteins), las cuales contribuyen a generar la respuesta de resistencia inducida (Durrantand Dong, 2004). Mientras que ISR es independiente del SA, y es dependiente de JA y ET, y el papel de las PR tiene un papel inductor, pero no acumulador (Van Wees et al., 1999).

Figura 9. Modos de acción de la SAR e ISR. Fuente: Vallad y Goodman, 2004

La resistencia inducida en plantas no es una respuesta activa de la planta, sino que más bien genera un estado de alerta, para que en futuros ataques de patógenos el sistema de defensa esté activado y responda de manera más eficiente, este fenómeno es también conocido como “efecto cebador” (Conrath et al., 2006; Jung et al., 2009). A continuación se detallan los diferentes tipos de agentes generadores de Resistencia sistémica. Biológicos Existen multitud de trabajos en los que se mencionan agentes biológicos capaces de generar una respuesta inducida contra los problemas poscosecha de la fruta, como los hongos

66

www.bibliotecahorticultura.com


1.4. Alternativas al control químico en poscosecha. Manejo integrado y ecológico

antagonistas (Ippolito et al., 2000; Tian et al., 2006; Janisiewicz et al., 2008; Droby et al., 2016; Spadaro y Droby, 2016). Dado que las respuestas de defensa en las plantas son complejas e implican barreras bioquímicas y estructurales, los mecanismos de los agentes de control biológico suelen ser múltiples (Figura 10). La primera es la secreción de enzimas líticas extracelulares, que atacan y degradan las hifas de los principales hongos patógenos Monilinia fructicola, Penicillium expansum y Rhizopus stolonifer (Chan y Tian, 2005). La segunda es la acumulación de proteínas PR en el huésped (Jijakli y Lepoivre, 1998) que son fuertes inductores de la respuesta a herida o infección por patógenos, y se acumulan abundantemente en el sitio de la infección, para contribuir a SAR (Ryals et al., 1996).

Figura 10.Mecanismos de acción de los hongos antagonistas Fuente: Trouvelot et al., 2008

Físicos Otro de los sistemas que desde hace más tiempo se conocen como inductores de la resistencia inducida son los agentes físicos, entre los que destaca la gestión eficiente de la temperatura (tanto alta como baja) (Tabla 3). En particular, el uso de las bajas temperaturas es uno de los sistemas más difundidos como sistema de control, el uso imperfecto de esta tecnología es una de las principales causas de pérdidas de producto en el sector (Romanazzi et al., 2016a). Por otro lado, los cambios en los tejidos de la fruta inducidos por los tratamientos de calor se han descritos en multitud de trabajos, como ya se ha expuesto en la primera parte de este documento. Y un ejemplo más de lo expuesto inicialmente, son los trabajos con melocotones tratados con agua caliente, en los que se ha observado una inhibición de los genes de la pared celular relacionados con la maduración, tales como ß-galacturonasas (BG), Pectin liasas (PL), poligalacturonasas (PG), y pectín metil esterasas (MPE), mientras que los genes relacionados con la eliminación de ROS, fenilalanina amonio liasa (PAL), chitinasas (CH) y las proteínas de shock térmico (HSP) muestran un incremento significativo de su expresión (Spadoni et al., 2014). De esta manera los tratamientos térmicos muestran una inducción de resistencia al frio y a los patógenos en varios tipos de frutos (Fallik, 2004; Lurie y Pedreschi, 2014).

www.bibliotecahorticultura.com

67


1. Bases de la tecnología poscosecha

Tabla 3. Tratamiento térmico de diferentes productos hortícolas para la erradicación y prevención de patógenos fúngicos. Fuente: Agricultural Research Service, 2016

Químicos -

68

Fitohormonas: Es bien conocido el control de las fitohormonas en el control de respuestas de defensa a patógenos y en la modulación de la resistencia inducida por plantas (Alkan y Fortes, 2015). Sobre estos puntos, el rol principal lo asumen SA, JA, ABA y ET (Fujita et al., 2006; Spoel y Dong, 2008). Recientemente, las GA, las AIA, los BR y las CK se han postulado como moduladores importantes de los mecanismos de defensa en plantas contra microorganismos (Robert-Seilaniantz et al., 2011). o El tratamiento con ácido salicílico induce la acumulación de ROS, los cuales tienen un efecto de eliminación de patógenos (Baker y Orlandi, 1995; Mittler et al., 2011). Además, el SA promueve la inducción de la síntesis y activación de la NADPH oxidasa, enzima clave en la explosión oxidativa respiratoria, un arma clave de las plantas frente a la lucha contra los patógenos (Liu et al., 2005; Ren et al., 2012; Dickman y Fluhr, 2013; Ge et al., 2015; Alkan et al., 2012). o La aplicación de JA y MeJA controla el decaimiento en multitud de especies de frutos. La aplicación poscosecha de estas hormonas vegetales al 0,01mM reduce el hongo verde en pomelo y en naranja (Porat et al., 2002). Los JA estimulan la

www.bibliotecahorticultura.com


1.4. Alternativas al control químico en poscosecha. Manejo integrado y ecológico

-

producción de las señales moleculares relacionadas con la resistencia y la acumulación de compuestos antimicrobianos, mientras que fortifican las barreras estructurales que restringen la infección por patógenos (Tian et al., 2007). Los tratamientos con MeJA inducen el incremento de la actividad PAL así como incrementan los contenidos de fenoles, flavoniodes, y antocianinas (Wang et al., 2009b). Elicitores ecológicos microbianos, distinguimos: o Efectores bacterianos: ▪ La harpina es una proteína ácida termoestable rica en glicina que fue descrita por primera vez producida por Erwinia amylovora, la cual causa el fuego bacteriano en Rosáceas. Ha demostrado generar un efecto hìpersensitivo en la inducción SAR en plantas (Baker y Orlandi, 1995), así como un efecto elicitor poscosecha en multitud de frutas y verduras (Bi et al., 2007). ▪ La oligandrina es una proteína relacionada con los elicitores, segregada por el hongo Pythium oligandrum. Se conoce su efecto en varias enfermedades en plantas derivados de su acción en la activación de la resistencia inducida (Wang et al., 2011a). o Efectores fúngicos ▪ El quitosano es un biopolímero derivado de la quitina, compuesto mayoritario de la pared celular de los hongos, con propiedades antimicrobianas que puede inducir la resistencia inducida en frutas y vegetales (El Ghaouth et al., 1992; Romanazzi et al., 2002) (Figura 11). Este polímero y sus derivados como el oligoquitosano y el glicolquitosano, se puede usar en solución acuosa, en polvo o en revestimientos comestibles (Romanazzi et al., 2016b). La aplicación del quitosano y sus derivados tienden a suprimir las podredumbre de almacenamiento en multitud de productos, fresa (El Ghaouth et al., 1992; Reddy et al., 2000), cereza (Feliziani et al., 2013a), cítricos (Fajardo et al., 1998; Zeng et al., 2011), manzanas (Felipini y Di Piero, 2009), plátanos (Meng et al., 2012), uva de mesa (Romanazzi et al., 2002; Meng et al., 2008), y tomates (Liu et al., 2007; Badawy y Rabea, 2009), y otros mucho vegetales (Miranda-Castro, 2016). Actuando de múltiples maneras, como demuestran los estudios, sobre su capacidad de inducción de resistencia inducida (Romanazzi et al., 2016b).

Figura 11. Estructura molecular del quitosano. Fuente: Lárez Cristóbal, 2003

Los compuestos orgánicos volátiles microbianos (MVOCs, por sus siglas en inglés Microbial Volatile Organic Compounds) son una mezcla de compuestos con base de carbono que son altamente volátiles o son gaseosos (Morath et al., 2012) (Figura 12). Los hongos, las levaduras y

www.bibliotecahorticultura.com

69


1. Bases de la tecnología poscosecha

bacterias producen MVOCs como metabolitos primarios y secundarios (Jijakli y Lepoivre, 1998; Korpi et al., 2009). Los MVOCs muestran un gran potencial como biofortificantes y están generando gran interés en la última década, principalmente porque se producen de manera natural sin necesidad de síntesis química (Li et al., 2015a). Los MVOCs pueden funcionar como moléculas señal o reguladores de algunas funciones fisiológicas, entre los que se incluyen la inducción de la resistencia sistémica frente a patógenos (Ryu et al., 2004). Algunos mecanismos de defensa activados por biocontrol microbiano se inducen en frutos y hojas por MVOCs, entre los que se incluyen la producción de fitoalexinas, proteínas PR, e inhibidores proteicos (Conrath et al., 2006; Li et al., 2012c).

Figura 12. Compuestos orgánicos volátiles microbianos. Fuente: Kanchiswamy et al. 2015.

3.7. Métodos de estrategias Generalmente las técnicas de preservación de la calidad se han basado en la prevención del acceso de los microorganismos en los productos, la inactivación, la ralentización o inhibición de su crecimiento. En los países industrializados y desarrollados se utiliza la combinación de varios factores como medida de mantenimiento de la seguridad, la estabilidad, y la garantía de la calidad alimentaria (Siddiqui et al., 2016). El uso de tecnologías sencillas y de bajo costo para la conservación de frutas mediante técnicas de "barreras" o "hurdle technology" se basa en la aplicación simultánea de varios factores de conservación simultáneos que ofrecen resistencia a la infección de los hongos y que juntos ejercen una acción sinérgica contra la infección y desarrollo de los patógenos (Leistner, 2002).

Figura 13. Tecnologías barrera Fuente: Wisniewski et al., 2016

70

www.bibliotecahorticultura.com


1.4. Alternativas al control químico en poscosecha. Manejo integrado y ecológico

4. No olvidar Finalmente, hay que puntualizar que la Poscosecha eco no termina con la no utilización de químicos poscosecha, sino que va más allá, compete a todos los entes que rodean la cadena productiva basada en un respeto por el entorno sin crear subproductos que lo pueda alterar o dañar, creando una filosofía productiva que sume a la preservación del entorno. Por ello, existen prácticas encaminadas a ello, como la utilización de refrigerantes eco (como amoniaco o adiabático) frente a los convencionales fluorocarbonos, así como la obtención de energías de fuentes renovables, deben ser el enfoque para seguir.

Bibliografía Agricultural Research Service Agriculture Handbook Number 66. Revised February 2016 The Commercial Storage of Fruits, Vegetables, and Florist and Nursery Stocks. Alkan, N., Fluhr, R., Prusky, D., (2012). Ammonium secretion during Colletotrichum coccodes infection modulates salicylic and jasmonic acid pathways of ripe and unripe tomato fruit. Mol. PlantMicrobe Interact. 25, 85–96. Baker, C.J., Orlandi, E.W., (1995). Active oxygen in plant pathogenesis. Annu. Rev. Phytopathol. 33, 299–321. Bi, Y., Li, Y., Ge, Y., (2007). Induced resistance in postharvest fruits and vegetables by Chemicals and its mechanism. Stewart Postharvest Rev. 3, 1–7. Chan, Z.L., Tian, S.P., (2005). Interaction of antagonistic yeasts against postharvest pathogens of apple fruit and possible mode of action. Postharvest Biol. Technol. 36, 215–223. Chen, H., Cheng, Z., Wisniewski, M., Liu, Y., & Liu J. (2015). Ecofriendly hot water treatment reduces postharvest decay and elicits defense response in kiwifruit. Environmental Science and Pollution Research, 22, 15037-15045. Conrath, U., Beckers, G.J.M., Flors, V., Garcıa-Agustın, P., Jakab, G., Mauch, F., Newman, M.A., Pieterse, C.M.J., Poinssot, B., Pozo, M.J., Pugin, A., Schaffrath, U., Ton, J., Wendehenne, D., Zimmerli, L., Mauch-Mani, B., (2006). Priming: getting ready for battle. Mol. Plant Microbe Interact. 19, 1062–1071. Cruz-Mendívil, A., López-Valenzuela, J. A., Calderón-Vázquez, C. L., Vega-García, M. O., ReyesMoreno, C., Valdez-Ortiz, A. (2015). Early transcriptional responses to chilling stress in tomato fruit with hot water pre-treatment. Postharvest Biology and Technology, 109, 137-144. Dickman, M.B., Fluhr, R., (2013). Centrality of host cell death in plant-microbe interactions. Annu. Rev. Phytopathol. 51, 543–570. Dos Santos, R. S.; Arge, L. W. P.; Costa, S. I.; Machado, N. D.; de MelloFarias, P. C.; Rombaldi, C. V. and de Oliveira, A. C. 2015. Genetic regulation and the impact of omics in fruit ripening. Plant Omics. 8(2):78-88. Droby, S., Wisniewski, M., Teixidó, N., Spadaro, D., Jijakli, H.M., (2016). The science, development, and commercialization of postharvest biocontrol products. Postharvest Biol. Technol. (in this issue). Durrant, W., Dong, X., (2004). Systemic acquired resistance. Annu. Rev. Phytopathol. 42, 185– 209.

www.bibliotecahorticultura.com

71


1. Bases de la tecnología poscosecha

El Ghaouth, A., Arul, J., Grenier, J., Asselin, A., (1992). Antifungal activity of chitosan on two Postharvest pathogens of strawberry fruits. Phytopathology 82, 398–402. Fajardo, J.E., McCollum, T.G., McDonald, R.E., Mayer, R.T., (1998). Differential induction of proteins in orange flavedo by biologically based elicitors and challenged by Penicillium digitatum Sacc. Biol. Control 13, 143–151. Fallik, E. (2004). Prestorage hot water treatments (immersion, rinsing and brushing). Postharvest Biology and Technology, 32, 125-134. Felipini, R.B., Di Piero, R.M., (2009). Reduction of the severity of apple bitter rot by fruit immersion in chitosan. Pes. Agropec. Bras. 44, 1591–1597. Feliziani, E., Santini, M., Landi, L., Romanazzi, G., (2013). Pre- and postharvest treatment with alternatives to synthetic fungicides to control postharvest decay of sweet cherry. Postharvest Biol. Technol. 78, 133–138. Ge, Y., Deng, H., Bi, Y., Li, C., Liu, Y., Dong, B., (2015). Postharvest ASM dipping and DPI pretreatment regulated reactive oxygen species metabolism in muskmelon (Cucumis melo L.) fruit. Postharvest Biol. Technol 99, 160–1167. Ippolito, A., El Ghaouth, A.E., Wilson, C.L., Wisniewski, M., (2000). Control of postharvest decay of apple fruit by Aureobasidium pullulans and induction of defense responses. Postharvest Biol. Technol. 19, 265–272. Janisiewicz, W., Bastos Periera, I., Almeida, M.S., Roberts, D.P., Wisniewski, M., Kurtenbach, E., (2008). Improved biocontrol of fruit decay fungi with Pichia Pastoris recombinant strains expressing Psd1 antifungal peptide. Postharvest Biol. Technol. 47, 218–225. Jijakli, M.H., Lepoivre, P., (1998). Characterization of an exo-b-1,3-glucanase produced by Pichia anomala strain K, antagonist of Botrytis cinerea on apples. Phytopathology 88, 335–343. Jung, H.W., Tschaplinski, T.J., Wang, L., Glazebrook, J., Greenberg, J.T., (2009). Priming in systemic plant immunity. Science 324, 89–91. Kanchiswamy, Chidananda & Malnoy, Mickael & Maffei, Massimo. (2015). Chemical diversity of microbial volatiles and their potential for plant growth and productivity. Frontiers in Plant Science. 6. 10.3389/fpls.2015.00151. Korpi, A., Järnberg, J., Pasanen, A., (2009). Microbial volatile organic compounds. Crit. Rev. Toxicol. 39, 139–193. Lamúa, M. 2000. Aplicación del fría a los alimentos. Instituto del Frío de Madrid. Primera edición. Madrid, España. Lara, M. V., Borsani, J., Budde, C. O., Lauxmann, M. A., Lombardo, V. A., Murray, R., et al. (2009). Biochemical and proteomic analysis of ‘Dixiland’ peach fruit (Prunus persica) upon heat treatment. Journal of Experimental Botany, 60, 4315-4333. Lárez Cristóbal . Algunos usos del quitosano en sistemas acuosos. Revista Iberoamericana de Políme-ros Volumen 4(2) ( 2003) 91-109. Leistner, L., (2002). Hurdle technology. In: Juneja, V.K., Sofos, J.N. (Eds.), Control of Foodborne Microorganisms. Marcel Dekker, Inc, Basel, Switzerland, pp. 493–508. Li, X., Bi, Y., Wang, J.J., Dong, B., Li, H., Gong, D., Zhao, Y., Tang, Y., Yu, X., Shang, Q., (2015). BTH treatment caused physiological: biochemical and proteomic changes of muskmelon (Cucumis melo L.) fruit during ripening. J. Prot. 120, 179–193. Li, Q.L., Ning, P., Zheng, L., Huang, J.B., Li, G.Q., Hsiang, T., (2012). Effects of volatile substances of Streptomyces globisporus JK-1 on control of Botrytis cinerea on tomato fruit. Biol. Control. 61, 113–120.

72

www.bibliotecahorticultura.com


1.4. Alternativas al control químico en poscosecha. Manejo integrado y ecológico

Liu, H.X., Jiang, W.B., Bi, Y., Luo, Y.B., (2005). Postharvest BTH treatment induces resistance of peach (Prunus persica L. cv. Jiubao) fruit to infection by Penicillium expansum and enhances activity of fruit defense mechanisms. Postharvest Biol. Technol. 35, 263–269. Liu, J., Sui, Y., Wisniewski, M., Droby, S., & Liu, Y. (2013). Review: utilization of antagonistic yeasts to manage postharvest fungal disease of fruit. International Journal of Food Microbiology, 167, 153-160. Liu, J., Sui, Y., Wisniewski, M., Droby, S., Tian, S., Norelli, J., et al. (2012). Effect of heat treatment on inhibition of Monilinia fructicola and induction of disease resistance in peach fruit. Postharvest Biology and Technology, 65, 61-68. Liu, J., Tian, S.P., Meng, X.H., Xu, Y., (2007). Effects of chitosan on control of postharvest diseases and physiological responses of tomato fruit. Postharvest Biol. Technol. 44, 300–306. Luria, N., Sela, N., Yaari, M., Feygenberg, O., Kobiler, I., Lers A., et al. (2014). De-novo assembly of mango fruit peel transcriptome reveals mechanisms of mango response to hot water treatment. BMC Genomics, 15, 957. Lurie, S., Pedreschi, R., (2014). Fundamental aspects of postharvest heat treatments. Hortic. Res. 1, 14030. Meng, X.C., Tang, Y.X., Zhang, A.Y., Huang, X.M., Zhang, Z.Q., (2012). Effect of oligochitosan on development of Colletotrichum musae in vitro and in situ and its role in protection of banana fruits. Fruits 67, 147–155. Meng, X.H., Li, B.Q., Liu, J., Tian, S.P., (2008). Physiological responses and quality attributes of table grape fruit to chitosan preharvest spray and postharvest coating during storage. Food Chem. 106, 501–508. Morath, S., Hung, R., Bennett, J., (2012). Fungal volatile organic compounds: a review with emphasis on their biotechnological potential. Fungal Biol. Rev. 26, 73–83. Porat, R., McCollum, T.G., Vinokur, V., Droby, S., (2002). Effects of various elicitors on the transcription of a b-1,3-endoglucanase gene in citrus fruit. J. Phytopathol. 150, 70–75. Reddy, B.M.V., Belkacemi, K., Corcuff, R., Castaigne, F., Arul, J., (2000). Effect of preharvest chitosan sprays on post-harvest infection by Botrytis cinerea and quality of strawberry fruit.Postharvest Biol. Technol. 20, 39–51. Ren, Y.L., Wang, Y.F., Bi, Y., Ge, Y.H., Wang, Y., Fan, C.F., Li, D.Q., Deng, H.W., (2012). Postharvest BTH treatment induced disease resistance and enhanced reactive oxygen species metabolism in muskmelon (Cucumis melo L.) fruit. Eur. Food Res. Technol 234, 963–971. Robert-Seilaniantz, A., Grant, M., Jones, J.D., (2011). Hormone crosstalk in plant disease and defense: more than just jasmonate-salicylate antagonism. Annu. Rev. Phytopathol. 49, 317–343. Romanazzi, G., Feliziani, E., Bautista-Baños, S., Sivakumar, D., (2016a). Shelf life extension of fresh fruit and vegetables by chitosan treatment. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. doi:http://dx.doi.org/10.1080/10408398.2014.900474. Romanazzi, G., Nigro, F., Ippolito, A., (2008). Effectiveness of a short hyperbaric treatment to control postharvest decay of sweet cherries and table grapes. Postharvest Biol. Technol. 49, 440–442. Romanazzi, G., Smilanick, J.L., Feliziani, E., Droby, S., (2016b). Integrated management of postharvest gray mold on fruit crops. Postharvest Biol. Technol. 113 69–76. Ryals, J.A., Neuenschwander, U.H., Willits, M.G., Molina, A., Steiner, H., Hunt, M.D., (1996). Systemic acquired resistance. Plant Cell 8, 1809–1819.

www.bibliotecahorticultura.com

73


1. Bases de la tecnología poscosecha

Ryu, C., Farag, A., Hu, C., Reddy, M., Kloepper, J., Paré, P., (2004). Bacterial volatiles induce systemic resistance in Arabidopsis. Plant Physiol. 134, 1017–1026. Siddiqui M. W. Eco-Friendly Technology for Postharvest Produce Quality. 1st Edition (2016). Bihar Agricultural University, Department of Food Science and Postharvest Technology, Sabour, Bhagalpur, Bihar, India. eBook ISBN: 9780128043844. Paperback ISBN: 9780128043134 Sivakumar, D., & Bautista-Baños, S. (2014). A review on the use of essential oils for postharvest decay control and maintenance of fruit quality during storage. Spadaro, D., Droby, S., (2016). Development of biocontrol products for postharvest diseases of fruit: the importance of elucidating the mechanisms of action of yeast antagonists. Trends Food Sci. Technol. 47, 39–49. Spadoni, A., Guidarelli, M., Phillips, J., Mari, M., & Wisniewski, M. (2015). Transcriptional profiling of apple fruit in response to heat treatment: Involvement of a defense response during Penicillium expansum infection. Postharvest Biology and Technology, 101, 37-48. Spadoni, A., Guidarelli, M., Sanzani, S.M., Ippolito, A., Mari, M., (2014). Influence of hot water treatment on brown rot of peach and rapid fruit response to heat stress. Postharvest Biol. Technol. 94, 66–73. Spoel, S.H., Dong, X., (2008). Making sense of hormone crosstalk during plant immune responses. Cell Host Microbe 3, 348–351. Sui, Y., Droby, S., Zhang, D., Wang, W., & Liu, Y. (2014). Reduction of Fusarium rot and maintenance of fruit quality in melon using ecofriendly hot water treatment. Environmental Science and Pollution Research, 21, 13956-13963. Sui, Y., Wisniewski, M., Droby, S., Norelli, J., Liu, J., (2016). Recent advances and current status of the use of heat treatments in postharvest disease management systems: Is it time to turn up the heat? Trends in Food Science & Technology, doi: 10.1016/j.tifs.2016.03.004. Tian, S.P., Wan, Y.K., Qin, G.Z., Xu, Y., (2006). Induction of defense responses against Alternaria rot by different elicitors in harvested pear fruit. Appl. Microbiol. Biotechnol. 70, 729– 734. Tian, S.P., Yao, H.J., Deng, X., Xu, X.B., Qin, G.Z., Chan, Z.L., (2007). Characterization and expression of b-1,3-glucanase genes in jujube fruit induced by the biocontrol microbial agent, Cryptococcus laurentii. Phytopathology 97, 260–268. Thompson, J. F., F. G. Mitchell. T. R. Rumsey, R. F. Kasmire and C. C. Crisosto. 1998. Commercial cooling of fruits, vegetables, and flowers. Univ. Calif. DANR Pub. No. 21567 Trouvelot, S., Varnier, A., Allègre, A., Mercier, L., Baillieul, F., Arnould, C., Gianinazzi-Pearson, V., Klarzynski, O., Joubert, M., Pugin, A., Daire, X. 2008. A β-1.3 glucan sulfate induces resistance in grapevine against Plasmopara viticola through priming of defense responses, including HR-like cell death. Molecular Plant–Microbe Interactions 21: 232–243. Van-amerongen.com/es/pallet Van Wees, S.M., Luijendijk, M., Smoorenburg, I., van Loon, L., Pieterse, C.J., (1999). Rhizobacteria-mediated induced systemic resistance (ISR) in Arabidopsis is not Associated with a direct effect on expression of known defense-related genes but stimulates the expression of the jasmonate-inducible gene Atvsp upon challenge. Plant Mol. Biol.41, 537–549. Vallad G.E. and Goodman R.M. Systemic Acquired Resistance and Induced Systemic Resistance in Conventional Agriculture. Published in Crop Sci. 44:1920–1934 (2004).

74

www.bibliotecahorticultura.com


1.4. Alternativas al control químico en poscosecha. Manejo integrado y ecológico

Wang, A.Y., Lou, B.G., Xu, T., (2011). Defense responses in tomato fruit induced by oligandrin against Botrytis cinerea. Afr. J. Biotechnol. 10, 4596–4601. Wang, K., Jin, P., Cao, S., Shang, H., Yang, Z., Zheng, Y., (2009). Methyl jasmonate reduces decay and enhances antioxidant capacity in Chinese bayberries. J. Agric. Food Chem. 57, 5809– 5815. Watada, A. E.; Herner, R. C.; Kader, A. A.; Romani, R. J. and Staby, G. L. 1984. Terminology for the description of developmental stages of horticultural crops. HortSci. 19(1):20-21. M. Wisniewski, et al., (2016). Alternative management technologies for postharvest disease control: The journey from simplicity to complexity, Postharvest Biol. Technol. Yun, Z., Gao, H., Liu, P., Liu, S., Luo, T., Jin, S., et al. (2013). Comparative proteomic and metabolomic profiling of citrus fruit with enhancement of disease resistance by postharvest heat treatment. BMC Plant Biology, 13, 44. Zheng, Y., Sheng, J.P., Zhao, R.R., (2011). Preharvest L-arginine treatment induced postharvest disease resistance to Botrytis cinerea in tomato fruits. J. Agric. Food Chem. 59, 6543–6549

www.bibliotecahorticultura.com

75



1.5. PREENFRIADO, CONSERVACIÓN FRIGORÍFICA Y MANEJO DE GASES 1.5.1. Aplicaciones de bajas temperaturas en frutas y hortalizas frescas Mª Dolores Ortolá Ortolá mdortola@tal.upv.es Universitat Politècnica de València

Índice 1. 2. 3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 5.

Introducción Ventajas de la reducción de la temperatura Inconvenientes de la reducción de la temperatura Sistemas de preenfriamiento Enfriamiento por aire Preenfriamiento por agua (Hidrocooling) Preenfriamiento a vacío (Vacuum cooling) Sistema de conservación

78 78 79 82 83 84 84 85

Resumen Las frutas y hortalizas frescas son productos muy estacionales y perecederos como consecuencia de su actividad metabólica. Sin embargo, la necesidad de suministro de frutas y hortalizas en lugares relativamente lejanos de las zonas de producción, junto con la necesidad de aumentar la oferta en períodos más largos, hacen necesario el desarrollo de técnicas que permitan disminuir las pérdidas y aumentar su vida comercial útil. Durante los últimos años se han producido muchos cambios en el envasado, manipulación, transporte, comercialización y distribución de estos productos, siendo la forma más habitual de incrementar la vida de conservación y comercialización de las frutas y hortalizas la manipulación de las condiciones ambientales que rodean los productos. De todos los factores a controlar, es la temperatura el más importante. El uso de temperaturas bajas, pero suficientemente altas como para que no supongan la congelación de los tejidos vegetales (entre 0 y -2℃), constituye actualmente el método más habitual para asegurar la conservación de productos hortofrutícolas para el consumo en fresco. En este capítulo se expondrán las ventajas e inconvenientes de la exposición a bajas temperaturas de frutas y hortalizas, así como los sistemas más habituales para llevar a cabo el enfriamiento.

77


1. Bases de la tecnología poscosecha

1. Introducción Las frutas y hortalizas frescas son productos muy estacionales y perecederos como consecuencia de su actividad metabólica. Sin embargo, la necesidad de suministro de frutas y hortalizas en lugares relativamente lejanos de las zonas de producción, junto con la necesidad de aumentar la oferta en períodos más largos, hacen necesario el desarrollo de técnicas que permitan disminuir las pérdidas y aumentar su vida comercial útil. Durante los últimos años se han producido muchos cambios en el envasado, manipulación, transporte, comercialización y distribución de estos productos, siendo la forma más habitual de incrementar la vida de conservación y comercialización de las frutas y hortalizas la manipulación de las condiciones ambientales que rodean los productos. De todos los factores a controlar, es la temperatura el más importante. El uso de temperaturas bajas, pero suficientemente altas como para que no supongan la congelación de los tejidos vegetales (entre 0 y -2℃), constituye actualmente el método más habitual para asegurar la conservación de productos hortofrutícolas para el consumo en fresco.

2. Ventajas de la reducción de la temperatura La intensidad respiratoria de un fruto determina su vida útil, de forma que productos con altas tasas respiratorias tienen vida útil corta (por ejemplo, unas fresas), mientras que, a menores tasas respiratorias, mayor es su vida útil. Si bien la intensidad respiratoria depende de la especie y variedad, la temperatura juega también un papel muy importante. Así, al aumentar la temperatura, la intensidad respiratoria aumenta según una ley exponencial. De forma general, la velocidad de las reacciones bioquímicas, y entre ellas la intensidad respiratoria, se reduce a la mitad cuando la temperatura de almacenamiento desciende 10℃. Por otra parte, los microorganismos representan una causa potencial de alteración para frutas y hortalizas, principalmente hongos (Alternaria, Rhizopus, Penicillium, etc.) y también algunas bacterias (Pseudomonas, etc.). El crecimiento microbiano es dependiente de la temperatura, de forma que el máximo de crecimiento se produce a unas temperaturas comprendidas entre 22 y 27℃, según las especies, mientras que a temperaturas cercanas a -10℃ se detiene su crecimiento. Por lo tanto, cuando la temperatura de conservación de un producto sea cercana a 0º no se puede asegurar que no exista crecimiento microbiano. La representación gráfica del crecimiento microbiano frente al tiempo tiene una forma sigmoide que consta de varias fases: (1) fase de inducción, más o menos larga, en la que el crecimiento del microorganismo está ralentizado y (2) fase exponencial, en la que el crecimiento y desarrollo es muy rápido. La disminución de las temperaturas de conservación produce un retraso en el comienzo de la fase exponencial y por la tanto en la aparición de podredumbres. Por tanto, las temperaturas de refrigeración, si bien no evitan el crecimiento de la mayor parte de hongos y bacterias, si logran retrasar la aparición de la fase aguda de la infección y de los síntomas que provocan el deterioro del fruto. Tanto la producción de etileno, hormona responsable del avance de la maduración, como la sensibilidad de los frutos a la presencia de etileno de etileno exógeno, se acentúa con el

78

www.bibliotecahorticultura.com


1.5. Preenfriado, conservación frigorífica y manejo de gases

aumento de la temperatura, por lo que temperaturas de refrigeración ralentizan la maduración y, por tanto, aumentan la vida útil. Cualquier daño mecánico sobre un fruto se traduce en una pérdida de agua a través de heridas, son vías de acceso de patógenos, acelera la respiración y acelera la producción de etileno, por lo que la maduración del fruto será más rápida y su vida útil más corta. En este sentido, cabe diferenciar entre tipos de daños mecánicos, siendo los más importantes los daños por compresión efectuados sobre todo durante el transporte y almacenamiento a granel, los daños por impacto en cintas transportadoras, sistemas de clasificación, etc., y los daños por vibración, por ejemplo, durante el transporte. Si bien el nivel del daño depende de numerosos factores, como el cultivar, características de la piel, grado de hidratación celular, estado de madurez, tamaño y peso, la temperatura también ejerce un papel importante, de forma que, a bajas temperaturas, en general, los frutos son menos resistentes a la compresión e impacto y más resistentes a vibración. En resumen, un buen manejo de la temperatura es el factor más importante para retrasar el deterioro de los productos, ya que trabajando a una temperatura óptima del producto se consigue: -

-

Reducir la velocidad de respiración Reducir la producción de etileno Disminuir la sensibilidad al etileno Retrasar la maduración y senescencia Mantener la calidad del producto (color, textura, etc.) Reducir el desarrollo de algunos microorganismos

3. Inconvenientes de la reducción de temperatura Sin embargo, también la reducción de la temperatura puede presentar una serie de desventajas, tales como, aparición de síntomas de daños por frío, mayor sensibilidad a otras fisiopatías y maduración anormal. Desde hace tiempo se conoce que diversos productos hortofrutícolas responden desfavorablemente al empleo de bajas temperaturas. Esto es lo que se denomina "daños por frío" o según el término anglosajón "Chilling Injury". En general, los productos más sensibles a los daños por frío son aquellos que provienen de zonas tropicales o subtropicales, tales como aguacate, plátano, cítricos, papaya, melón, pepino, berenjena, calabaza, piña, calabacín, patata y algunas variedades de melocotón, manzana, y ciruela. Los daños por frío en estas especies se pueden producir en cualquier momento, en la germinación, durante el desarrollo, transporte, almacenamiento e incluso en la nevera del consumidor. La exposición de estos frutos a bajas temperaturas (generalmente por debajo de 5-6 ℃) induce diferentes cambios a nivel celular, denominados daños primarios, que pueden ser de diferentes

www.bibliotecahorticultura.com

79


1. Bases de la tecnología poscosecha

tipos: incremento de la concentración de calcio en el citosol, variación conformacional de enzimas, cambios estructurales a nivel celular y/o transición de lípidos de las membranas celulares. Estos daños primarios, a su vez, se traducirán en los llamados daños secundarios, tales como, aumentos en la producción etileno, cambios en la actividad respiratoria, pérdidas de agua, pérdida de solutos intracelulares, aumentos en la permeabilidad de las membranas y producción enzimas responsables de pardeamientos. Es importante la diferenciación entre daños primarios y secundarios, pues mientras que los primeros son reversibles, los segundos son irreversibles. Un fruto que solo haya sufrido daños primarios puede recuperar sus estructuras celulares aumentado de nuevo su temperatura, pero si ya ha empezado a sufrir daños secundarios, el daño será irreparable, puesto que estos últimos cambios se traducen en síntomas visibles del daño. Los síntomas generalmente se hallan localizados en ciertas zonas, indicando que existen en el producto tejidos más sensibles que otros. Así, en algunos productos los síntomas son únicamente internos y no afectan a la superficie, mientras que en otros afectan solo a la superficie del producto. Estos síntomas pueden ser de diferente tipo, siendo los más importantes: a) Aparición de lesiones en la superficie, con formación de depresiones secas (Figura 1), áreas pardeadas o acuosas (Figura 2). En general, estos síntomas se agravan como consecuencia de la combinación con una manipulación incorrecta (daños mecánicos y condiciones ambientales adversas). Estos síntomas visibles se aceleran y acentúan una vez que el producto es trasladado a temperaturas más elevadas.

Figura 1. Daño por frío en cítricos Fuente: http://www.tecnicoagricola.es/sintomas-de-frio-en-citricos/

Figura 2. Escaldado en pimiento Fuente: http://www.fao.org/3/Y4893S/y4893s06.htm

b) Pardeamientos internos debidos a la pérdida de la estructura celular y descompartimentación celular, produciéndose un contacto entre substratos y enzimas que provocan la aceleración de reacciones de pardeamiento en el interior del producto (Figura 3).

80

www.bibliotecahorticultura.com


1.5. Preenfriado, conservación frigorífica y manejo de gases

Figura 3. Pardeamientos internos en berenjena, piña y pera Fuente: Berenjena (http://postharvest.ucdavis.edu/Commodity_Resources/Fact_Sheets/Datastores/Vegetables_English/?ui d=15&ds=799); piña (https://ucanr.edu/repository/view.cfm?article=83620%20&groupid=9) y pera (https://vmasseyors.blogspot.com/2013/06/determinacion-de-problemas.html)

c) Pérdida de jugosidad: por la degradación incompleta de las pectinas y formación de geles entre las pectinas de alto peso molecular y el agua libre (Figura 4).

Figura 4. Harinosidad en melocotón. Fuente: http://vmasseyors.blogspot.com/2011/07/frutos-de-hueso-melocotonduraznos.html

d) Alteración del metabolismo. Se produce un aumento anormal de la respiración y en algunas ocasiones, también un aumento de la producción de etileno. Este efecto puede observarse en algunos casos durante la conservación frigorífica, pero ocurre siempre tras el traslado del producto a temperatura ambiente. e) Aceleración de la senescencia. Los daños por frío aceleran la pérdida de clorofila, el ablandamiento del producto, las pérdidas de peso, etc. f) Aumento de la susceptibilidad a las podredumbres. Debido a todos los cambios producidos por el frío, se produce un medio adecuado para el desarrollo de microorganismos, que proliferan rápidamente. Generalmente son microorganismos débiles que acompañan al producto sano pero que no son capaces de desarrollarse en el mismo hasta que está dañado. Un ejemplo claro es la podredumbre debida a Alternaria en tomate. g) Incapacidad para madurar. En el caso de los productos climatéricos recolectados con madurez fisiológica y conservados a baja temperatura, si se producen daños por frío de cierta gravedad, pueden perder la posibilidad de madurar de forma normal. De esta forma no desarrollarán el sabor y aroma característico ni el resto de los cambios bioquímicos deseables. Además, se pueden desarrollar sabores y olores extraños. Existen diversos métodos para prevenir o aliviar los daños por frío y la aparición de síntomas: a) Acondicionamiento de la fruta. En algunos productos sensibles a las bajas temperaturas se puede realizar un acondicionamiento del producto a temperatura más elevada, antes

www.bibliotecahorticultura.com

81


1. Bases de la tecnología poscosecha

b)

c)

d)

e)

f) g)

h)

de introducirlo en la cámara frigorífica. De esta forma, se procura al producto una protección durante un tiempo, que ralentiza la aparición de daños. Calentamientos intermitentes. Consiste en interrumpir la conservación frigorífica de los productos sensibles al frío, transfiriéndolos a temperaturas más elevadas durante cortos períodos de tiempo, para volver de nuevo el producto a la cámara de frigoconservación. De esta forma se paralizan los procesos que dan lugar a los daños secundarios y con ello, la aparición de síntomas. Enfriamiento en cascada. Es conveniente enfriar los productos sensibles al frío en una secuencia más lenta que permita que los mismos se vayan aclimatando a las bajas temperaturas. Este sistema, que no funciona bien en todos los casos, es, sin embargo, efectivo en otros. Estos métodos, no son operativos en la mayoría de los casos, sobre todo cuando se manipulan grandes cantidades de productos. Otros métodos, previos a la introducción del producto en las cámaras, pueden ser más aceptables y sencillos de utilizar como: La utilización de recubrimientos céreos o films. Los recubrimientos mantienen el producto a una temperatura ligeramente más elevada que la temperatura de la cámara y además mantienen la humedad del producto. Lógicamente, su efectividad depende de la temperatura y del tiempo de exposición. Tratamientos químicos con arginina, ácido salicílico, giberelinas, etileno, entre otros, previos al enfriamiento, parecen ser efectivos para reducir los daños por frío Preacondicionamiento con CO2. Tratamientos en cámaras con altas concentraciones de CO2 durante cortos períodos de tiempo pueden disminuir los daños por frío en algunas frutas como caquis y papaya. Desarrollo mediante selección o modificación genética de productos más resistentes a las bajas temperaturas, pero de características y calidad similares a los sensibles.

4. Sistemas de preenfriamiento En algunos productos, fundamentalmente hortalizas, es necesario efectuar una correcta manipulación y un adecuado enfriamiento justo después de la recolección para asegurar que su calidad se mantenga hasta el momento del consumo. La prerefrigeración de frutas y hortalizas consiste en la extracción del calor que contienen tan rápidamente como sea posible después de la recolección, y reducir su temperatura a niveles adecuados para el transporte o conservación frigorífica. Esta técnica constituye el primer factor aplicable para ralentizar los procesos biológicos y permite reducir el progreso de la senescencia y el desarrollo de daños y alteraciones. En general, la necesidad de preenfriamiento está íntimamente relacionada con la actividad fisiológica. Así, en productos con elevada actividad, y, por tanto, extremadamente perecederos el enfriamiento debe aplicarse en el menor tiempo posible después de la recolección, tales como: -

82

Hortalizas: verduras de ensalada, espárragos, judías, alcachofas, coles de bruselas, col, apio, zanahoria, guisantes, etc. Frutas: frutas de hueso, bayas, cerezas, frutas tropicales, etc.

www.bibliotecahorticultura.com


1.5. Preenfriado, conservación frigorífica y manejo de gases

En productos de actividad fisiológica moderada, con vida útil de semanas, por ejemplo, los cítricos, la aplicación de preenfriamiento es aconsejable, mientras que, en productos de baja actividad, no es necesario utilizar sistemas de preenfriamiento. Por tanto, la velocidad de enfriamiento del producto es uno de los principales factores a tener en cuenta a la hora de determinar el mejor sistema de enfriamiento para un producto determinado. La rapidez en el enfriamiento es función de la eficacia del sistema utilizado, pero también de otros factores, como: -

Tipo y dimensiones del producto Facilidad de penetración del medio refrigerante Diferencia de temperatura entre el producto y el medio refrigerante Naturaleza y velocidad del medio refrigerante

Los sistemas de prerrefrigeración más ampliamente utilizados en la actualidad se clasifican en función del medio de enfriamiento utilizado, lo que da lugar a sistemas más o menos rápidos, siendo los más lentos los que utilizan aire a baja temperatura, seguidos de los sistemas de enfriamiento con agua fría y por, por último, los que emplean bajas presiones, siendo estos últimos lo más rápidos. 4.1. Enfriamiento por aire El enfriamiento del producto se realiza con aire a baja temperatura. Es el sistema más ampliamente utilizado, pero el más lento. La eficacia del sistema depende de la facilidad para la transferencia de calor entre el producto y el aire, por lo que se debe facilitar el contacto entre el aire y el producto. En este sentido, el incremento de la velocidad del aire como medio para incrementar el coeficiente superficial de transferencia de calor es uno de los factores más importantes a controlar en el sistema. El preenfriamiento por aire puede realizarse en diferentes instalaciones: a) Cámaras frigoríficas convencionales, en las que el aire debe circular con una velocidad mínima de 1-2 m/s para que se produzca el intercambio necesario de calor entre el producto y el aire. El enfriamiento en estas cámaras presenta la ventaja de utilizar las instalaciones existentes para la conservación, sin embargo, para preenfriamiento se requiere menor densidad de estiba (100-150 kg/m3) que para el almacenamiento (230250 kg/m3). Este sistema sólo es aceptable para productos que toleren un enfriamiento lento. b) Túneles de preenfriamiento (Figura 5). Son cámaras de dimensiones más reducidas que las de almacenamiento, con un adecuado diseño para la canalización del aire a través del producto. En estas instalaciones se realiza un rápido llenado, poseen una potencia frigorífica 3-4 veces superior a las cámaras de conservación de igual volumen, y la velocidad del aire debe ser de 2-5 m/s e incluso superior. En estas condiciones se alcanza una distribución de temperatura homogénea y una importante reducción de los tiempos de enfriamiento.

www.bibliotecahorticultura.com

83


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 5. Túnel de preenfriamiento Fuente: https://www.mundohvacr.com.mx/2013/06/enfriamiento-por-aire-forzado/

4.2. Preenfriamiento por agua (Hidrocooling) Para su aplicación se someten los productos al contacto con agua fría, a la temperatura deseada, mediante inmersión o pulverización. El agua es un elemento muy buen transmisor de calor porque posee un calor específico elevado y los coeficientes de transmisión de calor que se obtienen son muy altos. Estas propiedades del agua aportan diferentes ventajas: -

Tiempos de enfriamiento mucho más cortos que en el enfriamiento con aire Reducción de la pérdida de peso por evaporación superficial del agua del producto: en algunos productos se puede producir incluso un incremento de peso por rehidratación. Permite ser incluido en la línea de manipulación, reduciéndose los tiempos necesarios para su comercialización.

A diferencia de la prerefrigeración con aire, no se puede aplicar este sistema a todos los productos, pues se pueden presentar diferentes inconvenientes: -

Exige disponibilidad de agua abundante y a coste moderado Posible lixiviación de componentes solubles Necesidad de utilizar envases resistentes al agua o tratamientos de fruta a granel Se requiere un control riguroso de la higiene de equipos y del agua, pues el agua es una fuente importante de microorganismos Requiere una potencia frigorífica mucho mayor que para la prerefrigeración por aire

Es aplicable a frutas de hueso (albaricoque, cereza, melocotón, ciruela, etc.) y determinadas hortalizas como espárragos, remolacha, cebolla, bróculi, guisantes y rábano, pero nunca para hortalizas de hoja ancha. 4.3. Preenfriamiento a vacío (Vacuum cooling) La temperatura de ebullición del agua es directamente proporcional a la presión que existe en el recinto en que se encuentra. A una presión de 6,1 mbar se reduce el punto de ebullición hasta 0ºC. Para evaporarse el agua necesita calor latente de vaporización (aproximadamente 600 cal/g), calor que es tomado del propio producto, dando lugar al enfriamiento del mismo. Así, el producto se enfría una media de 5,6ºC con una pérdida de peso del 1% por lo que, aceptando una pérdida de peso del 4%, se puede conseguir una reducción de la temperatura de 20-23℃. Las ventajas del enfriamiento a vacío son: -

84

Velocidad de enfriamiento: el sistema permite enfriar el producto en 15-30 minutos, dependiendo de la relación superficie/volumen de producto y de la facilidad con que el www.bibliotecahorticultura.com


1.5. Preenfriado, conservación frigorífica y manejo de gases

-

producto deja escapar el agua de sus tejidos. Las hortalizas que presentan una elevada relación superficie/volumen (lechuga) y una buena difusividad del agua (escarola, perejil, setas, cebollinos, coles de bruselas, fresas) pueden enfriarse muy rápidamente por este método. Uniformidad del enfriamiento: al evaporarse el agua en toda la superficie del producto, la reducción de la temperatura se distribuye homogéneamente en todo el producto. Permite realizar el enfriamiento con el producto envasado, pues éste, al no contener agua, no es susceptible de enfriamiento. No se producen podredumbres, pues el producto no se humedece durante el enfriado.

Sin embargo, como inconvenientes podríamos citar: -

-

Sólo se puede aplicar con productos que presenten una elevada relación superficie/volumen, con espesores máximos de 20-30 mm. Es un procedimiento de elevado coste: las inversiones iniciales son elevadas y de funcionamiento discontinuo, por lo que sólo puede utilizarse con productos muy perecederos y de elevado valor comercial. Existe una pérdida de agua del 4-5% que en algunos productos puede resultar excesiva, en especial cuando no poseen una gran superficie.

5. Sistemas de conservación Las cámaras de conservación a baja temperatura quizás constituyan unas de las instalaciones más importantes en una central hortofrutícola. Las condiciones de conservación en las cámaras dependerán, fundamentalmente, del tipo de producto a almacenar, su índice de madurez y el tiempo de conservación establecido. Así, los factores a controlar en la cámara serán: a) Temperatura de conservación: como límite absoluto debe considerarse la temperatura de congelación (0 a -2℃), pero ésta debe ajustarse sobre todo en productos sensibles al frío. En la Tabla 1 se muestran ejemplos de temperaturas óptimas de conservación para diferentes productos.

www.bibliotecahorticultura.com

85


1. Bases de la tecnología poscosecha

Tabla 1. Condiciones de conservación recomendadas para algunas frutas. Producto Lima Limón Pomelo Mandarinas e híbridos Naranjas Granada Caqui Albaricoque Cereza Melocotón Níspero Uva

Temperatura (℃) 9 – 10 11 – 14 9 – 11 3 –6 (*) 2–5 1 – 2.5 0–1 0–1 -1 – 0 0–1 0 -1 – 0

HR (%) 85 – 90 85 – 90 90 – 95 85 – 90 85 – 90 90 – 95 90 – 95 85 – 90 85 – 90 85 – 90 85 – 90 85 – 90

Tiempo (meses) 1.52 – 2.5 1.5 – 3 2–3 1 – 2.5 1 – 3.5 2–4 1–3 0.5 – 1 1 (máx) 1–4 10 – 20 días 3 semanas – 5 meses

(*) Nova y Fortuna: 9 - 10℃ b) Humedad relativa: la humedad relativa del aire tiene una influencia importante en la calidad durante la conservación de los frutos, ya que si es muy baja aumentará la pérdida de peso del producto y el consecuente deterioro del aspecto físico del producto (marchitamiento), y, si es excesiva, favorecerá el desarrollo microbiano. La humedad óptima (Tabla 1) se controlará en función de la temperatura de conservación y la instalación de humidificadores. c) Renovación periódica del aire: necesaria para mantener una concentración de gases (O2, CO2 y etileno) óptima en la cámara. El número de renovaciones diarias del aire de la cámara dependerá del volumen de la cámara y del tipo de producto almacenado. d) Recirculación aire: para mantener uniforme la temperatura en todos los puntos de la cámara. Esto se consigue asegurando espacio suficiente para la circulación del aire e instalando ventiladores a la salida de los evaporadores.

Bibliografía Patel, B.; Tandel, Y. N.; Patel, A. H.; Patel, B. L. (2016). Chilling injury in tropical and subtropical fruits: A cold storage problem and its remedies: A review. International Journal of Science, Environment and Technology, 5(2): 1882-1887. Li, P.; Yin, F.; Song, L.; Zheng, X. (2016). Alleviation of chilling injury in tomato fruit by exogenous application of oxalic acid. Food chemistry, 202: 125-132. Zhang, Z.; Zhu, Q.; Hu, M.; Gao, Z.; An, F.; Li, M.; Jiang, Y. (2017). Low-temperature conditioning induces chilling tolerance in stored mango fruit. Food chemistry, 219: 76-84. Besada, C.; Llorca, E.; Novillo, P.; Hernando, I.; Salvador, A. (2015). Short-term high CO2 treatment alleviates chilling injury of persimmon cv. Fuyu by preserving the parenchyma structure. Food Control, 51: 163-170.

86

www.bibliotecahorticultura.com


1.5. Preenfriado, conservación frigorífica y manejo de gases

Fahmy, K.; Violalita, F.; Chatib, O. C.; Yulia, R.; Nakano, K. (2019). The individual influences of high CO2 on chilling injury suppression of ‘Merah Delima’papaya fruit. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 230, No. 1, p. 012016). IOP Publishing. Aplicación del Frío a Productos Vegetales (2013). http://solucionespostcosecha.blogspot.com/search/label/Aplicación%20del%20Frío. Acceso: mayo 2019.

www.bibliotecahorticultura.com

87



1.5.2. Instalaciones frigoríficas Isidro Garrido Garres igarrido@enfrio.es Enfrío Soluciones

Índice 1. 2. 2.1. 2.2. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 4. 5.

Componentes básicos de un circuito de refrigeración Clasificación de las instalaciones frigoríficas Clasificación por sistemas Clasificación por refrigerantes y fluidos caloportadores Sistemas de enfriamiento Enfriamiento por aire Enfriamiento por contacto Enfriamiento por vacío Recomendaciones para el diseño de instalaciones Recomendaciones para el buen mantenimiento

90 91 91 93 94 95 95 96 97 97

Resumen A la hora de diseñar una instalación frigorífica hay que tener varias consideraciones en cuenta a parte del coste de esta, ya que de ello dependerán no solo la conservación del género sino también lo siguiente: Costes de explotación de la instalación. Se verá afectado mayoritariamente por el consumo energético de la misma y dependerá directamente dependiendo del sistema escogido, eficiencia energética de los motores empleados, perdidas de carga de los circuitos y componentes frigoríficos, condiciones de cálculo de los componentes y perdidas de calor debido a cerramientos. Costes de mantenimiento. Es importante también analizar el coste de mantenimiento que supone cada sistema frigorífico y los mantenimientos de la maquinaria por intervalo de horas que recomiendan los fabricantes. Huella ecológica. Este punto está relacionado con el primero ya que el aumento de consumo eléctrico de una instalación aumenta la cantidad de CO2 emitido a la atmosfera. También hay que sumar a esto el gas refrigerante escogido ya que los hay con mayor y menor impacto al medio ambiente, tanto en su producción como en lo que genera al liberarse en caso de fugas. La utilización de gases naturales siempre que sea posible es la mejor solución. Vida útil del sistema. A la hora de diseñar una instalación hay que pensar en qué periodo va a estar operativa, para así tanto escoger el sistema empleado marcas y modelos de componentes y calidades de las redes y aislamientos.

89


1. Bases de la tecnología poscosecha

1. Componentes básicos de un circuito de refrigeración Los componentes básicos y más habituales de un circuito de refrigeración son: a) Evaporadores: los intercambiadores de calor que están en contacto con el medio a enfriar y entre los tipos destacan los siguientes (Figura 1):

Cúbico

Plafón

Estático

Placas

Figura 1. Tipos de evaporadores

b) Compresores: encargados de aumentar la presión del refrigerante para trasportarlo por el interior de la instalación frigorífica. Los modelos más utilizados son los siguientes: - Herméticos. El motor y el compresor van en la misma carcasa y no se puede abrir para su reparación o mantenimiento (Figura 2).

Pistón

Espiral

Figura 2. Compresores herméticos

-

Semiherméticos. El motor va dentro del compresor, siendo este desmontable para su reparación o mantenimiento (Figura 3).

Alternativo

Tornillo

Figura 3. Compresores semiherméticos

-

90

Abiertos. El motor y el compresor van unidos exteriormente mediante un acoplamiento. El compresor se puede desmontar para su reparación o mantenimiento (Figura 4).

www.bibliotecahorticultura.com


1.5. Preenfriado, conservación frigorífica y manejo de gases

Alternativo

Tornillo

Figura 4. Compresores abiertos

c) Condensadores: son los encargados condensar el gas al bajar la temperatura de este. Los modelos más utilizados son los siguientes (Figura 4) - Aire. Condensan el gas que circula por el interior de la tubuladura por intercambio de temperaturas entre el intercambiador de calor con el aire exterior que se fuerza a que circule por el exterior de este. - Evaporativos. Condensan el gas que circula por el interior de la tubuladura por evaporación del agua que pulveriza sobre esta y el aire que se hace circular también por el exterior de la misma. - Placas. Condensan el gas por el intercambio de temperaturas entre este que circula por unas placas y el otro fluido más frio que circula por placas paralelas que están en contacto. - Multitubulares. Condensan el gas por el intercambio de temperaturas entre este y el líquido más frío que circula por el otro circuito del intercambiador ya sea por el haz de tubos o carcasa.

Aire

Evaporativo

Multitubular

Placas

Figura 5. Tipos de condensadores

2. Clasificación de las instalaciones frigoríficas Hay varias formas de casificar las instalaciones frigoríficas, entre estas destacamos do: según el sistema utilizado y según los refrigerantes y fluidos caloportadores utilizados. Como sistema, se diferencia si el fluido que llega a los intercambiadores de calor en los recintos a acondicionar es el propio refrigerante o es un fluido caloportador previamente enfriado con el refrigerante el que se envía a los intercambiadores de calor. 2.1. Clasificación por sistemas

www.bibliotecahorticultura.com

91


1. Bases de la tecnología poscosecha

En la Figura 6 se presenta los sistemas más habituales empleados en refrigeración.

Figura 6. Tipos de sistemas de refrigeración

Se denomina sistema “Directo” cuando el evaporador o el condensador del sistema de refrigeración está en contacto directo con el medio a enfriar o calentar (Figura 7). Este sistema se divide en dos: -

Bombeado, que es cuando el refrigerante circula por las tuberías mediante bombas de recirculación Expansión directa o “DX”, que es cuando el refrigerante circula por diferencias de la presión establecida con el propio compresor.

Figura 7. Sistema directo de refrigeración

Se denomina “Indirecto” cuando el refrigerante en el evaporador o condensador del sistema de refrigeración enfría o calienta un fluido secundario que se hace circular para enfriar o calentar el medio a tratar (Figura 8). Este sistema se divide en dos: -

-

92

Indirecto abierto. El evaporador enfría o el condensador calienta el fluido secundario, el cual es puesto en contacto directo, por ejemplo, mediante atomizadores o medios similares con el medio a tratar. Indirecto cerrado. El evaporador enfría o el condensador calienta el fluido secundario, el cual circula a través de un circuito cerrado en contacto directo con la sustancia a tratar.

www.bibliotecahorticultura.com


1.5. Preenfriado, conservación frigorífica y manejo de gases

Figura 8. Sistema indirecto de refrigeración

2.2. Clasificación por refrigerantes y fluidos caloportadores En la Figura 9 se presenta para cada sistema los refrigerantes y fluidos caloportadores que se emplean más habituales.

Figura 9. Tipos de refrigerantes y fluidos caloportadores

En la Tabla 1 se muestran las ventajas e inconvenientes más destacadas de cada refrigerante.

www.bibliotecahorticultura.com

93


1. Bases de la tecnología poscosecha

Tabla 1. Ventajas e inconvenientes de cada refrigerante Sistema Fluorados

Ventajas Montaje económico para P < 400kW Componentes de mercado Gas seguro a la hora de trabajar Rendimiento (COP) medio Grupo seguridad alta

NH3

Gas natural (ecológico) Bajo coste del gas Facilidad para encontrar fugas Rendimiento (COP) muy alto Montaje económico para P > 500kW Gas natural (ecológico) Bajo coste del gas Subcrítico Rendimiento (COP) alto Transcrítico Rendimiento (COP) alto (según sistemas) Tuberías de menor sección

CO2

Inconvenientes Elevado coste del gas y sometido a tasas Gases no definitivos Dificultad para encontrar fugas Gas no ecológico Según gas puede presentar ligera inflamabilidad Grupo seguridad media Ligeramente inflamable Coste elevado P < 400 kW Incompatibilidad cobre y aleaciones Trabaja a presiones elevadas Actualmente en transcrítico “Dx” P < 400 kW Coste componentes alto Compresores de poca potencia para Dx Componentes en Dx para poca potencia

En la Tabla 2 se presentan las ventajas e inconvenientes más destacadas de cada fluido caloportador. Tabla 2. Ventajas e inconvenientes de cada fluido caloportador Sistema CO2

Temper

Etilenglicol Propilenglicol

Ventajas Bajo coste fluido Tuberías de menor sección Menor superficie de intercambiadores Baja temperatura de congelación (-60 ˚C) No aumenta volumen si congela Uso alimentario Bajo coste fluido Bajo coste instalación Bajo coste fluido Bajo coste instalación Uso alimentario

Inconvenientes Alto coste instalación Presiones elevadas en tuberías Coste mayor que los glicoles

No uso alimentario Mayor superficie de intercambiadores Mayor potencia de bombeo

3. Sistemas de enfriamiento Entendemos como sistemas de enfriamiento al método que se utiliza para bajar la temperatura del producto, bien sea para refrigerar o congelar el producto. En la Figura 10 se muestra los sistemas más comúnmente utilizados que pueden agruparse en tres categorías: -

94

Enfriamiento por aire Enfriamiento por contacto Enfriamiento por vacío

www.bibliotecahorticultura.com


1.5. Preenfriado, conservación frigorífica y manejo de gases

Figura 10. Tipos de sistemas de enfriamiento

3.1. Enfriamiento por aire El sistema de enfriamiento por aire consiste en hacer pasar aire del recinto a acondicionar que está en contacto con el producto, por el intercambiador de calor para bajar la temperatura de este. Son los sistemas más utilizados por su versatilidad, control de las condiciones ambientales y su coste en comparación con el resto. 3.2. Enfriamiento por contacto Dentro de la clasificación por este sistema de enfriamiento hay de dos tipos: a) Donde se enfría el producto por contacto con el intercambiador de calor En este se utiliza mayoritariamente para dos aplicaciones fundamentalmente (Figura 11): -

El enfriamiento de líquidos haciéndolos circular por un intercambiador de calor por su parte fría Para congelación rápida poniendo el género entre dos placas frías y presionándolo entre ellas

www.bibliotecahorticultura.com

95


1. Bases de la tecnología poscosecha

Circulación placas

Armario congelación placas

Figura 11. Enfriamiento por intercambiador de calor

b) Donde se enfría el producto por contacto con agua o algún fluido caloportador enfriado anteriormente en un intercambiador de calor Este puede ser por inmersión en agua fría o siendo regada por esta (Figura 12)

Hidrocooling

Túnel enfriamiento por salmuera (Inmersión)

Figura 12. Enfriamiento por contacto con agua o fluido caloportador

3.3. Enfriamiento por vacío Este tipo de enfriamiento se utiliza para enfriar rápidamente los vegetales sometiéndolos a un vacío controlado mediante un grupo de bombas instalado en el exterior de la cámara, esto se fundamenta en el hecho de que al evaporar parte del agua que constituyen los vegetales, el líquido roba el calor latente de vaporización al propio producto, provocando el descenso de su temperatura (Figura 13).

Contenedor de vacío

Grupo de bombas de vacío

Figura 13. Enfriamiento por vacío

96

www.bibliotecahorticultura.com


1.5. Preenfriado, conservación frigorífica y manejo de gases

4. Recomendaciones para el diseño de instalaciones Para un correcto almacenaje, conservación, maduración y congelación se deberían cumplir unos requerimientos tanto en su diseño como en su ejecución. Estas son unas recomendaciones básicas: -

-

Utilizar gases refrigerantes ecológicos para menor impacto ambiental. Diseñar sistemas con mayor COP para minimizar el consumo energético. Hay que tener en cuenta que en una industria de congelados la potencia eléctrica de la instalación frigorífica puede rondar el 60% del total. Instalar los intercambiadores y apilar el género de forma que exista una distribución del aire homogénea para el volumen de cámara. Instalar ventiladores para que realicen el numero recirculaciones de aire suficientes para el producto y temperatura de diseño. Instalar extractores para asegurar las renovaciones de aire requeridas en los recintos en cada caso. Seleccionar las condiciones de diseño y funcionamiento para la buena conservación de los alimentos y la menor merma. Seleccionar e instalar los equipos para que tengan fácil accesibilidad para su mantenimiento y limpieza. Seleccionar los materiales de los equipos para que no se degraden o afecten al producto. Realizar antecámaras y sistemas de cortinas que mitiguen la entrada de aire caliente y húmedo en las cámaras cada vez que se abren las puertas de las cámaras. Instalación de los desagües de forma que no interfieran los intercambiadores de unas cámaras con otras por la depresión que ejercen los ventiladores sobre ellos y siempre separados mediante sifones para asegurar que no entre aire a través de ellos a los recintos.

5. Recomendaciones para el mantenimiento Es importante realizar un correcto mantenimiento de las instalaciones para que se mantengan las condiciones de diseño durante la vida útil de la instalación. A esto habrá que sumar las buenas prácticas del manejo del conjunto de la instalación que se deberán cumplir por parte de las personas que intervengan en ellas. Estas prácticas repercutirán directamente en: -

Mejor calidad de los productos a conservar Menor consumo eléctrico de la instalación, mayor ahorro económico. Mayor vida útil de los componentes Mayor seguridad para las personas

Como normas básicas hay que destacar las siguientes: -

Tener suscrito un contrato de mantenimiento para asegurar el buen funcionamiento de la instalación.

www.bibliotecahorticultura.com

97


1. Bases de la tecnología poscosecha

-

98

Tener libres de paso las zonas de acceso a toda la maquinaria que necesite ser revisada. Buena estiba del género en cámara para asegurar la distribución correcta del aire. Realizar un buen destrío del género que se va a refrigerar para mitigar los focos de contaminación. Limpieza a fondo de los evaporadores al final de campaña junto con la cámara. Las juntas de paneles con suelos, techos y puertas deben de ser estancas. Realizar el mantenimiento contra legionela de la totalidad de los condensadores evaporativos por empresas especializadas y acreditadas para ello. Control de los periodos de apertura de puertas de las cámaras para poder minimizar estos.

www.bibliotecahorticultura.com


1.6. LÍNEA DE MANIPULACIÓN Lavado, tratamiento, selección, calibrado y envasado Ernesto Conesa Roca econesa@fomesafruitech.net Fomesa Fruitech

Índice 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

Función de la línea de manipulación Esquemas de líneas de manipulación Tratamiento previo Lavado de la fruta Tratamiento fungicida Encerado Selección Calibrado Envasado Expedición Procesos auxiliares

100 101 102 104 106 107 108 109 110 111 112

Resumen La línea de manipulación de las centrales hortofrutícolas es el elemento que permite transformar un producto agrícola en otro alimentario, todo ello teniendo en cuenta los requisitos legales y de calidad, marcados por la legislación o por los clientes. La línea de manipulación consta de una serie de equipos encadenados que desarrollan diferentes funciones y otros que, aunque no están propiamente en la línea también son necesarios para los objetivos de calidad y comerciales. Antes de entrar en la línea de manipulación algunas frutas y hortalizas se someten a un tratamiento de desinfección, que se puede desarrollar a través de equipos de duchado (Drencher) o por medio de fumígenos. Otros productos se someten a un proceso de bajada de la temperatura, a través de agua o de aire, cuando entran en el almacén. Ya propiamente en la línea, los frutos, se vuelcan, se seleccionan o preseleccionan y en algunos casos se lavan y reciben después un tratamiento de desinfección, fungicida o con un recubrimiento, con el fin de prevenir el desarrollo de pudriciones o de mejorar el tiempo de vida media del producto, para todo ello se utilizan equipos específicos que se desarrollan en el tema. Los frutos pueden volverse a seleccionar, utilizando la calidad externa o ausencia de defectos en la piel, o en algunos casos parámetros de calidad interna, como puede ser el contenido en

99


1. Bases de la tecnología poscosecha

azúcares. También se puede realizar una selección por color, que combinada con el peso nos da una segmentación muy adecuada para algunos frutos y el calibrado por peso o diámetro que es imprescindible para una correcta comercialización de los frutos. Por último, los frutos son encajados o envasados en una gran variedad de presentaciones, antes de ser paletizados y llevados o a mercado de consumo o a cámaras de conservación frigorífica para impedir la degradación de su calidad. Las líneas de manipulación se adaptan a los diferentes frutos trabajados, en concreto a su forma, tamaño y firmeza, y también a las exigencias de cada mercado de destino, como fruta ecológica, o fruta para envíos a larga distancia. También es un factor importante la estacionalidad de cada uno de los productos que nos marcará unas necesidades de tratamiento diferentes. Junto a la línea de tratamiento existe una serie de equipos con funciones auxiliares, como la lavadora de cajas, equipos de desverdización y maduración, sistemas para mantener la firmeza de los frutos y otros para mantener la desinfección en las áreas de trabajo o en las aguas de proceso, así como equipos para la depuración de los vertidos procedentes de la manipulación de los frutos. Por último, se expondrá las principales líneas de trabajo que en la actualidad se están desarrollando en la poscosecha, y en concreto en la mejora tecnológica, el ahorro de costes de manipulación, el incremento de la seguridad tanto para los manipuladores, como para los consumidores, el mantenimiento del medio ambiente y el desarrollo en general de nuevas tecnologías que hagan las centrales más competitivas y eficientes.

1. Función de la línea de manipulación La línea de manipulación se puede definir como el conjunto de equipos y procesos que son necesarios para transformar un producto agrícola en un producto alimentario. Para poder comercializar las frutas y hortalizas es necesario cumplir con la norma de calidad vigente en cada país, en el caso de la Unión Europea la norma es la establecida en el Reglamento (UE) 543/2011. En esta norma se hace referencia a los requisitos generales para cualquier fruto, que incluyen mínimos de calidad como que la fruta esté limpia, entera, sana, … y también requisitos sobre la clasificación, el calibrado y la presentación. Además, para algunos frutos concretos se piden requisitos adicionales, como es el caso de los cítricos, melocotones y nectarinas donde se necesita una madurez mínima. Por otra parte, los clientes demandan también una fruta con una calidad determinada, sin defectos externos, limpia, sin podridos y con una buena presentación. Además, los principales comercializadores exigen que los almacenes cumplan con un protocolo de calidad y seguridad alimentaria, con el objetivo de garantizar aquellos aspectos que consideran de mayor relevancia para los consumidores, la calidad, la salud o el medio ambiente. Entre los protocolos de mayor implantación están: IFS y BRC. Teniendo en cuenta todo lo anterior, también podemos definir la línea de manipulación como el conjunto de equipos y tratamientos necesarios para poder comercializar la fruta, con arreglo a las normas de calidad y los requisitos de los clientes y los consumidores.

100

www.bibliotecahorticultura.com


1.6. Línea de manipulación

Para cumplir con estos requisitos se tienen que realizar las siguientes funciones: -

Limpiar Tratar Seleccionar Calibrar Envasar

2. Esquemas de líneas de manipulación En la Figura 1 se puede ver un esquema estándar de una línea de manipulación de cítricos. Son las líneas más complejas, fundamentalmente por la parte dedicada al tratamiento de la fruta.

Figura 1. Esquema estándar de una línea de manipulación de cítricos

Dentro de la línea de manipulación se incluye el tratamiento previo de desinfección de la fruta, que se hace a la entrada de esta en el almacén, este tratamiento se puede hacer o bien utilizando un drencher o mediante el uso de fumígenos. A continuación, están ya las funciones propiamente en la línea, en rojo están las que corresponden a la zona sucia del almacén (volcado y preselección), en amarillo estarían las que se incluyen en la línea de tratamiento (lavado, tratamiento fungicida, encerado y secado), que corresponden a una zona intermedia de transición entre la zona sucia y la zona limpia. Por último, en color verde la zona limpia, en la que se hacen las siguientes funciones: selección, calibrado, envasado y expedición. En la Figura 2 podemos ver las líneas estándar para otros frutos, como el caqui, granada y fruta de hueso. Se puede ver que en general son más sencillas, ya que, aunque las funciones de la zona sucia y de la limpia son básicamente las mismas, sin embargo, la línea de tratamiento se reduce, por ejemplo, para el caqui solo consistiría en el lavado y secado, lo mismo que para la fruta de hueso, pero aquí preferente con lavado de agua fría para bajar la temperatura de los frutos, mientras que para la granada solo consistiría en el cepillado de la fruta.

www.bibliotecahorticultura.com

101


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 2. Esquemas estándar de líneas de manipulación en caqui, granada y fruta de hueso

3. Tratamiento previo Se define como tratamiento previo las operaciones que se hacen con la fruta antes del volcado en la línea, así como las funciones que se realizan en la línea antes de la lavadora. Entre las operaciones que se pueden realizar antes de la línea las más comunes son las de desinfección de la fruta tanto a través del Drencher como a través de botes fumígenos. En algunos frutos es común el uso de sistemas de enfriamiento rápido a la entrada en la central. Desinfección de la fruta. Drencher Consiste en dar un tratamiento fungicida a la fruta paletizada cuando entra en la central, el objeto es evitar la aparición de podridos desde el principio de la manipulación. Este tratamiento tiene que hacerse antes de que transcurran 24 horas desde la recolección. El equipo consta de una cubeta o balsa en la parte inferior, donde se mezclan los fungicidas y los aditivos alimentarios (GreenLine) que se quieren emplear con el agua de tratamiento. El agua se hacer circular mediante una bomba de alto caudal a través de un sistema de duchado que la deja caer en la parte superior de los palets, atraviesa las cajas y vuelve a la cubeta inferior, para volver a reutilizarse para el siguiente palet (Figura 3).

Figura 3. Desinfección mediante Drencher

102

www.bibliotecahorticultura.com


1.6. Línea de manipulación

Los equipos cuentan con un dosificador automático, de forma que se va reponiendo el agua y los fungicidas conforme se van utilizando, manteniendo constante el volumen de agua y la concentración de los fungicidas. Esto también permite trabajar con un volumen menor de agua y minimizar el posible vertido. Se utiliza un desinfectante para mantener la calidad del agua y poder alargar la vida útil del caldo de tratamiento. Los desinfectantes más utilizados son el ácido peroxiacético, el peróxido de hidrógeno y el hipoclorito sódico. Desinfección de la fruta. Fumígenos Más recientemente se desarrolló un sistema alternativo al duchado de la fruta, que fue la aplicación del fungicida a través de botes fumígenos. Esta tecnología se basa en la aplicación del ingrediente activo a través del humo que se genera en la combustión del formulado (Figura 4).

Figura 4. Desinfección mediante fumígeno

La principal ventaja frente al uso del Drencher, viene dada por ser un tratamiento en seco de la fruta, donde no se genera vertidos que haya que depurar o gestionar. Además, el tratamiento no necesita manipulación de la fruta, aplicándose directamente en la cámara donde se almacena, se distribuye homogéneamente en todo el volumen, gracias a las pequeñas partículas que constituyen el humo y mediante el uso de la ventilación interna de la cámara. Por último, es la única alternativa para frutas que no se pueden mojar y permite la utilización de aditivos alimentarios (gama Greenfog). Sistemas de enfriamiento de la fruta El equipo más habitual es el Hidrocooling, que consiste en un enfriamiento rápido de las frutas y hortalizas a través de un duchado con agua fría. El objetivo del Hidrocooling es reducir la temperatura de los frutos que proceden del campo. Se utiliza fundamentalmente para productos de corta vida comercial como el melocotón, la nectarina, la ciruela, la cereza, el espárrago y otras hortalizas. Su principal característica es que es un método rápido de bajar la temperatura y a la vez no produce deshidratación de los frutos. Como consecuencia de su utilización se alarga la vida comercial de los frutos y además mantienen mejor la textura y el

www.bibliotecahorticultura.com

103


1. Bases de la tecnología poscosecha

color inicial. Otros sistemas de enfriamiento inicial son los que aplican aire forzado y los equipos de enfriamiento al vacío. Volcado La primera operación que se realiza con la fruta en la línea es la del volcado, que consiste en la colocación de los frutos sobre la línea de trabajo. Esta operación está muy automatizada y consta de una fase previa de despaletizado, donde se desmontan los palets en los que llega la fruta a la central, y una segunda de vaciado, que al automatizarse proporciona un flujo regular de fruta a la línea y reduce el daño mecánico que se producía al volcar sobre los rodillos iniciales de la línea. Un caso especial es del volcado en agua. Se utiliza para aquellas frutas que se dañan fácilmente con los golpes como las manzanas y las peras. En este caso se utiliza tanto el volcado directo en el agua como el vaciado por inmersión. Como siempre que se trabaja con agua en las centrales es necesario adicionar un desinfectante al agua, normalmente se utilizan peróxidos, ozono disuelto en agua o hipoclorito sódico a 100 – 200 ppm de Cloro libre. Preselección Consiste en la selección manual que se realiza al principio de la línea de tratamiento con el fin de eliminar los frutos que no son comerciales, principalmente la fruta podrida, para evitar que se contamine el resto de la línea. También se eliminan los frutos defectuosos o aquellos que tienen una coloración que no es adecuada para la comercialización posterior. Precalibrado Es un equipo que está en desuso, consiste en eliminar desde el principio de la línea, la fruta que no tiene un calibre comercial. Normalmente se utilizan pequeños calibradores mecánicos para realizar esta operación.

4. Lavado de la fruta Las normas de calidad de la UE y los protocolos de seguridad de los principales comercializadores obligan a que los frutos estén limpios, motivo por el cual se lavan todas las frutas con la única excepción de las que se pueden dañar por el uso del agua, que en general se cepillan. En el lavado de la fruta se utilizan detergentes, que suelen ser alcalinos o neutros, para eliminar la suciedad procedente del campo, como polvo, insectos, esporas, pesticidas y otros contaminantes que se encuentran en la superficie de los frutos. Cuando además los frutos tienen negrilla se utilizan detergentes especiales para eliminarla. El detergente se puede aplicar por distintos métodos, los dos más usuales es o la pulverización directa sobre la fruta del producto diluido con agua o mediante una cortina de espuma (foamer), que se genera batiendo el detergente diluido y dejando caer la espuma a través de una goma sobre la fruta que pasa por la línea (Figura 5). El detergente se aplica sobre cepillos de nylon que están en rotación, que son los que realizan la parte mecánica del lavado.

104

www.bibliotecahorticultura.com


1.6. Línea de manipulación

Figura 5. Lavadora Foamer

Después del lavado es necesario enjuagar la fruta para eliminar los restos de jabón. En el agua de enjuague se puede incorporar un desinfectante que no deje residuos, el producto más empleado es el peróxido de hidrógeno diluido en el agua. El peróxido de hidrógeno y el ácido peracético son productos con una fuerte actividad biocida sobre hongos y bacterias, su instalación en la línea es fácil y económica y están autorizados como coadyuvantes para el uso en el agua de lavado (Figura 6).

Figura 6. Aplicación de peróxido de hidrógeno en línea

Un tratamiento alternativo es la ozonización del agua de lavado. El ozono es también un oxidante muy potente, pero tiene como inconveniente que su solubilidad en agua es limitada y depende de la temperatura. Las líneas de trabajo actuales en el lavado son por una parte el desarrollo de lavadoras para fruta ecológica, construidas en acero inoxidable y con uso de detergentes ecológicos, así como la utilización en general de materiales más seguros para contacto con alimentos y el diseño de equipos y procedimientos que faciliten la limpieza de estos. También se está trabajando para reducir el consumo del agua de lavado mediante el uso de boquillas de menor caudal y mediante el uso de la recirculación parcial del agua. En la misma línea se están desarrollando sistemas de depuración de residuos de los productos fitosanitarios arrastrados en el lavado mediante la acumulación y un posterior tratamiento de ozonización previo al vertido.

www.bibliotecahorticultura.com

105


1. Bases de la tecnología poscosecha

5. Tratamiento fungicida El tratamiento fungicida se puede dar en distintos puntos de la línea a través de diferentes sistemas de aplicación, los más habituales son: a través de una balsa de tratamiento, mediante un aplicador on-line y en el aplicador de cera incorporado a la misma. Se recomienda utilizar dos sistemas diferentes de tratamiento en la línea para mayor seguridad. Balsa de tratamiento Es un equipo para aplicar el tratamiento fungicida a través de la inmersión de la fruta en el agua. Es un sistema muy eficaz de aplicación del fungicida, se requiere un tiempo mínimo de 1 minuto de estancia de la fruta en la balsa y la utilización de agua caliente puede en algunos casos mejorar la eficacia de los tratamientos. Por el contrario, temperaturas muy elevadas pueden producir daños en la piel y acumulación de residuos de fitosanitarios. Normalmente estos equipos cuentan con un sistema de vaciado rápido, con cangilones o por extracción del agua, de forma que ante una parada de la línea se pueda evitar que se produzca un sobre tratamiento de la fruta. También es necesario la utilización de desinfectantes en el agua para mantener su uso durante un tiempo más prolongado y, por último, cambiarla periódicamente. En la actualidad se están desarrollando sistemas de aplicación llamados Drencher on-line, que consisten en un duchado de alto caudal de la fruta mediante agua que se recircula desde la balsa. Estos sistemas permiten tener un mejor control del tiempo de contacto del caldo con la fruta y reducir la cantidad de agua empleada en la balsa. Aplicación on-line El fungicida se puede aplicar en la línea de tratamiento directamente sobre la fruta mediante pulverización con boquillas de bajo volumen y sobre cepillos de nylon. El caudal habitual del aplicador es de 1 litro por tonelada (Figura 7).

Figura 7. Aplicador de fungicida online

La ventaja de este sistema de aplicación está en que no genera vertidos de fitosanitarios, además de ser un buen sistema para el control del podrido con un consumo reducido de productos fitosanitarios. Como inconveniente, es preciso que la fruta llegue seca al aplicador y que se tiene que volver a secar antes del encerado posterior.

106

www.bibliotecahorticultura.com


1.6. Línea de manipulación

Aplicación de fungicida en el encerado El fungicida se puede utilizar incorporado al recubrimiento en el aplicador de cera (Figura 8). El uso del fungicida junto con la cera es habitual en España, en EE. UU. y en otros países de la zona mediterránea, su principal ventaja es que la cera ayuda a una distribución más uniforme del fungicida en la superficie del fruto, además de servir en la práctica como un sencillo sistema de control de la aplicación del producto.

Figura 8. Aplicador de cera

Los fungicidas que se pueden utilizar tienen que ser compatibles con la cera. El que se emplea de forma mayoritaria es el Imazalil, pero también se están empleando aditivos alimentarios (GreenLine) y nuevos fungicidas como el Tebuconazol. Líneas de trabajo En la actualidad, debido por una parte a la presión de los compradores que en algunos casos limitan el número de fitosanitarios a emplear o requieren una reducción del residuo en la piel por debajo del LMR y también al proceso de renovación de registros en la UE, que ha supuesto la cancelación del uso de algunos fitosanitarios o su inclusión en una lista de candidatos a la sustitución, existe una tendencia a buscar productos con un perfil toxicológico más bajo, utilizando entre otros productos básicos, naturales o de baja toxicidad (GreenLine), aditivos alimentarios como el sorbato potásico o tratamientos ecológicos o sin residuo (residuo cero) Se han desarrollado nuevos fungicidas como el Pirimetanil para uso en cítricos, manzanas y peras, el Fludioxonil en cítricos, manzanas, peras y fruta de hueso y el Tebuconazol para el uso en cítricos. Además, recientemente se ha autorizado el primer regulador para uso en poscosecha (Topper).

6. Encerado La función del encerado es la aplicación de un recubrimiento superficial a la fruta con la finalidad de reducir la pérdida de peso y ralentizar la respiración, de forma que se consigue alargar la vida comercial y mejorar el aspecto de la fruta. El recubrimiento se aplica o mediante boquillas pulverizadora o mediante el sistema de rotores, este último sistema evita las obstrucciones y disminuye la producción de olores en la zona del aplicador. Los equipos actualmente cuentan con sistemas de control automático de la dosificación, que se hace en función del flujo de fruta que llega en cada momento al aplicador (Figura 9).

www.bibliotecahorticultura.com

107


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 9. Enceradora

La aplicación de recubrimientos comestibles ha permitido el uso del encerado en frutas de piel comestible. Después del encerado y del lavado es necesario secar la fruta, para lo que se utilizan los túneles de secado y presecado respectivamente. Los túneles de secado constan de un quemador de gasóleo o de gas, que mediante un sistema de intercambio de calor, calienta una corriente de aire que se fuerza a pasar a través del flujo de la fruta. En la actualidad, los túneles trabajan a bajas temperaturas gracias al secado rápido de las ceras, para evitar daños a las frutas y reducir costes energéticos. También existe una tendencia a trabajar con túneles más pequeños o que ocupen menos espacio como los túneles verticales.

7. Selección La selección consiste en la separación de la fruta en función de la calidad, entendida generalmente como la ausencia de defectos. Es obligatoria debido a la norma de calidad de la UE para comercializar la fruta y también es un requisito de los clientes. La selección puede ser manual o mediante sistemas ópticos, en el caso de la selección manual se necesita una buena iluminación de la zona de selección, así como zonas delimitadas y accesibles para que se pueda facilitar la labor de los manipuladores. Selección óptica La selección óptica se realiza a través de videocámaras, que pueden detectar diferentes propiedades de la fruta como la forma, los defectos o el color. En la selección óptica por la forma se eliminan aquellas formas predeterminadas con menos valor comercial, utilizando las imágenes. En el caso de defectos o podridos, se emplean las diferencias de color en la superficie de la fruta. En la actualidad existen muchas líneas de trabajo para mejorar la selección y ampliarla a otros defectos o a las cualidades internas de la fruta (Figura 10). Entre estas técnicas se está trabajando en la detección precoz de podridos blandos mediante el uso de infrarrojos (IR), que sustituirán a las clásicas cabinas de luz UV.

108

www.bibliotecahorticultura.com


1.6. Línea de manipulación

Figura 10. Selección de calidad interna de la fruta

Entre las tecnologías que se están aplicando para la selección por la calidad interna, destaca la detección de ºBrix y acidez mediante NIR y la combinación de imagen y de técnicas espectroscópicas para la medición de la madurez. Otras técnicas que se están implementando son la nariz electrónica para detección de podridos y madurez, la fluorescencia de clorofila para la madurez y los Rayos X para la calidad interna. También se están desarrollando métodos de selección para características propias de una variedad, como puede ser el podrido interno en la granada Wonderful.

8. Calibrado El calibrado es la clasificación de la fruta en función del tamaño y en algunos casos también del color. Es también obligatorio por la norma de calidad y a su vez es un requisito de los clientes. Los calibradores pueden ser mecánicos o electrónicos. Los calibradores mecánicos utilizan el diámetro ecuatorial de la fruta para la clasificación. Estos equipos tienen cada vez menos presencia en las centrales, con algunas excepciones como cuando se trabaja fruta con hoja. Calibradores electrónicos Los calibradores electrónicos pueden calibrar o por el diámetro y el color a través de videocámaras o por peso mediante el uso de células de carga. Todos están equipados con un ordenador central que recibe la señal de cada fruta individual y la dirige hacia una salida predeterminada donde se libera la fruta. Los calibradores pueden utilizar cadenas o copas para el transporte de la fruta hasta su salida (Figura 11).

www.bibliotecahorticultura.com

109


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 11. Calibrador electrónico

Los calibradores electrónicos proporcionan a la central información de la cantidad y la calidad de la fruta que se está trabajando de forma que se facilita su gestión posterior. En la actualidad existe una tendencia a desarrollar calibradores multiproducto que permiten a la central optimizar el uso de sus recursos cuando trabajan con más de un producto.

9. Envasado El envasado es la preparación de los frutos en unidades de venta. Para un buen desarrollo del proceso de envasado en la central es preciso que tanto el suministro de los materiales de envasado como la salida de los envases llenos se realice con fluidez. El envasado puede ser manual o automático. El envasado manual suele utilizarse para presentaciones especiales como puede ser la fruta con hoja. El envasado manual suele utilizarse para hacer una última selección o repaso. Envasado automático Dentro del envasado automático existen diferentes modos de realizarlo, uno de los más comunes es el automático a granel, en el que se llenan las cajas hasta alcanzar un peso o un número de unidades predeterminado. Con este sistema no se obtiene una buena presentación de la fruta, por lo que se ha desarrollado las máquinas encajadoras, que a través de ventosas de succión van llenando la fruta en la caja por capas ordenadas (Figura 12).

110

www.bibliotecahorticultura.com


1.6. Línea de manipulación

Figura 12. Encajadora automática por capas

Aparte existe una amplia variedad de sistemas automáticos de envasado en forma de mallas, bolsas, flow-pack o cestas. Todos ellos incluyen un sistema de pesada, de encajado y de corte o cierre del envase. Encerado de la capa superior Es habitual en los cítricos y en otras frutas aplicar una capa de cera en la parte superior de la fruta encajada. El objeto es, aparte de mejorar el aspecto de la fruta, dar una mayor protección a la que está más expuesta a las condiciones ambientales. La aplicación se puede hacer tanto de forma manual, como a través de equipos automáticos de pulverización. Normalmente se utiliza una cera a base de agua para los cítricos o un recubrimiento comestible para el resto de las frutas (Figura 13).

Figura 13. Aplicación de cera en la capa superior

10. Expedición Consiste en la preparación de la fruta para el transporte. Para este fin las cajas se estiban en palets que posteriormente se embalan para facilitar su manipulación. Son sistemas muy automatizados y en la actualidad es muy habitual el uso del preenfriado antes del transporte para reducir la temperatura interna de la fruta y de esta manera facilitar el mantenimiento posterior de la cadena de frío, lo que repercute sobre la calidad de la fruta y su tiempo de vida.

www.bibliotecahorticultura.com

111


1. Bases de la tecnología poscosecha

En la actualidad se está trabajando en la reducción del uso del plástico y su sustitución por envases de cartón, así como la robotización del envasado. También se están desarrollando sistemas de atmósfera modificada o controlada para los palets (Figura 14).

Figura 14. Contenedores individuales de atmósfera controlada

11. Procesos auxiliares Línea de precalibrado En algunas centrales, cuando la fruta llega al almacén, se pasa inmediatamente por una línea que se llama de precalibrado, con el fin de tratarla a la vez que se separa por calibre, color y en algunas ocasiones por color. La línea de precalibrado consta de los siguientes elementos: volcado, selección, tratamiento, calibrado, llenado y paletizado. La principal ventaja de la línea de precalibrado es que nos permite obtener información de cada una de las partidas que llegan al almacén, de forma que podemos almacenar la fruta según las características que nos convenga, lo que nos proporciona posteriormente una mejor gestión de las ventas. Además, también permite obtener un mejor rendimiento de las máquinas automáticas de la línea de confección. Limpieza de envases Para evitar que la contaminación se traslade desde el almacén al campo y a otras partidas de fruta es necesario la limpieza y desinfección de los envases, que se realiza a través de la lavadora de envases (Figura 15).

Figura 15. Lavadora de envases

112

www.bibliotecahorticultura.com


1.6. Línea de manipulación

Las lavadoras realizan las siguientes funciones: lavado o eliminación de los restos orgánicos mediante el uso de detergentes alcalinos de baja espuma, desinfección o eliminación de los hongos o esporas mediante el uso de biocidas compatibles con el uso de detergentes, secado o eliminación del agua mediante el uso de ventiladores con aire frío o caliente y enfardado o paletizado para la reducción del espacio ocupado por los envases vacíos que ya están limpios antes de volver a usarlos. Sistemas de desinfección automática Son sistemas con boquillas fijas, que se colocan en el almacén o en las cámaras y que se utilizan para la nebulización de un biocida. Suelen colocarse en las zonas de mayor contaminación de la central, normalmente en la zona de volcado y preselección, o donde mayor sensibilidad tiene la fruta al desarrollo del podrido como es el caso de las cámaras de conservación o maduración (Figura 16).

Figura 16. Desinfección automática del almacén

Los equipos se programan para que entren en funcionamiento cuando no hay personal en la central ya que no tiene que haber contacto ni con el personal ni con la fruta. Depuración de vertidos Se utilizan equipos compactos y automáticos que son capaces de degradar concentraciones elevadas de fitosanitarios, como las que nos encontramos en los vertidos del Drencher o de la balsa, de forma que se puede alcanzar niveles de residuos inferiores a los permitidos para el vertido. En algunos casos sirven para facilitar el trabajo de la depuradora de la central o del polígono donde está ubicada (Figura 17).

Figura 17. Sistema de degradación de fitosanitarios

www.bibliotecahorticultura.com

113


1. Bases de la tecnología poscosecha

En la actualidad se está trabajando en la depuración de las aguas residuales totales de la central mediante equipos de ozono. Eliminación de la astringencia En el caso del caqui un proceso básico es el de la eliminación de la astringencia, que consiste en insolubilizar los taninos solubles que son los responsables de la sensación de aspereza en la boca. El método más usual es la utilización del dióxido de carbono a una concentración mayor del 95% durante 24 horas en una cámara a temperatura mayor de 20ºC. Un sistema complementario es el método mixto en el que además del dióxido de carbono se emplea etanol, con lo que se consigue mejorar el rendimiento del proceso cuando la temperatura es inferior a 20ºC. En la actualidad se está buscando la sustitución del uso del dióxido de carbono para evitar los problemas de manipulación y los daños que produce en los frutos. Eliminación de la acción del etileno El etileno actúa como catalizador de las reacciones que provocan la madurez y la senescencia de la fruta. En las frutas climatéricas es muy importante su eliminación para conservar la calidad. Se utilizan fundamentalmente dos métodos, el primero basado en la absorción a través de bolsas o filtros de permanganato y más recientemente el bloqueo de los receptores de etileno en la fruta mediante el uso de 1-MCP (Smartfresh, Fysium). Este último producto se aplica a la fruta en la cámara en forma de gas que se genera in-situ. Mantiene la firmeza y retrasa la senescencia. Valorización de subproductos Un proceso que aún está lejos de conseguirse de forma plena es la reutilización de los residuos de la comercialización de las frutas para obtener subproductos de valor añadido. A la clásica utilización para pienso para el ganado de los destríos, se une la posibilidad de extraer aceites esenciales de la piel, bioetanol a partir de la piel y los residuos de las frutas, y productos como antioxidantes, limoneno, licopeno y otros de alto valor añadido.

114

www.bibliotecahorticultura.com


1.7. TECNOLOGÍAS DE ENVASADO PARA FRUTAS Y VERDURAS FRESCAS Rafael Gavara, Pilar Hernández-Muñoz rgavara@iata.csic.es Packaging Group, Instituto de Agroquímica y Tecnología de los Alimentos, IATA-CSIC

Índice 1. 2. 3. 3.1. 3.2.

Introducción Envasado en atmosfera modificada (MAP) Sistemas de envasado activo Envases activos para controlar la composición atmosférica del espacio de cabeza Envasado activo antimicrobiano

115 118 121 123 128

Resumen El envasado es una de las principales tecnologías para reducir o retrasar los cambios físicos, químicos y microbiológicos que tienen lugar en las frutas y hortalizas después de la cosecha, lo que reduce la pérdida de calidad y aceptabilidad durante la distribución y comercialización. Entre las alternativas de envasado, el envasado en atmósfera modificada (MAP) es la tecnología de conservación más común para productos frescos, ya que puede ayudar a disminuir la tasa de respiración, retardar o prevenir el crecimiento microbiano y reducir la actividad metabólica y la pérdida de humedad en frutas y verduras. Si bien esta tecnología de envasado en combinación con la refrigeración puede retrasar el deterioro del producto fresco, no siempre es suficiente para mantener la calidad del producto durante el período de comercialización deseado. Como alternativa, el envasado activo abre una forma efectiva y económica de aumentar la vida útil del producto fresco durante el transporte y la comercialización.

1. Introducción Las frutas y hortalizas son alimentos altamente perecederos por lo que un sistema de envasado apropiado es esencial para mantener la seguridad y la calidad del producto desde el campo hasta la mesa. Las etapas sucesivas del manejo, transporte y comercialización de frutas y hortalizas frescas conllevan diferentes necesidades y, por lo tanto, imponen diferentes demandas en el sistema de envase y embalaje (Figura 1).

115


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 1. Efectos de los envases en la conservación de frutas y verduras frescas

Tanto los fabricantes de envases como los envasadores desarrollan continuamente nuevos envase y tecnologías de envasado para frutas y hortalizas frescas respondiendo a la demanda de productos frescos o mínimamente procesados con las máximas garantías de calidad y seguridad. En un primer paso para mejorar la estabilidad del producto se emplean sistemas que reducen el daño por golpes y colisiones en envases de producto a granel que se incorporan a las cajas de madera, cartón o plástico. La Figura 2 muestra algunos de estos sistemas.

Figura 2. Sistemas de protección contra daños físicos causados por colisión

En las últimas décadas, uno de los métodos más utilizados para mejorar la conservación de los alimentos frescos es el empleo y control de mezclas gaseosas en el espacio de cabeza. Una composición adecuada de los gases en la atmósfera interior del envase puede reducir el crecimiento microbiano, la velocidad de las reacciones químicas internas o las interacciones con el entorno. La tecnología de envasado en atmósfera modificada (MAP, por sus siglas en inglés) consiste en reemplazar el aire ambiente con una mezcla de gases, normalmente N2, O2 y CO2, en ciertas proporciones iniciales que evolucionan con el tiempo en función de la naturaleza del producto, las características del envase y las condiciones de almacenamiento (Catalá y Gavara, 2000). En frutas y hortalizas frescas, el envasado en atmósfera modificada ayuda a reducir la tasa de respiración, la actividad metabólica y la pérdida de humedad del producto y a reducir o prevenir el crecimiento microbiano, además de proteger contra daños mecánicos durante la manipulación comercial (Kader y Watkins, 2000). La tecnología de envasado en atmósfera

116

www.bibliotecahorticultura.com


1.7. Tecnologías de envasado para frutas y verduras frescas

modificada proporciona una manera efectiva y de costo relativamente bajo para prolongar la vida útil de las frutas y verduras frescas y garantizar su calidad y seguridad alimentaria. En la práctica, MAP debe adaptarse a las demandas específicas para cada producto y condiciones de distribución y comercialización, ya que los efectos de la composición atmosférica particulares no son los mismos. La elección adecuada del envase debe tener en cuenta las propiedades de barrera contra diferentes gases y vapores, ya que la atmósfera que se genera naturalmente después del sellado del envase es el resultado del equilibrio entre la captación y emisión de gases por parte del producto y la difusión de gases a través de las paredes del envase. Cuando se envasan frutas o verduras de alta velocidad de respiración, es conveniente utilizar el aire como la atmósfera inicial, ya que su composición cambiará rápidamente hasta que se alcance un estado estacionario o una atmósfera modificada en equilibrio, que debe estar tan cerca como sea posible de las condiciones de conservación óptima del producto. Aunque el envasado y el enfriamiento en atmósfera modificada retrasan el deterioro de las frutas y hortalizas frescas, no siempre son suficientes para mantener la calidad del producto durante todo el período de comercialización deseado. Una alternativa emergente que se está promoviendo es el uso de sistemas de envasado activo, que está demostrando un éxito creciente para ciertos productos. Esta técnica de conservación de alimentos se basa en hacer uso de las posibles interacciones entre el envase y el producto y/o el medio ambiente. Cuando las frutas y verduras se almacenan en una atmósfera modificada, generan y consumen gases como el oxígeno y el dióxido de carbono. Ciertas sustancias que generan o eliminan estos gases pueden incluirse en el envase y ayudan a mantener una atmósfera más adecuada para la conservación del alimento. Se denomina sistema de envasado activo al sistema alimento/envase/ambiente que funciona de manera coordinada para mejorar la calidad y seguridad de los alimentos envasados y aumentar su vida útil (Catalá y Gavara, 2001). Esta definición amplía el concepto de envase: en lugar de un simple contenedor o "envase pasivo", se convierte en un "envase activo" que desempeña un papel activo en el mantenimiento o incluso la mejora de la calidad de los alimentos envasados. El sistema de envasado corrige las deficiencias del sistema de conservación de varias formas: a) puede actuar sobre la composición de la atmósfera interna mediante el uso de materiales o sustancias permelectivas que emiten o retienen gases y vapores, b) sobre la composición o características del alimento mediante la liberación de sustancias que tienen un efecto beneficioso sobre el mismo, o c) absorbiendo o reteniendo componentes indeseables. Se han propuesto muchos tipos diferentes de envases activos para controlar diferentes problemas de pérdida o deterioro de la calidad de los alimentos que incluyen: a) el control de gases (oxígeno, dióxido de carbono, etileno, etc.) y la humedad dentro del envase, b) la liberación de conservantes químicos o aromas, c) la retención de sabores desagradables y sustancias indeseables, y d) el control de la contaminación microbiana. Muchos de estos tienen aplicaciones en envases de frutas y verduras. Este capítulo analiza ambas tecnologías, MAP y envasado activo para la comercialización de frutas y verduras frescas.

www.bibliotecahorticultura.com

117


1. Bases de la tecnología poscosecha

2. Envasado en atmosfera modificada (MAP) El objetivo básico de la tecnología de envasado en atmósfera modificada (MAP) es reducir la tasa de respiración, la emisión de etileno y el crecimiento microbiano, y retardar el deterioro enzimático mediante cambios en el medio gaseoso que rodea al producto. La modificación de la atmósfera generalmente implica reducir la concentración de O2 y aumentar la de CO2 porque esto disminuye la tasa de respiración de frutas o vegetales frescos, así como toda la actividad aeróbica. El CO2 actúa como un agente bacteriostático y fungistático, retrasando y reduciendo la multiplicación de microorganismos aeróbicos y posponiendo la senescencia del producto. Por lo tanto, la atmósfera adecuada debe seleccionarse cuidadosamente para limitar todas las actividades indeseables y para extender la vida útil del producto. Es obvio que la mejor composición del gas dependerá de las características del producto y de las condiciones de producción y almacenamiento. En frutas y hortalizas frescas, se puede crear una atmósfera modificada de equilibrio (envasado de atmósfera modificada de equilibrio, EMAP) mediante un equilibrio de los gases involucrados en los procesos metabólicos entre los procesos de respiración del producto y la permeación a través del material de envasado (Eskin y Robinson, 2001), es decir, cuando las tasas de generación de CO2 y consumo de O2 son iguales a las tasas de transferencia a través del envase a la temperatura de almacenamiento (ver Figura 3). La efectividad del sistema se logra controlando los factores que afectan la respiración del producto (temperatura, concentración de etileno, luz, etc.) o las tasas de transmisión de gas (permeabilidad del polímero, espesor y área de la película, temperatura, humedad relativa, etc.).

Figura 3. Evolución de la atmósfera del envase de una bolsa con 200 g de lechuga Iceberg

Los EMAP inadecuados hacen que el producto se exponga a presiones parciales de O2 y CO2 más allá de los límites de tolerancia del producto. Por ejemplo, el uso de envases de baja permeabilidad da como resultado concentraciones bajas de O2 y elevadas de CO2, lo que lleva al desarrollo de sabores desagradables (acumulación de etanol, acetaldehído y otros compuestos volátiles), ablandamiento de los tejidos vegetales, desarrollo de reacciones de deterioro fisiológico, mayor susceptibilidad al ataque de patógenos y al crecimiento de microorganismos anaeróbicos debido a la reducción o eliminación de O2 en el espacio de cabeza (Eskin y Robinson, 2001). Por otro lado, el uso de envases excesivamente permeables conduce a altas concentraciones de oxígeno y bajas concentraciones de dióxido de carbono que no producirán el efecto deseado y el producto mostrará un envejecimiento rápido.

118

www.bibliotecahorticultura.com


1.7. Tecnologías de envasado para frutas y verduras frescas

Las composiciones de atmósfera modificada de equilibrio óptimo para productos frescos varían según la especie, el estado de maduración, la temperatura y la duración del almacenamiento (Kader, 1996). En general, la cantidad de O2 requerida para prolongar la vida útil de los productos frescos es inferior a la de la composición del aire, siempre dependiendo del producto que se envasa, pero nunca por debajo del 1%, evitando así la respiración anaeróbica y el desarrollo de microorganismos anaerobios. La presión parcial de CO2 a menudo es alta, para suprimir la síntesis de etileno y el crecimiento microbiano. Estos dos objetivos se logran seleccionando un material polimérico con permeabilidad adecuada para estos gases (Hurme et al., 2002) (Figura 4).

Figura 4. Factores a considerar en el envasado en atmosfera modificada de productos frescos

La industria de envases flexibles ha respondido a los requisitos específicos de permeabilidad a gas de los productos frescos gracias a la variedad de materiales plásticos con una amplia gama de permeabilidades que permite lograr atmósferas modificadas en equilibrio adecuadas. Los más utilizados son el polietileno de baja densidad (LDPE), el polipropileno (PP) y el cloruro de polivinilo (PVC) plastificado o flexible (Catalá y Gavara, 2000). Se están desarrollando materiales con permeabilidades selectivas, es decir, con relaciones variables de permeabilidad a los gases de respiración que permiten alcanzar la composición de equilibrio final adecuada para el producto envasado. La Tabla 1 presenta los valores de permeabilidad al oxígeno, dióxido de carbono y vapor de agua de varios materiales básicos, así como películas de biopolímero. Como puede verse, en la mayoría de los materiales, la permeabilidad al CO2 es cuatro veces mayor que la del O2, aunque varios materiales han ampliado las opciones para lograr las condiciones óptimas de MAP.

www.bibliotecahorticultura.com

119


1. Bases de la tecnologĂ­a poscosecha

Tabla 1. Permeabilidad al oxĂ­geno, diĂłxido de carbono (a 23 ℃) y tasa de transmisiĂłn de vapor de agua (a 38 ℃ y 90% HR) de diversos materiales para MAP

PolĂ­mero LDPE MDPE HDPE EVA PP ABS PS PVC rĂ­gido PVC flexible PET Ă cido polilĂĄctico AlmidĂłn/pululano Quitosano 90% HR Gluten 40%RH Gluten 90%RH

PO2 đ?’„đ?’Žđ?&#x;‘ ∙ đ?’Žđ?’Ž đ?’Žđ?&#x;? ∙ đ?’…Ă­đ?’‚ ∙ đ?’‚đ?’•đ?’Ž 196 100 73 180 59 80 100 1,9 93 1,8 148,5 3,59 10,4 0,25 14,3

PCO2 đ?’„đ?’Žđ?&#x;‘ ∙ đ?’Žđ?’Ž đ?’Žđ?&#x;? ∙ đ?’…Ă­đ?’‚ ∙ đ?’‚đ?’•đ?’Ž 984 400 228 1100 216 350 300 7,9 300 9,44 481 7,7 175 1,1 97

WVTR đ?’ˆ ∙ đ?’Žđ?’Ž đ?’Žđ?&#x;? ∙ đ?’…Ă­đ?’‚ 0,4 0,28 0,17 4,5 0,1 6 4 1,2 10 0,5

PCO2/ PO2 5 4 3,1 6,1 3,7 4,4 3 4,2 3,2 5,2 3,2 2,1 17 6 25

Los productos frescos con tasas de respiraciĂłn muy altas, como fresas, brĂłcoli, espĂĄrragos o champiĂąones, requieren pelĂ­culas con una permeabilidad muy alta a los gases. Las pelĂ­culas producidas a partir de polietileno metalocĂŠnico presentan permeabilidades en el rango de 500 a 1000 cm3.mm/m2.dĂ­a.atm, asĂ­ como una mayor claridad y el inicio de termosellado a baja temperatura. Aditivos especiales, incluidas microcargas inorgĂĄnicas, se incorporan a los polĂ­meros para generar discontinuidades alcanzĂĄndose permeabilidades superiores a 10.000 cm3.mm/m2.dĂ­a.atm (LeMaire, 2004; Rooney, 1995). Alternativamente, se puede conseguir elevados intercambios de gases con materiales porosos o microperforados obtenidos por perforaciĂłn mecĂĄnica o por radiaciĂłn lĂĄser. Al seleccionar la cantidad y el diĂĄmetro de los poros, se pueden controlar las concentraciones de O2, CO2 y etileno dentro del envase, evitando la acumulaciĂłn de gas en el espacio de cabeza (Lee et al., 1992). TambiĂŠn se estĂĄ haciendo uso de pelĂ­culas y recubrimientos a base de proteĂ­nas y polisacĂĄridos, que pueden proporcionar permeabilidades selectivas para el CO2 y el O2 diferentes, extendiendo asĂ­ la vida Ăştil de algunas frutas y verduras (Guilbert, 1997). Como se puede ver en la Tabla 1, estas pelĂ­culas proporcionan relaciones de permeabilidad de CO2/O2 altas y, por lo tanto, permiten mantener una concentraciĂłn baja de O2 mientras se evita el daĂąo por exceso de CO2. Se espera que la prĂłxima generaciĂłn de pelĂ­culas que se estĂĄn desarrollando ahora pueda ajustar su permeabilidad al gas a las necesidades particulares del producto envasado. AsĂ­ se utilizan materiales polĂ­meros que pueden variar su permeabilidad en relaciĂłn con los cambios de temperatura, produciendo una transformaciĂłn reversible en su matriz polimĂŠrica de un estado cristalino a un estado amorfo una vez que se alcanza una temperatura determinada (Hurme et al., 2002). Aunque en general se aconsejan bajas temperaturas para productos frescos porque se ralentiza su metabolismo, es frecuente la exposiciĂłn a temperaturas fluctuantes durante el transporte, almacenamiento y comercializaciĂłn. Estos cambios son un

120

www.bibliotecahorticultura.com


1.7. Tecnologías de envasado para frutas y verduras frescas

problema en el diseño de EMAP porque la dependencia con la temperatura de la respiración es diferente a la de la permeabilidad (Cameron et al., 1995). Por lo tanto, cuando la temperatura aumenta, la respiración tiende a aumentar más que la permeación, pudiéndose alcanzar condiciones fermentativas. Este efecto adverso podría contrarrestarse con un dispositivo de seguridad como una válvula o película sensible a la temperatura que permita que ingrese más O2 al subir la temperatura por encima de un valor umbral (Exama et al., 1993) Una de las claves del éxito en la aplicación industrial del envasado en atmósfera modificada para frutas y verduras frescas es una elección adecuada de los materiales de envasado y las condiciones de trabajo. En la práctica industrial, los sistemas de envasado generalmente se optimizan a través de sucesivas experiencias de "prueba y error". En otras palabras, se prueban diferentes materiales y condiciones de trabajo y la evolución de la atmósfera dentro del envase y de las características clave de calidad y frescura del producto envasado se monitorea durante el período de almacenamiento. Debido a que estas pruebas requieren mucho tiempo y no siempre proporcionan resultados definitivos, se está prestando mucha atención y esfuerzo a los estudios de modelización de procesos para predecir y optimizar los procesos de envasado. El primer paso hacia el modelado MAP para un producto en particular debe ser estudiar el efecto de los diversos gases en el producto y determinar el rango de composición de la atmósfera más adecuado para mantener la calidad del producto. Esto normalmente se realiza analizando la evolución del producto durante un período de almacenamiento en atmósfera controlada con el producto expuesto a una mezcla constante de gas (Almenar et al., 2006). Un ejemplo de este tipo de estudios puede encontrarse en los artículos de Castellanos et al., 2016 y 2017.

3. Sistemas de envasado activo Durante las últimas décadas, se han desarrollado las tecnologías de envasado activo, nuevas tecnologías de conservación de alimentos basadas en el uso o la mejora de los mecanismos de interacción del sistema alimento/envase/entorno para mejorar la calidad y seguridad de los alimentos envasados y aumentar su vida útil. Esto da lugar al concepto de envasado activo como un sistema de envasado que tiene un efecto deseable en los alimentos envasados, además de servir como recipiente y como barrera pasiva frente al entorno externo. Las regulaciones europeas de 2004 sobre materiales y objetos destinados a entrar en contacto con alimentos definen a los materiales y artículos activos como materiales y artículos destinados a prolongar la vida útil o para mantener o mejorar el estado de los alimentos envasados y están diseñados para incorporarlos deliberadamente. componentes que liberarían o absorberían sustancias en o desde el alimento envasado o del entorno que rodea al alimento (Reglamento (CE), 2004). El concepto de envase activo tiene su base en las hojas que se usan tradicionalmente en numerosos países para cubrir ciertos productos y que dan al producto compuestos aromáticos o enzimas responsables de algunas de las características sensoriales por las cuales estos alimentos son apreciados, así como agentes antimicrobianos que ayudan a conservarlos. Los envases activos han tenido un gran éxito comercial y ya se han utilizado para muchos usos muy diversos.

www.bibliotecahorticultura.com

121


1. Bases de la tecnología poscosecha

Hay muchas formas de desarrollar envases activos, pero, básicamente, solo hay dos mecanismos: colocar el elemento activo en un dispositivo independiente dentro del envase junto con el producto, o hacer que el elemento activo sea parte de los materiales que forman las paredes o los cierres de los envases. Desde que estas tecnologías comenzaron a desarrollarse, la forma habitual de introducir un elemento activo ha sido utilizar una pequeña bolsa, paquete o etiqueta con la sustancia. La mayor parte de la primera generación de sistemas de envasado activo funciona de esta manera y sigue siendo un método ampliamente utilizado. La alternativa, que ya se está utilizando para algunos productos, es hacer que el principio activo sea parte del material de envase (ver Figura 5). De esta manera, no hay nada extraño en el interior del paquete que llame la atención de los consumidores y plantee dudas sobre la seguridad de los alimentos que van a consumir. También simplifica la tecnología de envasado eliminando el paso de colocar el sistema activo dentro del envase.

Figura 5. Incorporación de agentes activos en las estructuras del envase

Se han desarrollado envases activos para controlar diferentes problemas de deterioro de alimentos o pérdida de calidad. Los sistemas activos para controlar las atmósferas de los envases o la contaminación microbiana están encontrando aplicaciones en el envasado de frutas y vegetales frescos. La Figura 6 muestra un diagrama de las tecnologías de envasado activo más comunes para productos frescos.

Figura 6. Esquema de los mecanismos de actividad de las principales tecnologías de envasado activo utilizadas en la comercialización de productos vegetales frescos.

122

www.bibliotecahorticultura.com


1.7. Tecnologías de envasado para frutas y verduras frescas

3.1. Envases activos para controlar la composición atmosférica del espacio de cabeza Uno de los principales focos de atención en el desarrollo de envases para productos frescos es el control y la modificación de la composición del espacio de cabeza. En consecuencia, se han diseñado varias tecnologías de envasado activo para obtener una composición de gas adecuada (oxígeno, dióxido de carbono, humedad y etileno) para la conservación de un alimento específico. Secuestradores de oxígeno El oxígeno es un reactivo necesario para la mayoría de los procesos metabólicos y bioquímicos que tienen lugar durante la maduración de los productos de frutas y verduras, por lo que reduciendo su concentración se pueden ralentizar estos procesos (Jayas y Jeyamkondan, 2002). Altos niveles de O2 conducen al crecimiento de microorganismos, al desarrollo de sabores desagradables, a cambios de color y pérdidas nutricionales, lo que provoca una reducción general de la vida útil del producto envasado (Ozdemir y Floros, 2004). La reducción del oxígeno a los niveles más bajos posibles, sin dar lugar a la glucólisis anaeróbica o la producción de metabolitos fermentativos que causan sabores desagradables, produce una reducción en la tasa de respiración del producto, una disminución o supresión de la síntesis de etileno, una desaceleración del catabolismo y del ablandamiento de sustancias peptídicas por solubilización y reducción de sustancias de reserva. El uso de sistemas de captación de oxígeno es una de las mejores formas de controlar el oxígeno presente en el espacio de cabeza del envase, ya que puede reducir la concentración de oxígeno a niveles muy bajos (incluso menos de 0.01%) que son imposibles de lograr por barrido de gases o vacío (Smith et al., 1990). Las tecnologías de absorción de oxígeno se basan en la oxidación de compuestos tales como polvo de hierro, ácido ascórbico, dienos fotosensibles, glucosa (reacción enzimática catalizada por la glucosa oxidasa y alcohol oxidasa), ácidos grasos insaturados (ácidos oleico, linoleico y linolénico), glucosa alcalina, etc. (Eskin y Robinson, 2001; Suppakul et al., 2003), que normalmente se combinan y se colocan en sobres hechos de un material permeable al oxígeno. Los sistemas más utilizados son los que se basan en polvo de hierro (1 g de hierro reacciona con 300 ml de O2) junto con derivados de ácido ascórbico o enzimas. Los sobres comerciales que contienen polvo de hierro absorben entre 5 y 2,000 ml de O2, dependiendo de la cantidad de activo contenido, y son más efectivos en combinación con materiales de envase con barrera contra el oxígeno, que evitan su saturación y pérdida de eficacia (Ahvenainen y Hurme, 1997). Algunos secuestradores de oxígeno se incorporan en las paredes del envase como se recoge en la Tabla 2.

www.bibliotecahorticultura.com

123


1. Bases de la tecnología poscosecha

Tabla 2. Secuestradores de oxígeno comerciales para el envasado de alimentos Actividad Film secuestrador O2 Film secuestrador O2 Film secuestrador O2 Etiqueta secuestradora O2 Etiqueta secuestradora O2 Recubrimiento secuestrador O2 Sachet secuestrador O2, generador CO2 Sachet secuestrador O2, generador CO2

Nombre Comercial Darfresh FlavalocTM Fresh Activ-pak FreshMax Freshilizer

Empresa Cryovac, Sealed Air Corporation, Duncan, SC, USA, www.sealedair.com/products/food/ Garwood Packaging Inc., Indianapolis, USA, freepatentsonline.com/6866832.html CSP Technologies, USA, www.csptechnologies.com/ Multisorb Technologies, US, www.multisorb.com/products/ Toppan Printing, Japan, www.toppan.co.jp/english/ International Paper (USA) www.yet2.com/app/insight/tmrdetails/1030?sid=200

Ageless

Mitsubishi Gas Chemical, Japan, www.keepsafe.ca/scavengers.shtml

Freshmax

Multisorb Technologies, USA, www.multisorb.com/products/oxygen/

Para un rendimiento adecuado, estos absorbentes suelen ir acompañados de materiales de envase con baja permeabilidad al O2, como láminas de aluminio, EVOH, PVdC, etc. (Catalá y Gavara, 1997). Sin embargo, como los productos frescos no pueden envasarse en condiciones anaeróbicas, los secuestradores de oxígeno no deben utilizarse para eliminar el oxígeno, sino para reducir la concentración de este gas a niveles adecuados. Emisores/adsorbedores de CO2 El aumento de la cantidad de dióxido de carbono dentro del envase es muy beneficioso para prolongar la vida útil de ciertas frutas y verduras porque retrasa su respiración, reduce los cambios de color, mejora la textura y retrasa el desarrollo de bacterias, mohos y levaduras. La emisión de dióxido de carbono para mantener concentraciones del 20% o más, puede usarse para suprimir el crecimiento microbiano (Ozdemir y Floros, 2004) y también para prevenir el colapso del paquete o el vacío parcial causado por el consumo de O2 por productos de frutas y verduras de alta respiración o si se usa un absorbente de O2 (Vermeiren et al., 1999; López-Rubio et al., 2004). Los emisores de CO2 también ayudan a neutralizar las altas tasas de transmisión de CO2 de la mayoría de los materiales poliméricos (P (CO2) / P (O2) ~ 3-4). Sobres que contienen bicarbonato de sodio (Rooney, 1997) pueden generar el dióxido de carbono requerido para controlar la respiración del producto. Estos sobres se presentan principalmente en forma de función dual, es decir, la emisión de dióxido de carbono se acompaña de la absorción de oxígeno por el carbonato ferroso o una mezcla de ácido ascórbico y bicarbonato de sodio (Rooney, 1995), como en Ageless® y Freshmax® (Tabla 2). Estos sobres generalmente se colocan en envases hechos de materiales sintéticos que son poco permeables al CO2 (Catalá y Gavara, 1997). Para algunas frutas y verduras con altas tasas de respiración, el uso de materiales permeables es insuficiente para liberar el gas generado, lo que resulta en concentraciones excesivas de CO2

124

www.bibliotecahorticultura.com


1.7. Tecnologías de envasado para frutas y verduras frescas

dentro del envase y la consecuente aparición de malos olores o cambios de color rotura de tejidos, etc. Para estos productos, se emplean absorbentes de CO2 que utilizan hidróxido de calcio o carbón activado como agente activo (Català y Gavara, 2001). Secuestradores de etileno El etileno, una hormona vegetal producida durante la maduración de frutas y verduras, es responsable de modificar su calidad y longevidad al aumentar las tasas de respiración, suavizar los tejidos y acelerar el envejecimiento (Zagory, 1995). También promueve la degradación de la clorofila, dando lugar a una serie de trastornos fisiológicos como las manchas de color marrón en la lechuga, el amarilleo de los guisantes, el sabor amargo de las zanahorias, el brote en patatas, el endurecimiento de los espárragos, etc. (Tregunno y Tewari, 2000). La adición de absorbentes de etileno a los envases para productos de frutas y vegetales está dando buenos resultados en la prolongación de la vida útil del producto, facilitando así la comercialización y la exportación. Estos absorbentes se colocan actualmente dentro de un sobre, aunque la tendencia actual es integrarlos en el material que constituye la pared del envase. De todas las sustancias absorbentes de etileno (Tabla 3), la sustancia básica utilizada es el permanganato de potasio (4-6%) integrado en un sustrato inerte como gel de sílice, alúmina, perlita, vermiculita, etc. (Abeles et al., 1992; Piergiovanni, 1998). Este compuesto se comercializa en sobres que lo mantienen separado del producto envasado porque es potencialmente peligroso. Comercialmente, la actividad de los absorbentes de etileno y la capacidad de absorción de etileno se rigen por el área de superficie de la bolsita y la cantidad de la sustancia activa. El permanganato oxida el etileno a acetato y etanol, cambiando de color púrpura a marrón como consecuencia de su reducción. El carbón activado es otro absorbente de etileno basado en su sorción y posterior eliminación, aunque requiere la presencia de un catalizador.

www.bibliotecahorticultura.com

125


1. Bases de la tecnología poscosecha

Tabla 3. Secuestradores de etileno comerciales Actividad Sachets secuestradores

Nombre Comercial Peakfresh

Sachets secuestradores

Ethylene Control

Sachets secuestradores

Green Keeper

Sachets secuestradores

Retarder

Sachets secuestradores

Neupalon, Neopak

Sachets secuestradores

Hatofresh

Bolsa secuestradora

Orega

Bolsa secuestradora

BO

Bolsa secuestradora

Profresh

Bolsa secuestradora Bolsa secuestradora Cartón secuestrador Cartón secuestrador

Primavera Glad Keep Fresh Fresh Case FrissPack

Compañía Multiflex Packaging Pty Ltd, Victoria, Australia, www.peakfresh.com/index1.htm Ethylene Control Inc., USA, www.ethylenecontrol.com / Disgarmat, Spain, http://greenkeeperiberia.es/sachets-de-etileno/ Bioconservacion, Spain, www.bioconservacion.com Sekisui Jushi, Japan, www.sekisuijushi.cn/en/index.htm Honshu Paper, Japan, www.kamipa.co.jp/eng/index.htm l Cho Chang Heung San Co. Ltd., Korea, trade.coa.gov.tw:8080/Chinese/TOD/Korea.jsp Odja Shoji Co. Ltd., Japan, www.envaseyembalaje.com.mx/revista2005 Kemia-Handels, Austria, www.kemia.at Inpack Co., Italy Borden Filmpac Ltd, Auckland, New Zealand, Tohoku Industry Co., USA Dunapack Ltd, Hungary www.dunapack.hu/dp012012.html

Sin embargo, como la aceptación por parte del consumidor del uso de bolsitas absorbentes de etileno es limitada, la incorporación de los absorbentes en la matriz polimérica se está convirtiendo en una práctica cada vez más extendida. Se han desarrollado films con arcillas y zeolitas (Matsui, 1989; Sacharow, 2002) de plásticos como el polietileno. Existe cierta controversia acerca de por qué estas películas tienen éxito. En lugar de la eliminación de etileno por el polímero activo, la razón real podría ser la liberación rápida del envase a través de los poros o discontinuidades generadas en la película. El etileno se difunde más rápidamente a través de los poros generados que a través de la permeabilidad del propio material y los poros causan una rápida disminución en el CO2 y un aumento en el oxígeno, lo que favorece una disminución en el etileno, y los tres ejercen conjuntamente un efecto sobre la vida útil del producto envasado (Zagory, 1995). Estas propiedades de transporte de masa en el polímero dependen de la cantidad de material inorgánico incorporado. El uso de films de poliolefinas microperforados por estiramiento biaxial también proporciona control de la permeación de etileno, así como otros gases, lo que permite su aplicación a la conservación de productos de frutas y verduras (López-Rubio et al., 2004). También se conoce cómo la actividad y la reactividad del etileno se ven afectadas por otros gases como el oxígeno o el dióxido de carbono. En general, altas cantidades de CO2 y bajas cantidades de O2 evitan el uso de absorbentes de etileno.

126

www.bibliotecahorticultura.com


1.7. Tecnologías de envasado para frutas y verduras frescas

Controlador de humedad Como resultado de la transpiración del producto, el vapor de agua se acumula dentro del envase y se elimina parcialmente en el ambiente a través de las paredes del envase. Dependiendo del producto, esto puede provocar cambios no deseados, como el endurecimiento como resultado de la desecación, la absorción de la humedad de la superficie, la generación y acumulación de agua líquida y la condensación en el material de envase. El efecto resultante en la apariencia del producto puede llevar al rechazo del consumidor (Hurme et al., 2002). La cantidad de humedad que se acumula dentro del envase es el resultado de la humedad generada por el producto y el agua transferida a través de la pared del envase, factores que dependen de la tasa de respiración del producto y de las fluctuaciones de temperatura (Suppakul et al., 2003) y, en menor medida, en las propiedades de sorción del producto (Mazza y Jayas, 2001). Actualmente existen varios sistemas para evitar los inconvenientes asociados con la transpiración de frutas y verduras que incluyen sistemas de control de humedad o sistemas de amortiguamiento que pueden alcanzar los valores de humedad relativa deseados en el espacio de cabeza (Ozdemir y Floros, 2004); otros, como los sistemas de absorción de humedad, simplemente absorben el agua emitida por el producto (Opperman et al., 1999); finalmente, los sistemas antivaho evitan la condensación en gotas de agua en la pared interna del envase (Rooney, 1995; Suppakul et al., 2003; Vermeiren et al., 1999). Materiales desecantes en sobres, almohadillas y etiquetas que absorben la humedad, se están utilizando con éxito en el envasado de frutas y verduras. Logran una reducción del contenido de agua en la superficie del producto al reducir la fase de vapor en el espacio de cabeza del paquete, controlando así el crecimiento de mohos, levaduras y bacterias (Vermeiren et al., 1999). Son una solución para envasar productos tales como tomates y aguacates que no pueden conservarse a bajas temperaturas, ya que esto podría provocar pérdidas de color y sabor, mientras que mantenerlos a temperatura ambiente genera una gran acumulación de humedad en la atmósfera que los rodea. Los materiales utilizados como desecantes incluyen gel de sílice, óxido de calcio, cloruro de calcio, arcillas naturales y almidón modificado, que se pueden usar solos o en combinación (Ozdemir y Floros, 2004). Las aplicaciones que han aparecido en el mercado incluyen se incluyen en la Tabla 4. Tabla 4. Sistemas comerciales de control de humedad Actividad Sachets control H2O bolsas, etiquetas, papel

Nombre Comercial Desipak, Sorb-it, 2-in-1, Natrasorb, Trisorb, Minipax, Strippax, DesiMax Drikette

Film control H2O

Pichit

Film control H2O

Thermarite

Film control H2O

Peaksorb

Film control H2O

Toppan

Compañía Multisorb Technologies Inc., USA, www.multisorb.com Showa Denko Co., Japan, www.sdk.co.jp/html/english Thermarite, Malaysia , www.thermarite.com.my Peakfresh Products, Australia, www.peakfresh.com/index1.htm TM Toppan Printing Co., Japan

Otra forma de reducir la presencia de agua líquida es mediante el uso de películas humectantes,

www.bibliotecahorticultura.com

127


1. Bases de la tecnología poscosecha

que consiste en un material humectante colocado entre dos capas de una película delgada de polímero que es altamente permeable al vapor de agua. La aplicación de recubrimientos comestibles sobre frutas (Guilbert et al., 1997; Cuq et al., 1995) también se puede utilizar para controlar la transpiración del producto. Aunque la cera se ha utilizado tradicionalmente para evitar la deshidratación de estos productos, actualmente hay una gran variedad de formulaciones, incluidas proteínas, polisacáridos y mezclas, disponibles actualmente y que se utilizan con éxito (Fernández, 2000). Para controlar la cantidad de agua líquida generada por algunas frutas y verduras dentro del envase, varias compañías han desarrollado láminas absorbentes que consisten básicamente en un polímero superabsorbente como sales de poliacrilato y copolímeros de almidón intercalado entre dos capas de polímero microporoso (Matsui, 1989; Rooney, 1995). Estos dispositivos generalmente se colocan en las bandejas en las que se comercializa el producto fresco. Para evitar la formación de gotitas en el material de empaque que pueda impedir la inspección visual de los contenidos, se incorporan aditivos antivaho como etoxilatos o monoglicéridos no iónicos antes de su extrusión. Estos aditivos se usan debido a su capacidad para reducir la tensión superficial entre el polímero y el agua condensada (tienen el grupo apolar unido al plástico y el grupo polar en la interfase), por lo que las gotas que se condensan en la superficie del plástico tienden a unirse y formar una película delgada continua. Esto permite al consumidor ver el contenido claramente a través del material, aunque no afecta al producto porque no altera la cantidad de agua líquida dentro del envase (Hurme et al., 2002; Suppakul et al., 2003). 3.2.

Envasado activo antimicrobiano

El desarrollo de microorganismos es la principal causa de deterioro en frutas y vegetales frescos. Estos productos pueden estar contaminados por esporas y microorganismos que permanecen latentes hasta que las condiciones ambientales (humedad, O2, temperatura) sean favorables para su desarrollo. El uso de agentes antimicrobianos, compuestos que inhiben el crecimiento de mohos y bacterias sin presentar un riesgo para la salud del consumidor, es uno de los posibles métodos de control microbiológico. Sin embargo, su aplicación directa en la superficie del producto mediante pulverización o inmersión puede no ser muy efectiva, ya que su rápida difusión dentro del producto limita su efecto sobre la microbiota en superficie. Una alternativa es la tecnología de envasado activo antimicrobiano, que consiste en incorporar el agente activo en el envase para su posterior liberación a fin de mantener una concentración inhibitoria mínima en la superficie del producto durante un tiempo determinado. Sustancias antimicrobianas volátiles pueden incorporarse al envase, retenerse en materiales adsorbentes o colocarse en sobres porosos o permeables que los liberarán en el espacio de cabeza (Labuza y Breene, 1989; Toyo Ink MFG Co., 1992). La emisión de sustancias volátiles antimicrobianas como el etanol, el dióxido de azufre y el dióxido de carbono de los sobres requiere materiales de envasado con una permeabilidad media o alta para esos gases. Alternativamente, ya sea volátil o no, el agente activo puede introducirse en el polímero durante el procesamiento o aplicarse como un recubrimiento en la pared del envase (El Ghaouth et al., 1991). A pesar de esta amplia gama de posibilidades, no hay muchas aplicaciones comerciales de polímeros antimicrobianos disponibles para los alimentos, aunque son un foco de interés en gran parte de la investigación (Matsui, 1989).

128

www.bibliotecahorticultura.com


1.7. Tecnologías de envasado para frutas y verduras frescas

Las películas de polímeros antimicrobianos pueden proporcionar una liberación lenta de sustancias bactericidas o fungicidas compatibles con alimentos (Català y Gavara, 2001). Los agentes antimicrobianos que se han incorporado con éxito en envases y han demostrado ser muy efectivos incluyen dióxido de azufre, extracto de semilla de pomelo, imidazol, nisina, sorbato, etanol, etileno, lisozima, etil isocianato, etc. (Rooney, 1997). La emisión de compuestos volátiles puede controlar el crecimiento de hongos como Botrytis cinerea y Penicillium, Aspergillus y Rhizopus spp. en cítricos y bayas, aumentando su vida útil (Suppakul et al., 2003). El SO2, incorporado en el material como metabisulfito, es el más comúnmente usado debido a su efectividad contra el crecimiento de mohos en frutas como la uva (Suppakul et al., 2003; Ozdemir y Sadikoglu, 1998; Opperman et al., 1999; Thomas et al., 1995). Una gran cantidad de investigación se concentra en el uso de compuestos fungicidas y bactericidas obtenidos de frutas y verduras. Los compuestos que forman parte del aroma, como el hexenal, el 1-hexenol y el benzoato de metilo, son eficaces para inhibir el crecimiento del hongo Botrytis cinerea en fresas (Fallik et al., 1998). Del mismo modo, 2-nonanona es otro compuesto de aroma volátil que muestra propiedades fungicidas y fungistáticas, lo que aumenta la vida útil de las fresas y manzanas (Almenar et al., 2002; Leepipattanawit et al., 1997) (Figura 6). Los extractos naturales de plantas también son aditivos antimicrobianos muy efectivos y se han desarrollado materiales polímeros antimicrobianos impregnados con derivados de estos extractos (Suppakul et al., 2003).

Figura 6. Sistema de envasado antimicrobiano para fresas basado en la liberación de nonanona

Las películas y recubrimientos comestibles pueden prevenir el deterioro de la fruta o producto vegetal al reducir la tasa de respiración, proporcionando una buena barrera a la pérdida de humedad, etc., como se comentó anteriormente en la sección MAP, además de mejorar la apariencia del producto. La incorporación de agentes antimicrobianos por medio de recubrimientos comestibles está adquiriendo gran importancia en la conservación de frutas y verduras que normalmente se procesan y distribuyen en MAP (Ozdemir y Sadikoglu). En consecuencia, parecen presentar una alternativa a las películas sintéticas en la conservación de frutas y verduras frescas o ligeramente procesadas.

Bibliografía Abeles, F.B., Morgan, P.W., Salveit M.E. 1992, (1992). Ethylene in plant biology pp. 414. Cambridge: Academic Press, Inc

www.bibliotecahorticultura.com

129


1. Bases de la tecnología poscosecha

Ahvenainen, R., Hurme E. (1997). Active and smart packaging for meeting consumer demands for quality and safety. Food Add. Contam., 14: 753-763. Almenar, E., Del Valle, V., Sebastián, R., Lagarón, J.M., Gavara, R., Catalá R., 2002, Extending the shelf life of wild strawberries by means of the increase in the concentration of fungistatic and fungicidal compounds present in the aroma combined with MAP and low temperature. Proceedings of the 2nd Spanish Congress on Food Engineering (CESIA), Lleida (Spain). Almenar, E., Hernández-Muñoz, P., Lagarón, JM., Catalá, R., Gavara, R. (2006). Controlled atmosphere storage of wild strawberry fruit (Fragaria vesca L.). J. Agric. Food Chem. 54: 88-91. Cameron, A.C., Talasila, P.C., Joles, D.W. (1995). Predicting film permeability needs for modifiedatmosphere packaging of lightly. HortScience 30, 25-34. Castellanos, DA., Cerisuelo, JP., Hernandez-Munoz, P., Herrera, AO., Gavara, R. (2016). Modelling the evolution of O2 and CO2 concentrations in MAP of a fresh product: Application to tomato. J. Food Eng. 168, 84-95. Castellanos, DA., Mendoza, R., Gavara, R., Herrera, AO. (2017). Respiration and ethylene generation modeling of "Hass" avocado and feijoa fruits and application in modified atmosphere packaging. Intal. J. Food Prop. 20(2), 333-349. Catalá, R., Gavara, R. (1997). High barrier polymers for the design of food packaging. Food Engineering 2000, Fito, P., Ortega, E. and Barbosa, G.V. (Eds.) pp. 370-380. New York: Chapman & Hall. Catalá, R., Gavara, R. 2000, Trends in Food Engineering, Lozano, J., Añon, M.C., Parada-Arias, E. and Barbosa-Cánovas, G.V. (Eds.),. Aspen Publishers, Gaithersburg, Maryland (USA), pp. 311-324 Català, R., Gavara, R. (2001). Developments in active food packaging. Arbor CLXVIII 661: 109127. Cuq, R., Gontard, N., Guilbert, S. 1995, Active food packaging, Rooney, M.L., (Ed.), pp. 111-142. Glasgow: Blackie Academic and Professional. El Ghaouth, A., Arul, J., Ponnampalam, R., Boulet, M. (1991). Chitosan Coating Effect on Storability and Quality of Fresh Strawberries. J. Food Sci., 56: 1618-1620. Eskin, N.A.M., Robinson, D.S (2001). Food shelf life stability: chemical, biochemical, and microbiological changes. Boca Raton: CRC Press. Exama, A., Arul, J., Lencki, R., Li, Z. (1993). Suitability of various plastic films for modified atmosphere packaging of fruits and vegetables: gas transfer properties and effect of temperature fluctuation. Acta Horticulturae 343, 175-180. Fallik, E., Archbold, D.D., Hamilton-Kemp, T.R., Clements, A.M., Collins, R.W., Barth, M.M. (1998). (E)-2-hexenal can stimulate Botrytis cinerea growth in vitro and on strawberries in vivo during storage. J. Am. Soc. Hort. Sci., 123: 875-881.

130

www.bibliotecahorticultura.com


1.7. Tecnologías de envasado para frutas y verduras frescas

Fernández-Alvarez, M. (2000). Review: Active food packaging, Food Sci. Tech. Int., 6: 79-108. Guilbert, S., Cuq, B., Gontard, N. (1997). Recent innovations in edible and/or biodegradable packaging materials. Food Add. Contam. 14: 741-751. Hurme, E., Sipiläinen-Malm, T., Ahvenainen, R., Nielsen, T. 2002, Minimal processing technologies in the food industry. Ohlsson, T. and Bengtsson, N., (Eds.). Cambridge: Woodhead Publishing Ltd and CRC Press, LLC. Jayas, D.S., Jeyamkondan, S. (2002). Postharvest Technology: Modified Atmosphere Storage of Grains Meats Fruits and Vegetables. Biosyst. Eng., 82: 235-251. Kader, A.A. (1996). Biochemical and physiological basis for effects of controlled and modified atmospheres on fruits and vegetables. Food Technol.-Chicago 40: 99-104. Kader, A.A., Watkins, C.B. (2000). Modified Atmosphere Packaging—Toward 2000 and Beyond. HortTechnology 10: 483-486. Labuza, T.P., Breene, W.M. (1989). Applications of “active packaging” for improvement of shelf‐ life and nutritional quality of fresh and extended shelf‐life foods. J. Food Process. Pres., 13: 1-69. Lee, D-S., Haggart, P.E. , Yam, K.L. (1992). Application of ceramic-filled polymeric films for packaging fresh produce. Packaging Technol. Sci., 5: 27-30. Leepipattanawit, R., Beaudry, R.M., Hernandez R.J. (1997). Control of decay in modifiedatmosphere packages of sliced apples using 2-nonanone vapor. J. Food Sci., 62: 10431047. LeMaire, B. 2004, Fresh-cut produce fuels an America on-the-go. International fresh-cut produce association, Chapter IV, pp. 35. López-Rubio, A., Almenar, E., Hernández-Muñoz, P., Lagarón, J.M., Catalá, R., Gavara, R. (2004). Overview of Active Polymer-Based Packaging Technologies for Food Applications. Food Rev. Int., 20: 357-387. Matsui, M. 1989, Film for keeping freshness of vegetables and fruit. US Patent 4847145. Mazza, G., Jayas, D.S. 2001, Food shelf life stability: chemical, biochemical and microbiological changes, Eskin, N.A.M. and Robinson, D.S. (Eds.), pp. 149-17. Boca Raton CRC Press Inc. Opperman, W.J., Fourie, J.F., Sanderson, R.D., Britz, T.J. (1999). A monolithic device for inpackage SO2 generation for the control of postharvest Botrytis decay of table grapes. J. Food Quality 22: 427-438. Ozdemir, M., Floros, J.D. (2004). Active food packaging technologies. Crit. Rev. Food Sci., 44: 185-193. Ozdemir, M., Sadikoglu, H. (1998). A new and emerging technology: Laser-induced surface modification of polymers. Trends Food Sci. Tech., 9: 159-167. Piergiovanni, L. (1998). L´imballaggio funzionale: “active” and “intelligent” packaging. Info Sheet, 5.

www.bibliotecahorticultura.com

131


1. Bases de la tecnología poscosecha

Reglamento (CE) n° 1935/2004 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 27 de octubre de 2004, sobre los materiales y objetos destinados a entrar en contacto con alimentos y por el que se derogan las Directivas 80/590/CEE y 89/109/CEE. Diario Oficial de la Comunidades Europeas N° L 338 de 13/11/2004 Bruselas, Bélgica. pp. 0004-0014. Rooney, M.L. (1995). Active food packaging, M.L. Rooney, (Ed.), pp. 1-38. Glasgow: Blackie Academic & Professional. Rooney, M.L. (1995), Active food packaging. Rooney, M.L. (Ed.), pp. 74-110. Glasgow: Backie Academic & Professional. Rooney, M.L. 1997, The Wiley Encyclopaedia of Packaging Technology. 2nd Edn., Brody, L.A and Marsh, K.S. (Eds.), pp. 2-8. New York: John Wiley & Sons. Sacharow, S. (2002). Is the retort pouch really ready to replace the metal can? Paper, Film & Foil Converter 76/7. Smith, J.P., Ramaswamy, H.S., Simpson, B.K. (1990). Developments in food packaging technology. Part II. Storage aspects. Trends Food Sci. Tech., 1: 111-118. Suppakul, P., Miltz, J., Sonneueld, K., Bigger, S.W. (2003). Active Packaging Technologies with an Emphasis on Antimicrobial Packaging and its Applications. J. Food Sci., 68: 408-420. Thomas, P., Buhushan, B., Joshi, M.R. (1995). Comparison of the effect of gamma irradiation, heat-radiation combination, and sulphur dioxide generating pads on decay and quality of grapes. J. Food Sci. Technol., 32: 477-481. Toyo Ink MFG Co. 1992, Freshness-maintaining packaging material –has powers with ethylene absorbing and decomposition properties, antibacterial property powder, and water absorbing resin powder. Japanese Patent JP 04087965-A. Tregunno, N., Tewari, G. (2000). Innovative packaging solutions add value to Canadian produce. Fruit & Vegetable, May/Juny. Vermeiren, F., Devlieghere, M., van Beest, M., de Kruijf, N., Debevere, J. 1999, Trends Food Sci. Tech., 10: 77-86. Zagory, D. 1995, Active food packaging, Rooney, M.L. (Ed.), pp. 38-54. Glasgow: Blackie Academic and Professional.

132

www.bibliotecahorticultura.com


1.8. TRANSPORTE Y LOGÍSTICA Problemática del envío de fruta a larga distancia Francisco Agudo Corbacho fagudo@tany.es Tany Nature SA

Índice 1. 2.

Visión general de la exportación española Principales retos de la exportación a larga distancia

134 136

Resumen Las estadísticas de comercio mundial sitúan a España como uno de los grandes exportadores mundiales de frutas y hortalizas. A pesar de sus guarismos, el grueso de los envíos de frutas y hortalizas españolas se dirigen a la Unión Europea. De hecho, casi el 97,5% de las exportaciones se realizan en un radio de 3.500 kilómetros (tránsitos logísticos de 5-7 días), lo que en puridad, no se pueden considerar envíos a larga distancia. Esto supone que, a pesar de su potencial exportador, España no es un gran actor en el comercio mundial de frutas y hortalizas a larga distancia. El acceso privilegiado de nuestro país al mercado comunitario con sus cerca de 470 millones de consumidores, que además se cuentan entre los de mayor poder adquisitivo del planeta, explicaría en gran medida esta situación. Las dificultades de acceso al mercado comunitario por exceso de competencia, las eventuales crisis de precios en este destino o el interés de las empresas en diversificar sus mercados parecen ser los principales estímulos de las empresas españolas del sector de frutas y hortalizas para iniciarse en los envíos a larga distancia. La exportación a larga distancia impone a los exportadores una serie de retos. El primero de ellos, quizá el más importante, es el cambio de mentalidad. Exportar a larga distancia tiene poco que ver con la operativa habitual en los envíos a Europa. Los mercados lejanos requieren de un manejo técnico más riguroso del producto que unido a la falta de conocimiento de la idiosincrasia del mercado al que se pretende enviar pueden generar dificultades a la hora de exportar. El producto también impone limitaciones. Las frutas y hortalizas son productos perecederos y su vida útil varía dependiendo de la especie. Algunos productos, de modo natural, son incapaces de soportar los tránsitos largos. En otros, algunas de sus variedades son aptas para los envíos a larga distancia mientras que otras, no. Por otro lado, los programas de mejora vegetal de estas especies, salvo excepciones, se han orientado a satisfacer las necesidades de los productores locales que venden fundamentalmente a corta distancia (sabor, tamaño, aspecto externo…) con

133


1. Bases de la tecnología poscosecha

lo que la selección de variedades con potencial para viajar se ha descuidado. Ante este panorama, las técnicas poscosecha que preservan la calidad del producto o consiguen prolongar su vida útil cobran en la exportación a larga distancia una importancia capital. Otro importante aspecto para tener en cuenta en la exportación a larga distancia es la logística, que en el caso de España se concentra, por razones de coste, en los envíos marítimos. La alta concentración de la oferta en unas pocas navieras o consorcio de ellas, y su efecto sobre precios y rutas, y la incipiente escasez de contenedores suponen las principales amenazas. Otro importante aspecto logístico para tener en cuenta es la duración del tránsito en sí, toda vez que no todos los productos soportan la duración del viaje y las esperas inherentes a los envíos a ultramar (arrastre a puerto, liberaciones…) para todos los destinos y que pueden oscilar desde dos semanas a más de seis semanas. Por último, tanto nuestro país como los países de destino imponen límites a la exportación. La pertenencia de nuestro país a la Unión Europea la hace partícipe de una aguda preocupación por la seguridad alimentaria. Armonizando su criterio al de los demás miembros de la Unión, España impone importantes limitaciones al uso de pesticidas (especialmente en poscosecha) en el producto envasado en su territorio. En otras ocasiones, es nuestra pobre imagen país la que una supone una barrera de acceso a determinados mercados. En el caso de los mercados de destino, la dificultad para acceder a ellos varía. En algunos casos, el acceso es prácticamente libre o con escasos requisitos, pero generalmente, se imponen barreras fitosanitarias que se suelen gestionar mediante acuerdos bilaterales que suponen, de facto, la adecuación de las exportaciones a estos países a protocolos específicos de exportación controlados por el Ministerio de Agricultura.

1. Visión general de la exportación española Fuentes estadísticas, diversas y todas de contrastado rigor, coinciden a la hora de situar a España entre los primeros puestos de la exportación mundial de frutas y hortalizas. De hecho, la mayoría de ellas sitúan a España como al mayor exportador mundial. Además, el análisis desagregado de estos datos indica que esta posición de privilegio no se cimenta en la exportación de grandes volúmenes de uno o unos pocos productos, si no que revela la diversificación y dinamismo de la exportación de frutas y hortalizas en España. De lo diversificado que se encuentra el sector en nuestro país dan idea, por ejemplo, las estadísticas de la FAO, que en 2017 situaban a España como el mayor exportador mundial de cítricos, fresas, sandías, melones, caquis, melocotones, nectarinas, paraguayos y albaricoques. Según la misma fuente, en ese año, España se encontraba entre los diez mayores exportadores mundiales ya no solo de las principales frutas de clima templado (con la única excepción de la manzana), sino también en muchos frutos tropicales o subtropicales como aguacates o mangos. Diversas estadísticas también ilustran la evolución del sector en los últimos años, poniendo de relieve su dinamismo. Especialmente ilustrativo es el caso de los arándanos y otras bayas como frambuesas o moras, productos con escasa tradición en nuestro país hace poco más de una década y que en los últimos años se han convertido en un importante rubro, al menos en términos de valor, de la exportación hortofrutícola nacional. Si en 2006 nuestro país era un actor

134

www.bibliotecahorticultura.com


1.8. Transporte y logística

relativamente pequeño en el comercio internacional de este tipo de productos, diez años después ya había conseguido situarse entre los cuatro primeros exportadores mundiales. Otro tanto podría decirse del aguacate del que España es, con diferencia, el mayor productor europeo y que en los últimos años ha conseguido encumbrarse a la cuarta posición de la exportación mundial tras Méjico, Perú y Chile. Esta exitosa trayectoria, sin embargo, no está exenta de sombras. Los guarismos arriba indicados ocultan algunas debilidades. Según datos de la Federación Española de Exportadores de Frutas y Hortalizas (FEPEX), en el 94,3% de las hortalizas y el 91,4% de las frutas que exportó nuestro país en 2017 tuvieron como destino la Unión Europea. Estas cifras indican a las claras la extrema dependencia de nuestras exportaciones del mercado comunitario. Más aún, las mismas estadísticas de FEPEX indicaban que del 7,4% restante, más de la mitad eran exportadas a otros países europeos no pertenecientes a la Unión (Suiza con un 20% y Noruega con un 9% fueron los destinos que más pesaron en el cómputo) y a países ribereños del Mediterráneo, con Marruecos con un 10% como mercado más destacado. Esto supone que, a pesar del enorme volumen exportado, más del 97,5% de la exportación española de frutas y hortalizas de nuestro país se realiza dentro de un radio de 3.500 kilómetros, distancia que en términos logísticos bajo ninguna consideración debería suponer más de 5-7 días de tránsito, lo que, en puridad, no se considera exportación a larga distancia. Este hecho tiene interesantes connotaciones. Si tenemos en cuenta este dato y lo enfrentamos a los flujos de comercio de países con dimensiones continentales como Estados Unidos, China o Brasil parece evidente que, desde un punto de vista geográfico, lo que nuestro país llama exportación en esos países se considera venta en el mercado interior. Dicho de otro modo, la Unión Europea y el resto de los países europeos con los que la Unión Europea mantiene acuerdos aduaneros equivalen de facto a mercado interior para España del mismo modo que los Estados de la costa este de Estados Unidos suponen mercado interior para California o los Estados del sur de Brasil consideran mercado interior a los Estados del Nordeste de este país. Desde esta perspectiva, la contribución de la exportación a larga distancia al total de frutas y verduras exportado por nuestro país es ciertamente reducida. Así pues, a pesar de su potencial exportador, España no puede ser considerado de ninguna manera un actor de peso en el comercio mundial de frutas y hortalizas a larga distancia. Este hecho se explica en gran medida por el acceso privilegiado de nuestro país, como miembro de pleno derecho, a un mercado como el comunitario que, con sus cerca de 470 millones de consumidores, que se cuentan entre los de mayor poder adquisitivo, ávido consumidor de frutas y hortalizas y dotado de una moderna y eficiente red viaria que permite un rápido transporte de mercancías entre sus miembros, desincentiva los envíos a destinos más lejanos. Sin embargo, en los últimos tiempos, esta aparentemente envidiable situación comienza a ser percibida, si no como una amenaza, sí como una debilidad toda vez que supone una fortísima concentración de las ventas al exterior en un único destino. Semejante concentración implica una fuerte competencia entre los propios operadores nacionales y por parte de otros operadores comunitarios (como Italia o Grecia) o extracomunitarios (Marruecos, Egipto o Turquía) que también pretenden su parte del pastel. Además, el mercado comunitario, precisamente debido a esta fuerte competencia, agravada por episodios cíclicos de recesión económica, tampoco está exento de periódicas crisis de precios que le restan atractivo. Todo esto unido al creciente

www.bibliotecahorticultura.com

135


1. Bases de la tecnología poscosecha

interés estratégico de los exportadores por diversificar los destinos de sus exportaciones (no poner todos los huevos en la misma cesta) parece haber avivado el interés de las empresas españolas por la exportación a larga distancia. Sin embargo, la exportación a larga distancia tiene poco que ver con la operativa habitual en los envíos a Europa. En este sentido, este tipo de exportación plantea ciertos retos a los exportadores que la practican o pretenden iniciarse en ella.

2. Principales retos de la exportación a larga distancia Quizá el más importante de estos restos sea precisamente el cambio de mentalidad que supone esta forma de exportar. Pretender enviar a larga distancia el mismo producto y en las mismas condiciones que se envía a Europa es un error de concepto. En primer lugar, en los envíos continentales, lo corto de los tránsitos permite que lo comercial pueda primar sobre lo técnico a la hora de tomar decisiones. La vida útil de muchos productos y un mínimo de manejos poscosecha proporcionan, en la mayoría de los casos y en ausencia de condiciones agravantes, un margen de seguridad suficiente para evitar problemas en destino. En el caso de los envíos a ultramar, los largos tránsitos enfrentan al producto en no pocas ocasiones a sus límites fisiológicos con lo que las consideraciones de tipo técnico a la hora de los envíos a ultramar deberían ser tenidas, como mínimo, tan en cuenta como las comerciales. Adicionalmente, no es raro encontrarse con operadores que buscan en los envíos a larga distancia una salida a situaciones comercialmente adversas, coyunturales o puntuales, en el mercado europeo. En principio, no habría nada que objetar a esta estrategia siempre y cuando se disponga de un producto apto para la exportación ultramarina y esta se planifique con antelación suficiente como para garantizar que ese producto que se pretende exportar reúne los requisitos mínimos de calidad y condición para garantizar su envío. El problema surge cuando dicha planificación no existe y se intenta “improvisar” el envío, caso, desgraciadamente, no infrecuente. En otros casos, los operadores nacionales poseen un conocimiento precario del mercado al que se pretende exportar y aun cuando son capaces de llegar a destino, no lo hacen con el producto que demanda el mercado. Errores como minusvalorar las exigencias de calidad de los países a los que se envía, obviar su cultura sobre frutas y verduras (en ocasiones, tanto o más desarrollada que la europea) o desconocer el funcionamiento de la distribución del país parecen ser más frecuentes de lo que cabría esperar. El producto también impone una serie de retos. El primero de ellos es la perecibilidad del producto que se pretende exportar. Las frutas y hortalizas son productos perecederos y su vida útil varía dependiendo de la especie. Algunos productos, como moras o frambuesas, de modo natural, son incapaces de soportar los tránsitos largos. Otros, como manzanas, peras o patatas, de modo general, tienen una vida útil que los hacen muy aptos para envíos a larga distancia. Y por último hay un tercer grupo de productos, entre los que se encuentra la fruta de hueso, las granadas o los caquis, en los algunas de sus variedades son aptas para los envíos a larga distancia mientras que otras, no. Saber que variedades de entre las que se pretenden exportar son capaces de afrontar con garantías un tránsito largo es condición sine qua non para exportar a ultramar. Además, la aptitud para soportar un determinado tránsito dependerá de la duración de este. Así, ciertas variedades pueden soportar tránsitos medios (2-3 semanas) pero no largos

136

www.bibliotecahorticultura.com


1.8. Transporte y logística

o muy largos (4-6 semanas). En este sentido debe reseñarse que los programas de mejora vegetal de estas especies más exitosos en nuestro país, salvo excepciones, se han orientado a satisfacer las necesidades de los productores locales que venden fundamentalmente a corta distancia (sabor, tamaño, aspecto externo…) con lo que la selección de variedades con potencial para viajar no se ha cuidado adecuadamente. Este enfoque, sostenido en el tiempo, está generando una situación de escasez de cultivares con aptitud para la exportación a larga distancia. Ante este panorama, las técnicas poscosecha, que preservan la calidad del producto o consiguen prolongar su vida útil más allá de lo que explicaría su fisiología, cobran en la exportación a larga distancia una importancia capital. Estrictamente, en muchas ocasiones, es la poscosecha la que explica la larga distancia en el sentido que permite superar las limitaciones fisiológicas del producto o, caso paradigmático de bananas, permite el envío del producto en un estado fisiológico inmaduro pero que garantiza que puede afrontar el tránsito y, una vez en destino, poder madurarlo para que llegue al mercado en condiciones de consumo adecuadas. Otro importante aspecto para tener en cuenta en la exportación a larga distancia es la logística. La forma de enviar la mercancía, la duración de los tránsitos, el diseño de las rutas, el precio de los fletes o la disponibilidad de espacio en barcos o aviones, por citar algunos, son factores que condicionan decisivamente la exportación a larga distancia. En el caso de España, la inmensa mayoría de los envíos a larga distancia se realiza por vía marítima. Las principales áreas productoras del país disponen de puertos adecuados para la exportación de frutas y hortalizas a una distancia razonable y el coste de los fletes marítimos es harto más económico que el de los fletes aéreos. Sin embargo, esta alta concentración de envíos por barco genera ciertas amenazas. Así, en los últimos años, catalizado por la reciente crisis económico y su impacto en el comercio internacional, hemos asistido a un extraordinario proceso de quiebras, compras o integraciones de operadores que ha devenido en una fuerte concentración de la oferta en unas pocas navieras o consorcio de ellas. Su posible efecto sobre precios y rutas constituye una espada de Damocles para muchos exportadores. Por otro lado, la incipiente escasez de contenedores también comienza a percibirse como una amenaza para el sector y empuja al alza el precio de los fletes. Por último, la extrema concentración de la oferta la expone a ciberataques que se pueden devenir en sistémicos al compartir las navieras barcos y rutas. El episodio sufrido en el verano de 2017 por Maersk, principal naviera mundial, por el ataque del virus Petya deja bien a las claras que semejante amenaza no debe ser tomada a la ligera. La duración del tránsito es otro importante aspecto logístico para tener en cuenta. La duración de los trayectos y las esperas inherentes a los envíos a ultramar (arrastre a puerto, liberaciones…), pueden oscilar entre las dos y las seis semanas, periodo de tiempo que como ya hemos indicado, no todos los productos pueden soportar. Por último, tanto nuestro país como los países de destino imponen límites a la exportación. La pertenencia de nuestro país a la Unión Europea la hace partícipe de una aguda preocupación por la seguridad alimentaria. Armonizando su criterio al de los demás miembros de la Unión, España aplica importantes restricciones al uso de pesticidas (especialmente en poscosecha) en el producto envasado en su territorio independientemente de cuál sea su destino último. En

www.bibliotecahorticultura.com

137


1. Bases de la tecnología poscosecha

otras ocasiones, es nuestra pobre imagen país, generada por la mala praxis de exportadores poco profesionales u oportunistas, la que supone una barrera de acceso a determinados mercados. Por último los países de destino pueden restringir, total o parcialmente, la entrada de mercancías en su territorio y/o imponer aranceles u otro tipo de barreras que impidan o dificulten los envíos. La dificultad para acceder a un mercado en concreto varía. En algunos casos, el acceso es prácticamente libre o con escasos requisitos, pero cada vez con más frecuencia se imponen barreras fitosanitarias que se suelen gestionar mediante acuerdos bilaterales que suponen, de facto, la adecuación de las exportaciones a estos países a protocolos específicos de exportación controlados por el Ministerio de Agricultura.

138

www.bibliotecahorticultura.com


1.9. FACTORES NUTRICIONALES Y SU EFECTO POSCOSECHA Vicente Caballer Hostalet, Ricardo Moreno Pérez agqespana@agq.com.es ricardo.moreno@agqlabs.com AGQ Labs & Technological Services

Índice 1. 2. 3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4

Problemática actual mundial ¿A qué llamamos factores nutricionales que inciden en un fruto? Reflexión ¿Tenemos suficiente información? ¿Qué más podemos controlar? Factor nutricional diferencial “raíces” Factor nutricional diferencial “flores” Factor nutricional diferencial “Calcio Ligado” Factor nutricional diferencial “Nutricional de frutos”

139 140 140 141 141 142 142 142

Resumen En la actualidad, la agricultura moderna se ha convertido en un auténtico quebradero de cabeza, tanto para los agricultores y/o técnicos de las empresas y cooperativas, porque cada vez más se están convirtiendo en cultivos muy tecnificados, con un gran número de especies y variedades. Además es un sector no homogéneo, dadas las características de las especies y los modelos de producción y sus organizaciones. También debemos sumar los altos costes de producción (agua de riego, fertilizantes y sobre todo la mano de obra). Asociado a la producción, está la incertidumbre comercial (precios bajos, heladas, daños por tormentas), que se juntan con los mercados abiertos cada vez más lejanos. Es por ello, que debemos enviar productos de la máxima calidad, y para esto se debe comenzar por el campo, es decir, los agricultores deben producir las mejores frutas y hortalizas, y que lleguen a su destino con la misma calidad poscosecha de cuando fueron recolectadas. Para ello, desde AGQ Labs, ponemos a la disposición de los agricultores y técnicos, las herramientas necesarias para poder controlar los factores de la fertilización y el riego, para producir fruta y hortalizas de la máxima calidad poscosecha.

1. Problemática actual mundial Actualmente la producción de frutas y verduras se encuentran condicionadas por los siguientes factores: -

Necesidad: hay que satisfacer las exigencias del consumidor: cantidad y/o calidad.

139


1. Bases de la tecnología poscosecha

-

Tendencia: necesidad de comer un fruto de mayor calidad. Variables: la producción en campo se ve condicionada por diferentes estándares, como son calidad, calibre, uniformidad, color, sabor, contenidos en sólidos solubles, acidez. Si obtenemos una fruta de calidad, la consecuencia directa será que se pagará más cara, lo que se reflejará en mayores beneficios para el agricultor.

2. ¿A qué llamamos factores nutricionales que inciden en un fruto? Los factores nutricionales que inciden en el fruto son: -

Calidad y condición del fruto: los elementos minerales son más incidentes en la calidad, firmeza y consistencia de los frutos (Ca, P, K, Zn, B y N). Disponibilidad y relación en cantidad y calidad de los elementos minerales considerados como nutrientes en la fase final de un fruto.

Debemos controlar los factores nutricionales, y sabemos qué debemos controlarlos a través de diferentes analíticas que se pueden realizar en campo. Normalmente las que más se hacen son los análisis de suelo, agua y foliares. Pero también podemos realizar análisis de solución de suelo, flores, frutos, raíces. Para realizar la interpretación agronómica de los factores nutricionales podemos realizarla todo junto o por separado. Si la hacemos por separado, analizaremos los distintos análisis de forma individual (foliar, suelo, …). Pero si queremos incidir en la calidad de los frutos, debemos realizar la interpretación de los distintos análisis de forma conjunta, asociando los resultados de un análisis foliar, con los datos del suelo, agua, solución de suelo, etc.

3. Reflexión: ¿Tenemos suficiente información? Tras lo comentado anteriormente, podemos realizar otros tipos de análisis, donde seguir controlando los nutrientes y poder seguir incidiendo en la calidad de la fruta. Para ello, nos preguntamos: -

¿Cómo y que comen las raíces? ¿Dónde está la información realmente útil?

Para seguir obteniendo información útil y conseguir los objetivos, debemos conocer la relación planta-suelo-agua, la cual la podemos realizar a través del Seguimiento Nutricional (Figura 1), que se realiza a través de sondas de succión, y donde obtendremos la información del comportamiento de los diferentes nutrientes y sus relaciones con el suelo, la planta y el agua que se aporta a través de la fertirrigación. Podemos realizar las correcciones necesarias para ajustar la fertilización y cubrir las necesidades nutricionales que nuestro cultivo requiere en cada estado fenológico en el que se encuentre. Además todo lo que ocurre en el suelo, lo podremos ver reflejado en las dinámicas foliares, y ver de forma cualitativa las correcciones y/o mejoras que vamos haciendo a lo largo de la campaña.

140

www.bibliotecahorticultura.com


1.9. Factores nutricionales y su efecto en poscosecha

Figura 1. Esquema del Seguimiento Nutricional

4. ¿Qué más podemos controlar? Para seguir conociendo los factores que pueden incidir en la calidad final de nuestros productos, podemos controlar otros parámetros como pueden ser: -

Análisis nutricional del fruto Diferentes tipos de calcio en fruto: calcio ligado Flores Reservas en raíz Silicio

4.1. Factor nutricional diferencial “raíces” Conoceremos las reservas de arginina, almidón, fósforo y potasio, y nos servirán para mejorar en la planificación del periodo productivo. A través de las argininas conocemos las reservas de nitrógeno y su disponibilidad para ser metabolizado, y poder decidir en el inicio de la fertilización nitrogenada y la cual puede repercutir de forma negativa en variedades extra tempranas de fruta de hueso, por ejemplo (Figura 2).

Figura 2. Análisis de reservas en ciruelo: gran % de arginina que se traduce en una buena reservas de N, que no hará falta incorporarlo en la fertilización a inicio de campaña

www.bibliotecahorticultura.com

141


1. Bases de la tecnología poscosecha

El almidón son reservas generadas de las plantas en forma de carbohidratos, y nos da una referencia de la energía acumulada que dispone la planta en su crecimiento inicial para absorber elementos minerales que requieren gasto energético, como el K. 4.2. Factor nutricional diferencial “flores” Los análisis de flores nos indican cómo se ha gestionado la fertilización poscosecha para la formación de reservas y la calidad de la brotación de la campaña siguiente. Son importantes además de conocer la calidad de los nutrientes presentes para una correcta floración y posterior cuajado, seguimos conociendo el inicio de la fertilización nitrogenada. 4.3. Factor nutricional diferencial “Calcio Ligado” En una primera etapa se llamaba Calcio Ligado a la diferencia entre el Calcio total y el soluble presente en los frutos, pero al correr de los años esta metodología fue desacreditada. AGQ el año 2014 tomo el desafío de trabajar en una metodología que pudiera extraer el calcio en la fracción ligada (pectatos de calcio) llegando a desarrollar una metodología que hoy es reproducible en Uvas, Cerezas, Arándanos, Fruta de hueso, Aguacate, entre otras matrices, y poder incidir en la fertilización “cálcica” y conocer cuando es el mejor momento para generar correctamente los pectatos de calcio. 4.4. Factor nutricional diferencial “Nutricional de frutos” En los análisis nutricionales de fruto podemos conocer (Figura 3): -

Cantidades de los diferentes nutrientes que componen los frutos Las relaciones de calidad entre los diferentes nutrientes Déficit y excesos Contenidos en Ca Ligado y K % Materia Seca

Figura 3. Conclusión: Buena calidad Poscosecha, uva que podrá viajar más lejos y mantener las características iniciales de cuando se cosechó

Potasio Cuando la provisión de K falta, la fruta tiene menor calibre y menos sólidos solubles, lo que se traduce en una falta de grados Brix. Además, el K, regula la apertura y cierre de los estomas, lo que ayuda al riego, a reducir stress, y la actividad radicular que es fundamental.

142

www.bibliotecahorticultura.com


1.9. Factores nutricionales y su efecto en poscosecha

Silicio Es el segundo elemento más abúndate en la Tierra después del oxígeno (Figura 4). Lleva un tiempo utilizándose en la agricultura contra enfermedades de origen fúngico, que se desarrollan a través de la humedad. Pero recientemente, se está investigando su uso en la fertilización, para conseguir mejorar la calidad poscosecha de la fruta y que permiten que la fruta llegue en mejores condiciones a los mercados más lejanos, mejorando las funciones de protección y características mecánicas.

Figura 4. Determinación de macronutrientes, micronutrientes, sales tóxicas y silicio en hoja de uva de mesa

www.bibliotecahorticultura.com

143



1.10. TÉCNICAS Y PARÁMETROS DE CONTROL DE CALIDAD EN FRUTAS Y HORTALIZAS 1.10.1. Control de calidad en hortalizas Miguel Ángel Domene Ruiz madomene@fundacioncajamar.com Área de Alimentación y Salud, Estación Experimental Cajamar ‘Las Palmerillas’

Índice 1. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 4.

Introducción Normalización de parámetros de calidad externa Morfología de fruto Color Firmeza Crocanticidad Normalización de parámetros de calidad interna ⁰Brix o contenido total de sólidos solubles (CSS) Acidez activa - pH Acidez valorable total Contenido de humedad y sólidos totales (materia seca) Jugosidad Índice de madurez

146 146 146 147 152 154 154 154 158 159 162 163 164

Resumen La calidad es una categoría muy compleja, difícil de definir por el componente subjetivo que cada consumidor aplica individualmente a un mismo alimento. Un componente que, además ser muy personal, además evoluciona con el tiempo. No obstante, en todo momento podemos relacionarlo con la capacidad de un producto para satisfacer las demandas y expectativas de los consumidores, a su grado de excelencia, superioridad o idoneidad para cada uso particular. En definitiva, puede concluirse que un alimento es de calidad siempre que cumpla con unos valores normalizados establecidos a partir de criterios claros y homogéneos, que pueden medirse, y caracterizar así, de forma rigurosa, la percepción del consumidor final. En Cajamar trabajamos para avanzar en los métodos de medición directa de estos parámetros mediante parámetros normalizados, lo que favorece la automatización y la objetividad del proceso, y sobre todo para transmitir al sector el convencimiento de que la calidad como fórmula de competitividad en el mercado, muy por encima del precio final, es la única garantía de seguir avanzando en el liderazgo global de nuestra oferta agroalimentaria.

145


1. Bases de la tecnología poscosecha

1. Introducción En el área de Alimentación y Salud de los centros experimentales de Cajamar, especializados en agricultura intensiva mediterránea, se trabaja en colaboración con empresas punteras e investigadores de primer nivel en el desarrollo y la adaptación de soluciones tecnológicas que nos ayuden a mejorar cada día la productividad, la eficiencia y la sostenibilidad de nuestras producciones. Para ello, partimos de la premisa de que para fomentar la competitividad de nuestro sector agroalimentario hay que apostar la diferenciación y la calidad tanto en productos como en servicio y procesos. En el caso de las frutas y hortalizas frescas, para lograr este objetivo es fundamental la cuantificación y normalización los valores óptimos de los parámetros organolépticos externos e internos responsables de sabor, apariencia, textura, aroma y, en general, cualquiera de las propiedades sensoriales de uno cada de los productos que llenan los lineales del supermercado. Ya sean de naturaleza visual, como la morfología y el color; táctiles o gustativas, como el dulzor y la acidez. La calidad es una categoría muy compleja, difícil de definir por el componente subjetivo que cada consumidor aplica individualmente a un mismo alimento. Un componente que, además ser muy personal, además evoluciona con el tiempo. No obstante, en todo momento podemos relacionarlo con la capacidad de un producto para satisfacer las demandas y expectativas de los consumidores, a su grado de excelencia, superioridad o idoneidad para cada uso particular. En definitiva, puede concluirse que un alimento es de calidad siempre que cumpla con unos valores normalizados establecidos a partir de criterios claros y homogéneos, que pueden medirse, y caracterizar así, de forma rigurosa, la percepción del consumidor final. En Cajamar trabajamos para avanzar en los métodos de medición directa de estos parámetros mediante parámetros normalizados, lo que favorece la automatización y la objetividad del proceso, y sobre todo para transmitir al sector el convencimiento de que la calidad como fórmula de competitividad en el mercado, muy por encima del precio final, es la única garantía de seguir avanzando en el liderazgo global de nuestra oferta agroalimentaria.

2. Normalización de parámetros de calidad externa 2.1. Morfología del fruto Son aquellas que sirven para caracterizar el tamaño y la forma del fruto. Son peso, longitud, espesor de pared, diámetros ecuatoriales, axiales, curvatura de fruto (Figura 1).

Figura 1. a) Medida de peso de fruto en balanza; b) Diámetro transversal en pimiento con calibre; c) Estimación de longitud de fruto de pepino con cinta métrica de sastre

146

www.bibliotecahorticultura.com


1.10. Técnicas y parámetros de control de calidad en frutas y hortalizas

Todos son parámetros que van a conformar y caracterizar la geometría del fruto u hortaliza en estudio, es decir, masa, forma, calibre y homogeneidad en el tamaño. Para determinarlos la infraestructura necesaria es una balanza, calibre digital y cintas métricas. Siempre es conveniente realizar tamaños muéstrales de 10 a 40 frutos y si es posible 4 repeticiones de cada tratamiento que se considere. Otro parámetro que es importante a la hora de evaluar la morfología es el espesor de pared de fruto, para eso cortamos las réplicas y medimos en varios puntos en el plano ecuatorial con calibre el espesor de pared de un tomate, pimiento, etc. En melón y sandía también es importante determinar el diámetro de la cicatriz pistilar. 2.2. Color Muchos colorimetristas opinan que el color es el parámetro más importante, puesto que, si un producto no tuviese una buena presencia colorimétrica, el consumidor no podría llegar nunca a juzgar los otros aspectos organolépticos. El color es una propiedad física, tal y como lo percibe el ojo, es una interpretación por parte del cerebro del carácter de la luz procedente de un objeto. El ojo contiene en la retina dos tipos de células sensibles: los bastones que son sensibles a la claridad y a la oscuridad y los conos al color. Vemos que para la interpretación del color se relaciona al mismo tiempo la psicología del observador, la fisiología de la visión y la energía radiante espectral de la fuente de luz. La medición del color se puede realizar de 2 formas: evaluación visual o por análisis instrumental. En la evaluación visual (Figura 2), se establece una escala de valores y se pueden recurrir a cartas de colores, pero su determinación no es muy rigurosa pues su determinación siempre estará condicionada por el ojo del observador que realice la clasificación, además será una clasificación poco útil a la hora de establecer diferencias entre tratamientos de un mismo fruto o a la hora de automatizar una línea industrial de clasificación por color.

Figura 2. Escala de valores del 1 al 5, para una clasificación visual en frutos de pepino

En el análisis instrumental, la determinación es más rigurosa y científica se realiza con un cronómetro, que realiza tres disparos de luz sobre la superficie de cada fruto para promediar un valor previa calibración con un blanco, se fundamente en emitir una fuente de luz blanca interna que ilumina la superficie, absorbiendo a continuación la luz reflejada en el fondo y procesándola. El color normalmente viene definido por un sistema cartesiano tridimensional y como esto no es fácil representarlo en el plano, se sustituye por representaciones geométricas planas llamadas diagramas cromáticos. Una de las propiedades más importantes que se le va a exigir a cualquier espacio de color utilizado para representar o nombrar colores es la uniformidad. Es

www.bibliotecahorticultura.com

147


1. Bases de la tecnologĂ­a poscosecha

decir, todas las diferencias de color igualmente percibidas deben representarse en tal espacio uniforme por las mismas distancias. Aunque se puede trabajar con varios sistemas de coordenadas de color el mĂĄs parecido al ojo humano y adaptado como norma UNE es el CIELab que es un sistema cartesiano definido por tres coordenadas colorimĂŠtricas (L*, a* y b*) (Figura 3): la coordenada L*recibe el nombre de claridad o luminosidad (toma valores desde 0 negro hasta 100 blanca), es decir, estĂĄ referida al componente blanco-negro que presenta un alimento. El parĂĄmetro a* indica el componente rojo-verde en la muestra analizada, bajo las condiciones establecidas por el sistema CIELAB, donde el rojo representa los valores positivos y el verde los valores negativos. El parĂĄmetro b* define el componente amarillo-azul presente en una muestra, donde el azul representa los valores negativos y el amarillo los valores positivos.

Figura 3. RepresentaciĂłn espacial de las coordenadas cartesianas del espacio de color CIELab, El eje vertical z coincide con la coordenada L que define claridad, y luego en plano bidimensional xy aparecerĂ­an las coordenadas a y b que define cromaticidad

Con las coordenadas colorimĂŠtricas anteriores ya es posible establecer clasificaciĂłn de colores en frutas y hortalizas, pero todavĂ­a no estarĂ­a definido de forma completa y rigurosa el color, pues faltan dos matices cromĂĄticos importantes, por un lado, el tono de un color y el grado de separaciĂłn de colores de un tono determinado y un gris de la misma claridad. Otro parĂĄmetro destacable es el Ă­ndice de color, pues representa una variable general con respecto a la que definir un color en una escala general de productos hortofrutĂ­colas (EcuaciĂłn 1). đ??źđ??ś =

(1000 Ă— đ?‘Ž) đ??żĂ—đ?‘? EcuaciĂłn 1

El IC* por sus caracterĂ­sticas de variaciĂłn puede utilizarse como variable de control de la calidad organolĂŠptica de alimentos (Figura 4). -

148

Si IC* es negativo (-40 a -20), su valor relaciona los colores que van desde el azulvioleta al verde profundo. Si IC* es negativo (-20 a -2), su valor relaciona los colores que van del verde profundo al verde amarillento Si IC* estĂĄ entre -2 a +2, representa el amarillo verdoso. Si IC* es positivo (+2 a +20), se relaciona con los colores que van desde el amarillo pĂĄlido al naranja intenso. www.bibliotecahorticultura.com


1.10. TĂŠcnicas y parĂĄmetros de control de calidad en frutas y hortalizas

-

Si IC* es positivo (+20 a +40), se relaciona con los colores que van desde el naranja intenso al rojo profundo.

Figura 4. Medida de color en fruto de melĂłn y pimiento amarillo

Con valores de índice de color próximos a 20, se evalúan las tonalidades rojas, a mås índice de color mås rojo. Otro paråmetro muy interesante para determinar sobre todo diferencias de color entre diferentes tratamientos o diferenciación visual con respecto a un control es ΔE que da la diferencia de sensación, al comparar dos colores de fruto (Ecuación 2). 1⠄ 2

∆đ??¸ = [(đ??ż0 − đ??ż)

1â „ 2

+ (đ?‘Ž0 − đ?‘Ž)

1â „ 1â „ 2 2]

+ (đ?‘?0 − đ?‘?)

EcuaciĂłn 2

Valores de referencia de frutos comercialmente importantes en la provincia de AlmerĂ­a, tomate larga vida, raf y cherry a medida que avanza su maduraciĂłn poscosecha (figura 5).

www.bibliotecahorticultura.com

149


1. Bases de la tecnologĂ­a poscosecha

Figura 5. Valores de referencia de las coordenadas de color de los tomates larga vida, raf y cherry a medida que avanza su estado de maduraciĂłn

150

www.bibliotecahorticultura.com


1.10. Técnicas y parámetros de control de calidad en frutas y hortalizas

En la siguiente figura (Figura 6) podemos ver el comportamiento en la evolución de coordenadas colorimétricas a medida que avanza la maduración en tomate Larga Vida.

Figura 6. Variación de coordenadas colorimétricas en gama de colores durante la maduración de tomate larga vida

Para la figura anterior vemos la evolución del cociente a/b en la escala de colores, vemos como se estabiliza cuando alcanza el color rojo en plena maduración, vemos que nos puede servir como un buen índice de calidad para establecer valores óptimos de madurez comercial. En las siguientes figuras (Figuras 7, 8 y 9) observamos la evolución en color de tomate en sus tres estadios comerciales que son el rojo, pintón y verde y su evolución colorimétrica en las tres coordenadas a, b y L. En la Figura 6 vemos la evolución de la claridad donde podemos observar como el verde siempre es el que da claridades mayores, el pintón valor medio y las claridades más bajas corresponden al rojo.

Figura 7. Evolución de coordenada L en maduración poscosecha en los tres estados de recolección, rojo, pintón y verde.

En la Figura 8 observamos como de las tres coordenadas colorimétricas para sacar información directa la a* es quizás la que muestra las mayores variaciones y puede ser la que mejor defina el cambio de color en el fruto durante la maduración.

www.bibliotecahorticultura.com

151


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 8. Evolución de coordenada a en maduración poscosecha en los tres estados de recolección, rojo, pintón y verde

En la Figura 9 podemos observar como la coordenada b al igual que la L no presenta muchas diferencias significativas entre los tres tipos de frutos ni al avanzar el proceso de maduración.

Figura 9. Evolución de coordenada b en maduración poscosecha en los tres estados de recolección, rojo, pintón y verde

2.3 Firmeza Es un parámetro indicativo de la calidad de los tomates frescos y hortalizas en general y está relacionada con la estructura de la pared de celular, con el estado de madurez y su determinación es fundamental para aceptabilidad y almacenamiento de frutas y hortalizas. La firmeza depende de la turgencia, cohesión, forma y tamaño de las células que conforman la pared celular, la presencia de tejidos de sostén o soporte y de la composición del fruto. Los componentes de las paredes celulares que contribuyen con la firmeza son la hemicelulosa, la celulosa y la pectina. La firmeza va disminuyendo con el tiempo y no todos los frutos evolucionan con igual velocidad, por lo que es fundamental el seguimiento de cada uno por separado. Las curvas características nos definirán: a) Periodos óptimos de almacenamiento, midiendo firmeza y Tª de almacenamiento. Esto nos permitirá definir el periodo máximo de almacenamiento, b) Momento óptimo de venta del producto, c) Según temperatura, prever periodo máximo de venta.

152

www.bibliotecahorticultura.com


1.10. Técnicas y parámetros de control de calidad en frutas y hortalizas

El ablandamiento de la pulpa de los vegetales es uno de los mecanismos bioquímicos que plantea más problemas a la hora de optimizar la comercialización de estos productos, ya que además de producir una pérdida de calidad (sobremaduración) aumenta la sensibilidad a los daños mecánicos y al ataque fúngico. Para su determinación se utiliza un penetrómetro y su medida se basa en la presión necesaria para insertar un puntal de tamaño específico en la superficie o pulpa, a profundidad dada. Los penetrómetros se encuentran disponibles con medidores calibrados en el sistema métrico (Kg) y el imperial (lb) (Figura 10). Cada instrumento se entrega con dos puntales desprendibles de 8 mm de diámetros (equivale a una superficie de 0,5 cm2) y de 11 mm (1 cm2), el primero es aconsejable para frutos duros (tomate, pimiento, etc.) y el segundo para blandos (melón, sandía, etc.). En condiciones ideales el penetrómetro debe estar montado sobre un soporte fijo de perforación para garantizar que se aplique la presión a un ritmo controlado e invariable y a un ángulo constante con respecto al fruto, es decir, verticalmente hacia abajo. Esto resulta más difícil de lograr en penetrómetros de mano (durómetros). Con respecto a la medida, al ser una deformación normal se debería expresar en términos de presión que serían KPa en el sistema internacional, aunque en bibliografía es frecuente el uso de unidades de fuerza (N) o incluso directamente Kg.

Figura 10. Penetrómetro Penefel DFT 14 sobre soporte fijo, para medir dureza. Detalle del esfuerzo normal aplicado, expresado como el cociente de fuerza aplicada partido la superficie sobre la que se aplica, equivalente a una presión, en el caso de un tomate

También es muy común realizar el test de punción en N/mm que es un valor menos variable. Para tener un dato fiable siempre es recomendable la realización de varias repeticiones y realizar la medida con una velocidad de penetración constante del puntal de 200 mm/minuto, insertando el puntal 8mm. En la siguiente figura (Figura11) podemos ver la escala de firmeza en fruto de tomate, con los valores de firmeza expresados como una fuerza en Newton.

Figura 11. Escala de firmeza en frutos de tomate. Varía desde muy blandos hasta muy firmes cuando superan los 20 N

www.bibliotecahorticultura.com

153


1. Bases de la tecnología poscosecha

2.4 Crocanticidad Para la determinación de este parámetro podemos hacerlo mediante método directo en escala subjetiva de 1 a 5. Lo que hacemos es tomar frutos de la hortaliza y con pelador quitar la piel y una vez pelado se cortan rodajas de 1 cm de espesor aproximadamente para proceder a dar un bocado (Figura 12), por la misma persona para intentar minimizar el error del operario y que lo clasifique en una escala subjetiva creciente de 1 a 5. Tomaremos 10 frutos por repetición.

Figura 12. Determinación de crocanticidad en fruto de pepino, se da un bocado a una rodaja de 1 cm. Y se evalúa en escala de 1 a 5

Al ser un valor un tanto subjetivo se puede cuantificar de forma normalizada mediante la medida de la firmeza en corona y en placenta con el penetrómetro y establecer un parámetro objetivo en base a los parámetros respectivos de dureza.

3. Normalización de parámetros de calidad interna Nos centraremos en caracteres internos que se refieren a las sensaciones percibidas por el consumidor como el dulzor, sabor, aroma, etc., los cuales son más difíciles de valorar. Estos parámetros definirían una calidad interna, aunque existen factores bióticos y abióticos que hacen variar las mismas y exige el conocimiento de dicha variación mediante el estudio y la realización de ensayos de los mismos. 3.1. ⁰Brix o Contenido total de sólidos solubles (CSS) La escala Brix se utiliza en el sector de alimentos, para medir la cantidad aproximada de azúcares en zumos de fruta, vino o líquidos procesados dentro de la industria agroalimentaria ya que en realidad lo que se determina es el contenido de sólidos solubles totales, dentro de esta y centrándonos en la industria agrícola, los técnicos siempre hacen referencia al contenido de azucares y se utiliza para hacer un seguimiento in situ en la evolución de la maduración de frutos y su momento óptimo de recolección. La determinación se realiza por medio de un refractómetro, aparato que sirve para cuantificar el fenómeno físico de refracción, que consiste en el cambio de medios con distinto índice de propagación en función del cambio de dirección que sufre un rayo de luz al pasar oblicuamente de un medio a otro con distinto índice de propagación (Figura 13), y se fundamenta en la medida del ángulo crítico que produce el fenómeno de reflexión total. La cantidad de desviación depende de la interacción del rayo incidente y de las densidades relativas de los dos medios:

154

www.bibliotecahorticultura.com


1.10. Técnicas y parámetros de control de calidad en frutas y hortalizas

cuanto mayor es el ángulo del rayo y la diferencia de densidades, mayor es la refracción, todos los refractómetros tienen compensación automática de temperatura, para que dicho factor no interfiera en la variación que la misma provoca en la medida.

Figura 13. Fenómeno físico de refracción y reflexión y relaciones físicas entre los índices de propagación de medios ángulos de incidencia y refracción, velocidades y longitudes de onda

Este fenómeno de refracción puede cuantificarnos el contenido en sólidos solubles y es quizás a nivel de monitorización y seguimiento de frutos en cultivos el índice de calidad que más se utiliza. Dentro de los sólidos solubles, los componentes más abundantes son los azucares y los ácidos orgánicos y dentro del fruto existe una diferencia de concentración en función de la parte del mismo por ejemplo en un fruto de tomate existe mayor cantidad de azucares en el exocarpio y mayor acidez en la parte interna del fruto. En la sandía pasa lo mismo, existe un gradiente desde el exterior hacia dentro, en el contenido de °Brix (Figura 14), de esto se puede deducir que para definir un valor representativo del fruto es necesario obtener un zumo procedente de un licuado del mismo y posteriormente someterlo a una filtración (Figura 15), para obtener el zumo sobre el cual medir con refractómetro, posteriormente aprovechar dicho zumo para la determinación de los otros parámetros de calidad interna, especialmente pH y acidez valorable.

Figura 14. Fenómeno físico de refracción y reflexión y relaciones físicas entre los índices de propagación de medios ángulos de incidencia y refracción, velocidades y longitudes de onda

www.bibliotecahorticultura.com

155


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 15. Fenómeno físico de refracción y reflexión y relaciones físicas entre los índices de propagación de medios ángulos de incidencia y refracción, velocidades y longitudes de onda

La concentración en sólidos solubles se expresa en °Brix que originalmente es una medida de densidad (1 °Brix es la densidad de una disolución de sacarosa al 1 % peso y a esta le corresponde un índice de refracción, de esta manera se establece la correspondencia entre porcentaje de sólidos solubles y grados Brix). El refractómetro que se usa en la determinación de grados Brix puede ser de tipo digital (Figura 16). Es de uso sencillo en el que se realiza el blanco colocando unas gotas de agua destilada en la lente y pulsando el botón “zero”, se limpia con un papel, se añade unas gotas del zumo que queremos determinar y pulsamos el botón “start”. El refractómetro digital nos dará la medida directamente en la pantalla.

Figura 16. Refractómetro digital modelo Atago Pal 1. Este modelo es portátil, de bolsillo y de bajo coste

También son muy utilizados los refractómetros manuales (Figura 17), la óptica es precisa y la determinación se realiza echando unas gotas del zumo de la hortaliza si es muestra licuada en laboratorio o fruto si la determinación se realiza in situ.

Figura 17. Refractómetro manual. Este modelo es portátil y de bajo coste. Detalle de la medida en la interfase clara y oscura que se forma

156

www.bibliotecahorticultura.com


1.10. Técnicas y parámetros de control de calidad en frutas y hortalizas

Para medir con el refractómetro manual, limpiar y secar cuidadosamente la tapa y el prisma antes de comenzar la medición. Ponga 1 - 2 gotas de la prueba en el prisma, al cerrar la tapa, la prueba se reparte homogéneamente entre tapa y prisma. Puede utilizar una pipeta para poner la prueba sobre el prisma principal. Evite que se formen burbujas de aire, ya que esto podría tener un efecto negativo en el resultado de medición. Moviendo ligeramente la tapa conseguirá repartir más homogéneamente el fluido de prueba. Sostenga el refractómetro bajo la luz solar, podrá ver la escala a través del ocular. El valor se podrá leer entre el límite claro / oscuro. Girando el ocular podrá ajustar / precisar la escala. Limpiar y secar cuidadosamente el prisma y la tapa después de cada medición para evitar que queden restos que pudieran afectar a futuras mediciones. Para ver la interfase de forma clara y leer en la escala procurar orientar a la luz de forma correcta, en condiciones de poca luminosidad la interfase no se vera de forma clara al estar el fenómeno de la reflexión total minimizado por falta de haces luminosos. En la Figura 18, presentamos valores de referencia obtenidos de nuestros ensayos teniendo en cuenta una matriz muestral de al menos 100 datos por cultivar. En el mismo se representa el rango de valores, la mediana y la distribución de los percentiles al 25 y 75%, para hacernos una idea de la homogeneidad en la matriz muestral de cada cultivar. Para entender esto, diremos que cuanto mayor sea la caja representada mayor dispersión de datos en los diferentes ensayos históricos del mismo cultivar y la raya central oscura representa la mediana de manera que si la caja es más ancha por la parte inferior la mayoría de muestras se acumulan en el percentil del 25% y si lo es por la superior en el percentil del 75%.

Figura 18. Valores de referencia de °Brix en pimento california amarillo, verde, rojo, naranja, berenjena, tomate larga vida, cherry, melón y sandia

También quisiéramos destacar los valores de referencia de tomate raf que serían (8,33-8,69), el motivo de no ponerlos es el tamaño muestral tan pequeño que tenemos por ahora. En la Figura 19 vemos también los valores de especialidades de pimientos, estos aparecen aparte porque son valores de tamaño muestral menor, ya que han sido realizados para un ensayo concreto y el tamaño de la muestra ha sido menor.

www.bibliotecahorticultura.com

157


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 19. Valores de referencia de °Brix en especialidades de pimientos

En la Figura 20 aparecen también valores de referencia de °Brix de otro ensayo en pimientos snack, en el que quizás lo destacable sea el hecho de ver que dicho parámetro también se puede ver afectado por las condiciones de conservación, para cada cultivar aparecen los valores de °Brix en el día 0 (momento de recolección), a los 7 días de conservarse en cámara a 9⁰C y 90% de humedad relativa y a los 14 días que corresponden a los siguientes 7 días de sacarlo de cámara y conservarlos a temperatura ambiente simulando el lineal comercial.

Figura 20. Evolución °Brix en calidad en tres periodos día 0 (momento de recolección) a 7 días en cámara a 9⁰C y 90% HR y hasta 14 días a temperatura ambiente simulando lineal comercial

3.2. Acidez activa - pH Quizás se pueda considerar la medida potenciométrica más importante utilizada en la industria agroalimentaria y sirve para cuantificar la concentración de H3O+, existente en el zumo obtenido del licuado del fruto, que se puede considerar la acidez activa. Esto se puede relacionar con el contenido de ácidos presentes, la capacidad de proliferación microbiana en conservación (valores bajos permitirán una vida de anaquel más amplia) puesto que actuará a nivel fisiológico en el fruto como barrera fisiológica natural frente a la acción microbiana. Para su determinación se utiliza el electrodo selectivo de vidrio más utilizado que es el de la determinación de pH. Un electrodo de pH debe calibrarse antes de ser utilizado y debe volverse a calibrar cada dos horas en caso de uso continuo (Figura 21). Para su calibración normalmente existe la posibilidad de utilizar dos patrones, aunque disponemos de tres (4, 7 y 9), teniendo en

158

www.bibliotecahorticultura.com


1.10. Técnicas y parámetros de control de calidad en frutas y hortalizas

cuenta que calibraremos el electrodo para que comprenda los valores del pH de la solución problema, normalmente todos tienen compensación automática de temperatura.

Figura 21. pH-metro de laboratorio

En la Figura 22, presentamos valores de referencia obtenidos de nuestros ensayos históricos, teniendo en cuenta una matriz muestral de al menos 100 datos por cultivar, la razón de esto es simple los valores de estos parámetros se ven afectados por diversos factores especialmente el manejo agronómico y las condiciones climáticas, luego si queremos valor representativo de un determinado cultivar habrá que caracterizarlo en diferentes condiciones para poder obtener un valor de referencia. El siguiente paso para la definición perfecta del valor de referencia, es estudiar la estadística de la mezcla de varias matrices grupales de estas características.

Figura 22. Valores de referencia de pH en pimento california amarillo, verde, rojo, naranja, berenjena, tomate larga vida, cherry, melón y sandia

Con respecto a la evolución del parámetro a lo largo del ciclo de cultivo, se puede concluir en los diferentes ensayos llevados a cabo que no presenta variaciones importantes que generen diferencias significativas entre muestreos a lo largo del ciclo de cultivo. 3.3. Acidez valorable total Determina la concentración total de ácidos contenidos en un alimento, hortaliza o fruto. Se determina mediante una volumetría ácido-base (determina los ácidos solubles como cítrico, málico, láctico, oxalacético, succínico, glicérico, fosfórico, clorhídrico, fumárico, galacturónico, glicérico, tartárico, etc). Los ácidos influyen en el sabor de los alimentos (aspereza), el color, la

www.bibliotecahorticultura.com

159


1. Bases de la tecnologĂ­a poscosecha

estabilidad microbiana y en la calidad de conservaciĂłn, y se determina por medio de una volumetrĂ­a ĂĄcido-base usando como base NaOH 0,1N y fenolftaleĂ­na como indicador. La valoraciĂłn ĂĄcido-base consiste en la determinaciĂłn de la concentraciĂłn de un ĂĄcido o una base, mediante la adiciĂłn de un volumen exactamente medido de base o de ĂĄcido de concentraciĂłn conocida (agente valorante).El punto de equivalencia de una valoraciĂłn se define teĂłricamente como el punto en el cual la cantidad de valorante agregado es estequiomĂŠtricamente equivalente a la sustancia objeto de la determinaciĂłn. En este punto de equivalencia, el nĂşmero de equivalentes de la sustancia a valorar serĂĄ igual al nĂşmero de equivalentes de sustancia valorante. En el punto de equivalencia, se cumple la EcuaciĂłn 3. đ?‘‰đ?‘?đ?‘Žđ?‘ đ?‘’ Ă— đ?‘ đ?‘?đ?‘Žđ?‘ đ?‘’ = đ?‘ Âş đ?‘‘đ?‘’ đ?‘’đ?‘žđ?‘˘đ?‘–đ?‘Łđ?‘Žđ?‘™đ?‘’đ?‘›đ?‘Ąđ?‘’đ?‘ đ?‘‘đ?‘’ đ?‘?đ?‘Žđ?‘ đ?‘’ đ?‘‰ĂĄđ?‘?đ?‘–đ?‘‘đ?‘œ Ă— đ?‘ ĂĄđ?‘?đ?‘–đ?‘‘đ?‘œ = đ?‘ Âş đ?‘‘đ?‘’ đ?‘’đ?‘žđ?‘˘đ?‘–đ?‘Łđ?‘Žđ?‘™đ?‘’đ?‘›đ?‘Ąđ?‘’đ?‘ đ?‘‘đ?‘’ ĂĄđ?‘?đ?‘–đ?‘‘đ?‘œ đ?‘‰đ?‘?đ?‘Žđ?‘ đ?‘’ Ă— đ?‘ đ?‘?đ?‘Žđ?‘ đ?‘’ = đ?‘‰ĂĄđ?‘?đ?‘–đ?‘‘đ?‘œ Ă— đ?‘ ĂĄđ?‘?đ?‘–đ?‘‘đ?‘œ EcuaciĂłn 3

En el punto de equivalencia se produce un cambio brusco del pH. Por ello, este punto puede detectarse utilizando un pH-metro o mediante el empleo del indicador adecuado. El procedimiento se realiza aĂąadiendo una cantidad conocida de zumo (10ml) medidos exactamente con micropipeta a 50 ml de agua destilada medidos aproximadamente con probeta y unas gotas de fenolftaleĂ­na. Esta disoluciĂłn se valora con NaOH 0.1N que se enrasa en la bureta y se deja caer gota a gota hasta viraje del indicador (de transparente a rosa) y se anota el volumen gastado (Figura 23).

Figura 23. Diagrama esquemĂĄtico para realizar una volumetrĂ­a acido-base para la determinaciĂłn de la acidez valorable en zumos de frutas y hortalizas

Una consideraciĂłn importante es que a la hora de expresar el resultado se suelen utilizar tres ĂĄcidos caracterĂ­sticos dependiendo de su mayor contenido en las diferentes frutas y hortalizas, estos son ĂĄcido cĂ­trico, mĂĄlico y tartĂĄrico (Figura 24).

Figura 24. FĂłrmulas y masas molares del ĂĄcido cĂ­trico, mĂĄlico y tartĂĄrico donde observamos los protones disociables (color rojo) de cada uno de ellos

El procedimiento de cĂĄlculo es el indicado a continuaciĂłn dependiendo del ĂĄcido utilizado (Figura 25). Los datos se pueden presentar en g ĂĄcido/L zumo o en %.

160

www.bibliotecahorticultura.com


1.10. Técnicas y parámetros de control de calidad en frutas y hortalizas

Figura 25. Procedimientos de cálculo de la acidez valorable en función del ácido utilizado

En la siguiente Tabla 1 se presentan las fórmulas simplificadas siempre que el volumen de zumo sea de 10 mL, y los ácidos mayoritarios para expresar la medida en diferentes frutas y hortalizas características. Tabla 1. Fórmulas de cálculo en acidez valorable en g L-1 y %, y clasificación de frutas y hortalizas para cuantificar su valor en función del ácido mayoritario Ácido Cítrico

% Ácido Vtit x 0,064

g Ácido/L Vtit x 0,64

Málico

Vtit x 0,067

Vtit x 0,67

Tartárico

Vtit x 0,075

Vtit x 0,75

Frutas y hortalizas Tomate, pimiento, cítricos, fresa, arándano, judía etc. Manzana, melocotón, pera, zanahoria, ciruela, patata, guisante, albaricoque, etc. Uva, aguacate, etc.

En el siguiente gráfico (Figura 26) presentamos valores de referencia obtenidos de nuestros ensayos teniendo en cuenta una matriz muestral de al menos 100 datos por cultivar.

Figura 26. Rango de valores de referencia en acidez en % Ac. Cítrico, para cultivares de pimiento, tomate, melón y sandia

Otra consideración importante y a tener en cuenta es la evolución de dicho parámetro durante el ciclo de cultivo y en poscosecha. En la gráfica de la Figura 27 vemos que el valor decrece a medida que avanza el ciclo de cultivo (tomate cherry con diferentes sistemas de descuelgue) pero en la Figura 28 que es el caso de especialidades de minipimientos el valor aumenta a medida que aumenta el periodo de conservación. www.bibliotecahorticultura.com

161


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 27. Evolución de acidez (g A. Cítrico/L) en tomate cherry en diferentes sistemas de descuelgue

Figura 28. Evolución de acidez (% Ac. Cítrico) de especialidades de minipimentos en poscosecha estándar a 7 días en cámara y hasta día 14 a temperatura ambiente

3.4 Contenido de humedad y Sólidos totales (materia seca) La determinación del contenido de humedad en la industria agroalimentaria es un factor importante en la calidad de frutas y hortalizas ya sean frescas y quizás cobre mayor importancia al hablar de las mismas pero procesadas e influye decisivamente en la conservación y en el deterioro de los frutos. La determinación de contenido en materia seca es también muy importante a la hora de calcular los demás sustituyentes de frutas y hortalizas sobre materia seca, que es una base uniforme y menos variable que el peso fresco. Todas las frutas y hortalizas contienen agua como componente mayoritario que oscila entre un 60 % y 96 %. Los métodos más utilizados son los métodos de secado, se calcula el porcentaje en agua por la perdida en peso debida a su eliminación por calentamiento bajo condiciones normalizadas. Aunque estos métodos dan buenos resultados que pueden interpretarse sobre bases de comparación, es preciso tener presente que a) algunas veces es difícil eliminar por secado toda la humedad presente; b) a cierta temperatura el alimento es susceptible de descomponerse, con lo que se volatilizan otras sustancias además de agua, y c) también pueden perderse otras materias volátiles aparte de agua. (Kirk et al, 1996) La determinación de secado en estufa se

162

www.bibliotecahorticultura.com


1.10. Técnicas y parámetros de control de calidad en frutas y hortalizas

basa en la pérdida de peso de la muestra por evaporación del agua del fruto a una determinada temperatura hasta peso constante. El principio operacional del método de determinación de humedad utilizando estufa y balanza analítica, incluye la preparación de la muestra, pesar la muestra fresca, a continuación, secarla en estufa y finalmente pesar la muestra seca. Es importante tener en cuenta una serie de consideraciones, y es que el secado de frutos normalmente se realiza a 70 ⁰C, es mejor una estufa de aire forzado para favorecer la evaporación en la superficie de fruto. A continuación, se presenta la Tabla 2 con valores promedio de referencia en el contenido de humedad de hortalizas típicas y por ende del contenido en materia seca (100 - % humedad). Los valores corresponden a calabacín, pepino, pimiento california rojo, pimiento italiano rojo, verde, brócoli, berenjena, tomate cherry, larga vida y raf. Tabla 2. Masa de agua por cada 100 gramos de fruto de calabacín, pepino, pimiento california rojo, verde, brócoli, berenjena y tomate cherry, larga vida y raf Hortaliza Calabacín Pepino Pimiento California Rojo Pimiento Italiano Rojo Pimiento Italiano Verde Brócoli Berenjena Tomate cherry Tomate larga vida Tomate raf

% Agua 89,00 ± 2,10 95,93 ± 0,18 89,22 ± 1,20 89,30 ± 1,34 91,51 ± 0,75 94,40 ± 1,75 92,50 ± 0,78 94,14 ± 0,14 93,28 ± 0,82 90,18 ± 1,40

3.5. Jugosidad Este parámetro nos informa acerca del contenido de zumo que tiene un determinado fruto. Expresa el valor en tanto por ciento del cociente entre la masa de zumo obtenida tras el proceso de licuado y la masa total de fruto para preparar el mismo. En la Figura 29 aparecen los valores promedio de jugosidad de las hortalizas características y más comercializadas en la horticultura almeriense.

Figura 29. Valores promedio de jugosidad en caja 1(tomate), caja 2 (pimiento), caja 3 (melón), caja 4 (sandia) y caja 5 (pepino)

www.bibliotecahorticultura.com

163


1. Bases de la tecnologĂ­a poscosecha

4. �ndice de madurez Es un paråmetro indirecto determinado a partir de la cuantificación del contenido total de sólidos solubles y la acidez valorable. Pero su importancia es grande ya que puede ser un indicativo bastante preciso para determinar la calidad organolÊptica de frutos, es decir, conociendo su valor podemos estimar el sabor de un determinado fruto o como nos alejamos del mismo. TambiÊn puede ser muy interesante en la evolución poscosecha de la calidad de frutos. Expresa la relación entre el contenido de sólidos totales solubles (°Brix) y la acidez, la forma de expresarlo la podemos ver en tabla 3. Tabla 3. Expresión del IM, teniendo en cuenta la forma de expresar la acidez en % y g L-1 IM = Proporción Azúcar / à cido IM = Proporción Azúcar / à cido

°Brix / % à cido (°Brix . 10)/ (g à cido . L-1)

Aunque en bibliografĂ­a este Ă­ndice tambiĂŠn aparece expresado como (meq NaOH 100 mL -1) / °Brix, para su interpretaciĂłn hay que ser conscientes de como se ha realizado la proporciĂłn para comparar datos, lo que sĂ­ es cierto es que todas las relaciones deben estar corregidas por constantes para que el valor de comparaciĂłn siempre sea el mismo. Existe un Ă­ndice de sabor de tomate (S) que estĂĄ basado en el contenido de azĂşcares y de ĂĄcidos del fruto (Navez et al., 1999) y se determina por la EcuaciĂłn 4. đ?‘† =đ??¸+đ??ź đ??¸=(

đ?‘† 10 − (10 − đ?‘Ž) 20

) EcuaciĂłn 4

I es el Ă­ndice de intensidad y se calcula por a/10, donde a es la concentraciĂłn de ĂĄcidos expresada como gramos de ĂĄcido cĂ­trico por litro de muestra y S = es la concentraciĂłn de azucares totales (sĂłlidos solubles), expresados en g/L.

BibliografĂ­a Domene Ruiz, M.A.; Segura RodrĂ­guez M. “ParĂĄmetros de calidad externa en la industria agroalimentariaâ€?. Fichas de transferencia de FundaciĂłn Cajamar (2014). Domene Ruiz, M.A.; Segura RodrĂ­guez M. “ParĂĄmetros de calidad interna de hortalizas y frutas en la industria agroalimentariaâ€?. Fichas de transferencia de FundaciĂłn Cajamar (2014). Navez, B.; Letard, M.; Graselly, D.; Jost, J. (1999). Les critères de qualitĂŠ de la tomate. Infos-Ctifl, 155:41-47.

164

www.bibliotecahorticultura.com


1.10.2. Técnicas no destructivas de control de la calidad en productos hortofrutícolas Belén Diezma, Pilar Barreiro belen.diezma@upm.es Universidad Politécnica de Madrid. Grupo investigación LPF-TAGRALIA

Índice 1. 1.1. 1.2. 1.3. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 3.

Objetivos de la instrumentación El proceso de instrumentación La metrología de los instrumentos Dónde se mide Equipos para la determinación no destructiva de la calidad Equipos basados en propiedades mecánico-acústicas Equipos basados en propiedades electromagnéticas En un futuro… A modo de conclusión

166 166 167 168 168 168 171 175 176

Resumen En este trabajo se presenta en primer lugar el concepto y el objetivo de la instrumentación para la determinación de la calidad de frutas y hortalizas de modo no destructivo. El proceso de la instrumentación comprende el proceso que va desde la identificación del aspecto cualitativo que se desea determinar hasta la fabricación del instrumento, pasando por la definición de escalas y de valores de referencia de las magnitudes que se reconocen relacionadas con ese aspecto cualitativo. En la evaluación de todo proceso instrumental es necesario tener en cuenta los aspectos metrológicos básicos que se recuerdan en este capítulo. En función del punto de medida (en campo, en laboratorio o en central hortofrutícolas) los requisitos que tienen que cumplir los instrumentos pueden variar o diferir en su importancia relativa, sin embargo, en todos los casos se pide que sean rápidos, estándares reconocidos por todos los actores de la cadena y reproducibles. En una segunda parte del artículo se presentan los sistemas no destructivos de evaluación de la calidad clasificados según sus fundamentos físicos de funcionamiento: equipos basados en propiedades mecánicas y acústicas y equipos basados en propiedades electromagnéticos. Incluyendo en cada caso ejemplos de fabricantes comerciales y de aplicaciones.

165


1. Bases de la tecnología poscosecha

1. Objetivos de la instrumentación El objetivo final de los agentes implicados en la comercialización de frutas y hortalizas frescas es proporcionar un producto acorde con las especificaciones del cliente y con la demanda del consumidor, que cada vez es más exigente y contempla más aspectos que la normativa vigente. El beneficio final de estos agentes depende en buena medida de su capacidad para incrementar la información disponible del producto en cuanto a sus propiedades organolépticas (firmeza, azúcares, acidez, ausencia de defectos internos, estado de madurez global…) lo que les dota de una herramienta estratégica para su expedición: valor añadido en punto de venta, correcta manipulación hasta la llegada al consumidor, apoyo al proceso de trazabilidad… Es indispensable por tanto la evaluación objetiva de los productos por procedimientos instrumentales, tanto mejor si esta evaluación es no destructiva y masiva. Los principales requisitos que los usuarios potenciales de los instrumentos y equipos esperan de los mismos son la objetividad, la facilidad de uso, la sensibilidad y la precisión, la reproducibilidad, en ocasiones la portabilidad, la rapidez, que sean no destructivos, que dispongan de valores de referencia, que sean de uso extendido (estándares de facto) y de bajo coste. La asignación de prioridades a estos aspectos es función de las características específicas del usuario. 1.1. El proceso de instrumentación Los conceptos de cualidad, magnitud, ensayo y escala son el punto de partida para describir el proceso de instrumentación: -

-

Cualidad: propiedad no cuantitativa y por tanto no mensurable, i.e. firmeza Magnitud: propiedad cuantitativa susceptible de ser medida. Ha de ir siempre acompañada de unidades, i.e. resistencia a la penetración (N) Ensayo: prueba experimental para la determinación de una magnitud, i.e. ensayo de penetración de la pulpa sin piel con vástago de 8 mm (0,5 cm2). Incluye tanto las especificaciones del instrumento a emplear como el modo de utilización. Escala: definición de la distancia entre unidades consecutivas, i.e. escala lineal refiere a igual distancia entre divisiones consecutivas de una magnitud mientras que escala no lineal refiere a distancia no homogénea entre las mismas. Este punto es fundamental cuando se desea generar una salida en un instrumento similar a la percepción humana. La percepción cualitativa humana raramente es homogénea en todo el rango de variación de una cualidad

La instrumentación abarca todo el proceso que va desde la identificación del aspecto cualitativo que se desea determinar hasta la fabricación del instrumento, pasando por la definición de escalas y de valores de referencia. Para poder cuantificar una cualidad es necesario recurrir a las magnitudes más relacionadas con ella. La existencia de esta relación no es siempre evidente, y por ello en ocasiones resulta muy recomendable el empleo de paneles de catadores o jueces entrenados que efectúen un análisis descriptivo de la cualidad de interés, i.e. la harinosidad en manzana implica la falta de crujientez, de dureza y de jugosidad. Cuando, por el contrario, existe una relación firme entre una cualidad y una magnitud i.e. firmeza y resistencia a la penetración de la pulpa (N, kg/cm2), puede producirse el empleo

166

www.bibliotecahorticultura.com


1.10. Técnicas y parámetros de control de calidad en frutas y hortalizas

indistinto de ambas, ocasionando confusiones difíciles de corregir. Estas confusiones pueden llegar a limitar el desarrollo de nuevos equipos de medida basados en magnitudes alternativas. Este desarrollo de nuevos instrumentos que ya dispongan de referencia instrumental está normalmente avalado por la búsqueda de una nueva técnica que aporte ventajas sobre la anterior, fundamentalmente mayor rapidez y la no destrucción del producto. 1.2. La metrología de los instrumentos La metrología es la ciencia que cuantifica los niveles de error en el funcionamiento de instrumentos. Los principales conceptos relacionados: -

-

-

-

Sensibilidad: capacidad de un instrumento de responder a un estímulo. En instrumentos digitales la respuesta ante estímulos externos se produce de forma escalonada. En estos casos es fundamental conocer la resolución (altura del escalón) que indica el intervalo de magnitud mínimo por debajo del cual el instrumento no es capaz de establecer diferencias. Especificidad: indica el grado de selectividad respecto a estímulos diferentes de aquel que se desea medir, provenientes de la muestra en análisis. Por ejemplo, si disponemos de un instrumento para la determinación de firmeza es importante que éste no se vea afectado por efectos colaterales i.e. turgencia/deshidratación de producto. Esta es una de las pegas que se achaca en ámbitos de investigación al instrumento de firmeza por resonancia acústica. Precisión: repetibilidad de una medida. Recíproco de la desviación típica de las medidas determinadas sobre un patrón (material de referencia) exactitud: grado de aproximación entre el resultado de una medida y el valor verdadero de la magnitud correspondiente. Implica la disponibilidad de un patrón con valor verdadero conocido (material de referencia certificado). Reproducibilidad: grado de aproximación de los resultados de una serie de medidas de una magnitud efectuada con distintos métodos, instrumentos, observadores y condiciones (temperatura, humedad relativa...).

En estos aspectos metrológicos no se incluyen las desviaciones derivadas de la variabilidad de la magnitud a determinar a lo largo del producto, i.e. variación del contenido en sólidos solubles dentro del fruto, ya que este aspecto se relaciona con el protocolo de muestreo y no al modo de actuación del instrumento en sí mismo. La ausencia de patrones (materiales de referencia) internacionalmente aceptados impide en muchas ocasiones la realización de un estudio metrológico adecuado en los instrumentos empleados para la determinación de la calidad en productos agroalimentarios. En determinaciones químicas: sólidos solubles, acidez valorable, aromas resulta sencillo proceder a la fabricación de patrones i.e. soluciones con concentraciones conocidas de los compuestos a analizar. Sin embargo, en la valoración de parámetros texturales destructivos: firmeza Magness-Taylor o jugosidad Chylofel, no existen patrones definidos de manera que no es posible examinar experimentalmente los aspectos metrológicos del instrumento. En estos casos, se recurre al empleo de especies y variedades muy homogéneas que permitan extrapolar la variabilidad de medidas repetidas sobre un mismo fruto como referentes del error

www.bibliotecahorticultura.com

167


1. Bases de la tecnología poscosecha

instrumental (precisión). La valoración de la exactitud y reproductibilidad de los instrumentos se cifra en la consistencia de la información recogida a lo largo de años de utilización. En la evaluación no destructiva de parámetros texturales i.e. firmeza basada en resonancia acústica o firmeza por impactometría sí es posible definir patrones, i.e. bolas de caucho de distinta consistencia, para la realización de ensayos metrológicos. El hecho de que estos patrones no estén normalizados en su fabricación implica su definición como patrones de precisión (materiales de referencia interna) y no de exactitud (materiales de referencia certificados). 1.3. Dónde se mide En entornos anglosajones la evaluación objetiva de la calidad de los productos agroalimentarios se denomina off-line, at-line, in-line y on-line en función del lugar en que se lleva a cabo. La evaluación off-line tiene lugar fuera de la central hortofrutícola, frecuentemente en campo; en el análisis at-line la evaluación se realiza en el laboratorio de calidad situado en dicha central y en las proximidades de la línea de confección. El análisis in-line corresponde a procedimientos no destructivos que por su lentitud no pueden ser aplicados a todos las unidades de producto, pero sí a una amplia representación de la partida. En este caso el sensor o sensores se montan en la línea de confección sobre un by-pass o ruta alternativa que permite el paso de un determinado porcentaje de producto. Por último, la evaluación on-line supone la evaluación no destructiva y del total de producto procesado.

2. Equipos para la determinación no destructiva de la calidad A continuación, se describen equipos comerciales y prototipos en fase de transferencia basados en diferentes principios de funcionamiento para la determinación de la firmeza, la composición química, el estado de madurez y la detección de defectos internos. 2.1. Equipos basados en propiedades mecánico-acústicas La firmeza es un parámetro fundamental en la calidad de frutos que permite estimar de forma indirecta la madurez del producto y establecer en consecuencia tiempos de almacenamiento y condiciones de transporte. Nos ocupamos a continuación de los equipos que basan su estimación en la respuesta acústica de los productos ante una excitación vibratoria o de impacto y los sistemas mecánicos basados en el análisis de la historia de deceleraciones en un impacto de baja intensidad. Las técnicas acústicas se basan en que la energía aplicada a un cuerpo en el rango audible (2020.000 Hz) es amplificada a unas determinadas frecuencias, son las frecuencias resonantes; el valor de cada frecuencia resonante es dependiente de la geometría, la densidad y las propiedades elásticas de la muestra. Las técnicas de determinación de la frecuencia resonante son ensayos habituales para caracterizar las propiedades elásticas de metales, cerámicas… Para objetos homogéneos y con geometrías simples (cilindros, esferas…), es posible establecer expresiones que relacionan las frecuencias resonantes con las propiedades del material (módulo de elasticidad, densidad…) y las propiedades geométricas. La traslación de las posibilidades de estas técnicas a los productos hortofrutícolas ha de sortear algunas dificultades inherentes a los

168

www.bibliotecahorticultura.com


1.10. Técnicas y parámetros de control de calidad en frutas y hortalizas

productos, como son las heterogeneidades en sus estructuras y formas irregulares y variables. A pesar de ello, ya a mediados del siglo pasado se iniciaron investigaciones que consideraban la posibilidad de emplear las propiedades acústicas de estos productos como indicadores de sus características texturales. En la mayor parte de estas aplicaciones se ha implementado la adquisición de la señal utilizando un micrófono situado a unos milímetros de la superficie de la muestra a estudiar. Frente a la alternativa de adquisición de la señal mediante un micrófono, se sitúan otras que sí requieren de contacto entre los sensores y la muestra: acelerómetros y algunos sensores piezoeléctricos. Las señales recogidas por cualquiera de los dispositivos mencionados son señales en el dominio del tiempo. La mayor parte de las aplicaciones utiliza parámetros acústicos extraídos del espectro en frecuencias. Para la obtención del espectro en frecuencias a partir de la señal en el tiempo se aplica el algoritmo de la transformada rápida de Fourier (FFT), solución computacional que optimiza el tiempo y el modo de cálculo del algoritmo que permite establecer la dualidad entre la señal en el tiempo y la señal en frecuencia. En algunos casos se ha utilizado el coeficiente de rigidez (f2m2/3); que corrige el índice de firmeza basado en la frecuencia resonante con la masa del producto, evitando el efecto que ésta tiene en el valor de f; en otros, intentando soslayar la falta de resolución del espectro que se obtiene de los productos hortofrutícolas, se han definido parámetros alternativos como las magnitudes de banda, que se definen como el sumatorio de las magnitudes del espectro comprendidas entre dos frecuencias determinadas. Asimismo, algunas propuestas optan por medir la velocidad de la onda acústica transmitida a través del producto empleando para ello dos micrófonos separados entre sí una distancia conocida. Los sistemas mecánicos basados en el estudio del impacto, en principio, es la técnica que más se asemeja a la forma en la que el consumidor mide la firmeza de la fruta (tocándola con un dedo). La medida consiste en impactar la fruta y medir la respuesta mecánica del fruto por medio de un acelerómetro piezoeléctrico que aporta una curva de aceleración/tiempo que permite distinguir entre diferentes categorías de firmeza en función de la deceleración máxima del impacto y de su duración (Diezma et al., 2006). En la bibliografía científica pueden encontrarse numerosos prototipos basados en los principios descritos (impacto y respuesta acústica), sin embargo, solo algunos han alcanzado el desarrollo necesario para su comercialización, y en algunos casos han agotado su vida comercial no siendo ya ofertados por el fabricante: -

Sinclair Internal Quality-Firmness Tester (iQ): dispone de un sensor piezoeléctrico que impacta la fruta verticalmente mediante un sistema de aire comprimido; la última versión de este sistema es un equipo compacto y portátil, que puede utilizarse con y sin conexión a PC. Dispone de una base con dos rodillos que rotan la fruta automáticamente para impactar en cuatro puntos y obtener un valor medio de su escala de firmeza: firmeza iQ (Figura 1). Ha habido versión de sobremesa y versión on-line.

www.bibliotecahorticultura.com

169


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 1. Equipo Sinclair IQ para determinación de firmeza basado en la técnica de impacto: versión de laboratorio y versión on-line

-

Impactador lateral LPF-TAGRALIA (en fase prototipo): consiste en un brazo giratorio equipado con una cabeza semiesférica rígida de material plástico. En la parte posterior de la cabeza impactante se aloja un pequeño acelerómetro uniaxial que registra la aceleración del brazo (Figura 2). Se han testado versiones de sobremesa para uso en laboratorio y versiones on-line. La Universidad de California-Davis ha desarrollado y utilizado prototipos portátiles basados en el mismo principio para su uso en campo.

Figura 2. Esquema del impactador lateral desarrollo LPF-TAGRALIA y ejemplo de curva de deceleraciones, respuesta del ensayo

-

170

AWETA Acoustic Firmness Sensor (AFS): desarrollado por AWETA (Aweta, 2004), este equipo, con versión de sobremesa y on-line, está compuesto por un soporte para la colocación de la fruta, que es pesada e impactada automáticamente; el micrófono se sitúa cerca de la zona del punto de impacto; el equipo muestra un valor de firmeza (que incluye la información espectral y el peso de la muestra) y el valor de la frecuencia resonante de máxima intensidad en un rango que puede ser elegido por el usuario. Los sistemas AWETA (Figura 3) incorporan además un acelerómetro, lo que permite obtener otro índice de firmeza basado en la técnica de impacto. (AWETA on-line aplicado a mangos: https://www.youtube.com/watch?v=CnTPimOdJ7E)

www.bibliotecahorticultura.com


1.10. Técnicas y parámetros de control de calidad en frutas y hortalizas

Figura 3. Equipo AWETA de laboratorio y la pantalla de resultados con señal en el tiempo y en frecuencias

2.2. Equipos basados en propiedades electromagnéticas La espectroscopia, el análisis de las particularidades de la interacción de la radiación electromagnética con la materia, aplicada a los productos hortofrutícolas de forma no destructiva se utiliza fundamentalmente para la estimación de parámetros cualitativos utilizando el rango del infrarrojo cercano (NIR, de 700 a 2.400 nm) para el contenido en agua, el contenido en sólidos solubles, el contenido en materia grasa, etc., y en el rango visible (VIS, de 400 a 700 nm) para el contenido en pigmentos (clorofila, carotenos, etc.). Existen dos sistemas de medición, por reflectancia y por transmitancia. Los sistemas se basan en la utilización de un emisor de luz y un receptor que recoge el espectro óptico. El emisor de luz es una lámpara halógena, aunque también existen equipos basados en iluminación ultravioleta y luz láser. En base a la cantidad de luz absorbida en las diferentes longitudes de onda del espectro recogido, se estiman los parámetros de calidad interna del fruto. La medida por transmitancia presenta la ventaja de que permite conocer las características internas del fruto en su totalidad, ya que la luz lo atraviesa. Por el contrario, en la medición por reflectancia la luz penetra sólo unos milímetros en el interior de la pulpa, por lo que estamos midiendo las características de la parte externa del fruto. En la técnica de transmitancia la fruta es transportada individualmente en una cadena con cazoletas y pasa a través de una campana donde es iluminada con luz halógena. Un sensor recoge la luz transmitida a través de la fruta pudiendo proporcionar los siguientes parámetros: contenido en azúcar (medido en grados Brix), acidez (porcentaje), pardeamiento interno, vitrescencia y “grado de madurez” (relacionado con la actividad clorofílica). La velocidad de trabajo se sitúa entre 4 y 10 frutos por segundo. Para el caso de reflectancia el sensor recoge la luz reflejada por el fruto. Estos equipos determinan el contenido en azúcares (grados Brix) con una precisión de 0, 5º Brix. Constructivamente presentan la ventaja de que su montaje sobre las cadenas de calibración ya existentes es más factible de realizar en comparación con los equipos de transmitancia que requieren de equipos individuales de calibración o modificaciones muy costosas de las cadenas de calibración. La velocidad de trabajo es similar a la descrita con anterioridad.

www.bibliotecahorticultura.com

171


1. Bases de la tecnología poscosecha

Espectrofotómetros NIR portátiles de laboratorio o campo Los equipos espectrofotométricos de laboratorio pueden tener una configuración compacta o modular. Los equipos modulares son más flexibles, pero de utilización más compleja. Los equipos compactos incorporan la fuente de luz, el elemento para la presentación de la muestra, el detector y el programa de procesado de datos. Son por lo tanto más robustos y fáciles de manejar, indicados para entornos industriales, pero menos indicados para trabajos de investigación o de desarrollo de nuevas aplicaciones. En los últimos años, los avances de los componentes ópticos y electrónicos han favorecido la aparición de equipos comerciales portátiles de tamaño reducido (mini y micro espectrofotómetros), algunos de los cuales se han especializado en la obtención de modelos para la estimación de componentes químicos en productos hortofrutícolas con la inclusión de los modelos quimiométricos para ello (diseños específicos de aplicación en campo, industria y laboratorios comerciales), otros mantienen mayor flexibilidad de aplicación requiriendo el desarrollo de modelos de estimación ad hoc (propósitos generales de aplicación en investigación y desarrollo). Se menciona a continuación, a modo de ejemplo, algunos de los equipos comerciales compactos para la evaluación de frutas en laboratorio o en campo: -

Felix Instruments (https://www.felixinstruments.com): con modelos preconfigurados para la estimación de sólidos solubles totales, materia seca o acidez en productos como mango, aguacate, manzana, pera, cítricos, tomates, etc., y con la posibilidad de que el usuario mejore o cree sus propios modelos (Figura 4)

Figura 4. Equipo F-750 de Felix Instruments basado en medidas NIR

-

172

Luminar 5030 y Luminar 4070 (https://brimrose.com): el modelo 5030 (Figura 5, izquierda), de altas prestaciones y robusto al incorporar filtros acústico-óptico sintonizables en lugar de elementos dispersivos o interferométricos; además permite una configuración más flexible, pues el usuario puede seleccionar y pedir al fabricante el rango de longitudes de onda del equipo. El modelo 4070 (Figura 5, derecha) es un equipo de tamaño pequeño con un rango espectral fijo (1100 – 2300 nm).

www.bibliotecahorticultura.com


1.10. Técnicas y parámetros de control de calidad en frutas y hortalizas

Figura 5. Modelos de equipos NIR de Brimrose: Luminar 5030 (izquierda), Luminar 4070 (derecha)

-

SCiO’s (https://www.consumerphysics.com/business/resources/): espectrofotómetro NIR de bolsillo; el fabricante oferta el desarrollo de modelos específicos para cada cliente y aplicación.

Figura 6. Modelo de equipo NIR SCiO

En la espectroscopía en el infrarrojo cercano, es muy importante el desarrollo de procedimientos de modelos de estimación mediante tratamiento de análisis de datos multivariantes. Para ajustar un modelo de predicción se puede seguir un procedimiento de selección de variables (regresión lineal múltiple paso a paso) o de ajuste global (se utilizan todas las longitudes de onda para la generación de los modelos). No existe información disponible sobre los procedimientos que los programas de estos equipos utilizan para realizar sus estimaciones. Equipos en línea Actualmente, la mayoría de las centrales hortofrutícolas cuenta en sus líneas de confección con sistemas basados en el análisis de imagen obtenida por videocámara para la determinación de los parámetros de calidad externa (peso, tamaño, color y defectos superficiales) a velocidades superiores a 10 frutos por segundo. Las videocámaras digitales con sensores CCD pueden ser monocromas (escala de grises), RGB (a color), multiespectrales con canal NIR (usualmente incorporan RGB y un canal adicional en el NIR en torno a 900 – 1000 nm). Es este canal NIR el que facilita la identificación de ciertos defectos subsuperficiales como son las magulladuras (Moreda et al., 2011). La adaptación de los dispositivos de espectroscopia NIR en línea para determinación de parámetros de calidad interna ha sido una historia de éxitos y fracasos, en la que algunos equipos han desaparecido de la oferta de los fabricantes tras haber sido puestos en el mercado atribuyendo capacidades excesivas (madurez, defectos internos, azúcares, etc.) sin modelos

www.bibliotecahorticultura.com

173


1. Bases de la tecnología poscosecha

suficientemente robustos. En la actualidad se pueden encontrar equipos específicamente diseñados para productos frutícolas (Figura 7 izquierda) y otros concebidos más genéricamente para evaluación de alimentos (Figura 7 derecha).

Figura 7. Modelos de equipo NIR para su instalación on-line. Izda.: Insight NIR para materia grasa y azúcares en manzanas, melocotones, nectarinas, ciruelas, albaricoques, mangos, tomates, etc. http://www.cedismafrut.com/; Dcha.: para humedad, nicotina y materia grasas en tabaco, pasta aceituna, etc. https://www.ndc.com/Products/On-Line-NIR-Gauges.aspx

Imagen hiperespectral La combinación de la espectroscopia y la visión artificial se materializa en la llamada imagen hiperespectral. Durante los últimos años las técnicas de imagen hiperespectral se han explorado en el ámbito de la inspección de productos agroalimentarios, examinando su potencial como herramienta de inspección (detección de contaminantes, identificación de defectos, estimación de la composición analítica, determinación de atributos de calidad…). La visión hiperespectral genera mapas espaciales de la variación espectral de la muestra conocidos como datacubos o hipercubos, ya que se obtienen bases de datos tridimensionales que contienen las dos dimensiones espaciales y la dimensión espectral, esto es, un espectro para cada píxel. Las principales ventajas de la imagen hiperespectral sobre los métodos tradicionales son que requiere una preparación de la muestra mínima, que es no destructiva y relativamente rápida, y que permite la visualización simultánea de la distribución espacial de diferentes parámetros de calidad y/o componentes químicos (ElMasry et al., 2010). Uno de los principales retos de la visión hiperespectral es el manejo y análisis de esas grandes y complejas bases de datos para la extracción de la información relevante contenida en ellas (Fernández Pierna et al., 2010). El punto de partida para ello lo constituyen los métodos de pre-procesado de espectros (normalización, suavizado, centrado, diferenciación, etc.) y análisis multivariante (técnicas de correlación, análisis de componentes principales, análisis discriminantes, etc.) aplicados tradicionalmente a la espectroscopia (Gowen et al., 2007); en el caso de la visión hiperespectral estos procedimientos pueden aplicarse a toda la imagen o a subpoblaciones de píxeles representativos de la variabilidad de las muestras. En trabajos de revisión se presentan catálogos de aplicaciones que ilustran la capacidad de la técnica en la clasificación de productos, en la detección de defectos y enfermedades, en la

174

www.bibliotecahorticultura.com


1.10. Técnicas y parámetros de control de calidad en frutas y hortalizas

distribución espacial de la composición química o en la evaluación general de la calidad de productos como carnes, pescados, frutas y vegetales y otros alimentos (Wu y Sun, 2013, 2013b). Hasta la fecha la aplicación de la imagen hiperespectral en el ámbito profesional es muy limitado. Esta técnica se ha venido implementando en centros tecnológicos y de investigación, en ocasiones como un procedimiento para identificar aquellas longitudes de onda más relevantes en la estimación de parámetros cuantitativos (contenido en agua, materia grasa, etc.) o en la identificación de categorías relacionadas con parámetros cualitativos (magulladuras, podredumbres, etc.). En lo que refiere a productos hortofrutícolas, el LPF-TAGRALIA ha desarrollado líneas de aplicación centradas en la supervisión de la evolución de la maduración en frutas de hueso (Lleó et al., 2011), y en la vida útil de hortalizas de hoja IV gama (Figura 8) (Diezma et al., 2013), incluso a través de los plásticos de los envases (Lara et al, 2013).

Figura 8. Arriba: Izda.: espectros medios de hojas de espinacas con diferentes niveles de degradación. Dcha.; imágenes virtuales mostrando el nivel de deterioro (de verdes a rojos, niveles crecientes de deterioro). Abajo: Izda.: berro bajo plástico, muestra sobre la que se adquiere la imagen hiperespectral. Dcha.: imágenes virtuales mostrando vida útil (de azules a rojos).

2.3. En un futuro Entre las técnicas que se están explorando para ampliar el espectro de instrumentación no destructiva de evaluación de la calidad de frutas y hortalizas, se encuentra la resonancia magnética nuclear. Esta técnica está siendo ensayada como método alternativo para medir parámetros de calidad interna relacionados con madurez y defectos internos. Hasta ahora el LPF-TAGRALIA, junto con otros grupos de investigación a nivel nacional e internacional, ha realizado trabajos con resultados satisfactorios en muchos casos: detección de heladas y de semillas en cítricos (Barreiro et al., 2008), pardeamiento interno en peras (Hernández-Sánchez, et al. 2007), desórdenes internos en manzanas (Melado-Herreros et al., 2013). Pese a todo, la

www.bibliotecahorticultura.com

175


1. Bases de la tecnología poscosecha

penetración de esta técnica en el sector es incierta debido al todavía elevado precio de los equipos y a los condicionantes que impone en los materiales de fabricación de las líneas en las que se instalan.

3. A modo de conclusión Uno de los factores que ha condicionado y sigue haciéndolo las posibilidades de introducción y consolidación de las tecnologías no destructivas en los procesos de producción y comercialización de frutas y hortalizas es el grado de exigencia de calidades por parte de las grandes cadenas comerciales hacia las centrales hortofrutícolas. Estas presiones explican en parte las pérdidas de producto que se dan en la fase de clasificación, en la que se rechazan frutas y hortalizas que no se adaptan a la norma en lo que a aspecto externo refiere. En los últimos años han surgido movimientos comerciales y de consumidores que buscan evitar el desecho de esos productos ‘feos’ o ‘deformes’ minimizando así el desperdicio alimentario. Está siendo ya una demanda del sector la integración de la información que se maneja en una central hortofrutícola, incluyendo la generada por los sistemas de instrumentación no destructiva, no solo para clasificar los productos sino también para estimar vida útil y tomar decisiones sobre el manejo y la expedición de partidas, optimizando calidad y desperdicio.

Bibliografía Barreiro P.; Zheng C.; Sun D-W.; Hernández-Sánchez N.; Pérez-Sánchez JM.; Ruiz-Cabello J. (2008. )Non-Destructive Seed Detection in Mandarins: Comparison of Automatic Threshold Methods in FLASH and COMSPIRA MRIs. Postharvest, Biology and Technology, 47 (2): 189-198. Diezma B.; Valero C.; García-Ramos F.J.; Ruiz-Altisent. (2006). Monitoring of firmness evolution of peaches during storage by combining acoustic and impact methods. Journal of Food Engineering, 77: 926-935. Diezma B.; Lleó L.; Roger J.M.; Herrero-Langreo A.; Lunadei L.; Ruiz-Altisent M. (2013). Examination of the quality of spinach leaves using hyperspectral imaging. Postharvest Biology and Technology, 85: 8-17. ElMasry G., Sun D.-W., Professor Da-Wen S. (2010). Principles of Hyperspectral Imaging Technology, Hyperspectral Imaging for Food Quality Analysis and Control. Academic Press, San Diego. pp. 3-43. Fernandez Pierna J.A., Vermeulen P., Dardenne P., Baeten V. (2010). Integration of chemometric tools in hyperspectral imaging data: contaminant detection. International Association for Spectral Imaging. IASIM-10. Dublin, Ireland. Gowen A.A., O'Donnell C.P., Cullen P.J., Downey G., Frias J.M. (2007) Hyperspectral imaging - an emerging process analytical tool for food quality and safety control. Trends in Food Science & Technology, 18:590-598.

176

www.bibliotecahorticultura.com


1.10. Técnicas y parámetros de control de calidad en frutas y hortalizas

Hernández-Sánchez N.; Hills BP.; Barreiro P.; Marigheto N. (2007). An NMR study on Internal Browning in pears. Postharvest, Biology and Technology, 44: 260-270. Lara M.A.; Lleó L.; Diezma B.; Roger J.M.; Ruiz-Altisent, M. (2013). Monitoring spinach shelf-life with hyperspectral image through packaging films. Jorunal of Food Engineering, 119: 353-361. Lleó L.; Roger J.M.; Herrero-Langreo A.; Diezma-Iglesias B.; Barreiro P. (2011). Comparison of multispectral indexes extracted from hyperspectral images for the assessment of fruit ripening. Journal of Food Engineering, 104: 612-620. Melado-Herreros A.; Muñoz-García M.A.; Blanco A.; Val J.; Fernández-Valle E.; Barreiro P. (2013). Assessment of watercore development in apples with MRI: Effect of fruit location in the canopy. Postharvest Biology and Technology 86: 125-133 Moreda G.; Muñoz M.A.; Barreiro P. (2011). Inspección de frutas y hortalizas mediante videocámara: estado actual de la técnica. Horticultura, 299: 64-69. Wu, D.; Sun, D. (2013). Advanced applications of hyperspectral imaging technology for food quality and safety analysis and assessment: A review — Part I: Applications. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 19: 1–14. Wu, D.; Sun, D. (2013b). Advanced applications of hyperspectral imaging technology for food quality and safety analysis and assessment: A review — Part II: Applications. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 19: 15–28.

www.bibliotecahorticultura.com

177



1.11. EFECTO DEL 1-MCP EN POSCOSECHA SmartFreshTM ProTabs, innovación en la aplicación del 1-MCP en fruta Eve Dupille edupille@agrofresh.com Agrofresh España

Índice 1. 2. 3. 3.1. 3.2 3.3. 4.

Etileno y 1-MCP 1-MCP: su efecto en la fruta Formulaciones SmartFreshTM 3.3% VP SmartFreshTM SmartTabs SmartFreshTM ProTabs Conclusiones

179 181 183 183 183 184 185

Resumen El 1-metilciclopropeno (1-MCP) es un tratamiento de poscosecha que se utiliza en España desde el año 2006 para mantener la calidad de frutos climatéricos durante todo el proceso de conservación. La formulación inicial comercializada fue registrada como sistema de calidad SmartFresh habiendo, desde el año 2018, una nueva formulación disponible en el mercado, SmartFreshTM ProTabs, haciendo más fáciles las aplicaciones y más flexibles las recomendaciones de uso del producto. Después de presentar generalidades sobre el 1-MCP, detallaremos los avances de la nueva formulación.

1. Etileno y 1-MCP El 1-MCP es un antagonista del etileno (Sisler, 2006), actuando ambos compuestos en forma de gas sobre los receptores del etileno presentes en la epidermis de la fruta (Botton et al., 2019). El etileno es una hormona producida por la fruta, cuya presencia va a provocar la maduración y la pérdida de la calidad intrínseca de la misma, tales como la pérdida de firmeza de la pulpa, la pérdida de la acidez, la formación de alfa farnaseno, etc (Watkins, 2008). Existen distintos receptores de etileno que actúan en cascada dando respuestas hormonales (Chen y al, 2018). Para explicar cómo actúa el 1-MCP, se simplificará de forma esquemática. El receptor, situado en la membrana plástica, está en fase ON cuando no hay etileno. En este caso, no hay señales de maduración posible (Figura 1.a.).

179


1. Bases de la tecnología poscosecha

a.

b.

c.

d.

e.

Figura 1. Mecanismo de acción del etileno y 1-MCP

Durante la primera fase de maduración la producción de etileno se inicia, fijándose este sobre su receptor correspondiente, activándolo en posición OFF. Este proceso permite enviar una serie de señales al núcleo e inducir las correspondientes respuestas hormonales, induciendo de esta forma la cascada de señales moleculares necesaria para la formación de enzimas y proteínas responsables de la maduración (Figura 1.b.). Sin embargo, el 1-MCP, una vez se une al receptor, va a provocar que éste siga en posición ON, lo que impedirá iniciar los procesos de maduración (Figura 1.c.). En presencia de 1-MCP y de etileno, ya sea endógeno o exógeno, provocará que los receptores sigan en posición ON, evitando así los efectos del etileno. La afinidad del receptor de etileno hacia el 1-MCP es como mínimo de 10 veces superior en comparación con su afinidad hacia etileno (Figura 1.d.).

180

www.bibliotecahorticultura.com


1.11. Efecto del 1-MCP en poscosecha

La reversión del efecto del 1-MCP, relacionado con la consecuente iniciación de los procesos de maduración, se realizará gracias a la formación de nuevos receptores libres de 1-MCP. El etileno se podrá unir a estos nuevos receptores y activar el proceso normal de maduración (Figura 1.e.).

2. 1-MCP: su efecto en la fruta Las recomendaciones de uso del 1-MCP son determinadas según la variedad y el origen de la fruta, y son establecidas para aplicar el 1-MCP en el momento idóneo. La fruta debe estar lo suficientemente madura como para presentar receptores de etileno, pero no debe presentar un estado de excesiva madurez, pues en ese caso la aplicación de 1-MCP no sería efectiva al haber la fruta comenzado un proceso de senescencia irreversible. Los parámetros utilizados son: -

Demora entre la recolección y la aplicación Diversos parámetros de calidad como: firmeza, almidón, niveles de azucares

Siguiendo estas recomendaciones, los efectos principales del 1-MCP son distintos según la fruta. En manzanas y peras, uno de sus principales efectos es el de controlar el escaldado superficial, el cual es debido a la oxidación del alfa farnaseno (Rupasengue et al, 2000). Por otra parte, mantiene la firmeza y el contenido en ácidos solubles durante la conservación en frio normal o atmosfera controlada y durante la vida útil (Bai et al, 2005). Además, el 1-MCP permite en pera reducir considerablemente los daños debidos a la manipulación de la fruta. (Figura 2).

Figura 2. Pera Blanquilla conservada durante 6 meses en frio normal + 7 días de vida útil. Izda: Control; Dcha.: con 1-MCP

En cuanto a ciruelas tratadas con 1-MCP, éstas presentan un mejor comportamiento durante su conservación, retrasando la coloración y la pérdida de firmeza (Valero et al, 2003; Martínez Romero et al, 2003). Por otra parte, permite retrasar los daños por frio (Figura 3).

www.bibliotecahorticultura.com

181


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 3. TC Sun conservada 30 días en frio normal + 4 días de vida útil. Izda: Control; Dcha.: con 1-MCP

En tomates, retrasa el desarrollo del color rojo del fruto y mantiene la frescura interna (Rinaldi et al, 2007), retrasa el ablandamiento de la pulpa cuando se aplica en frutos con un 10-30% de la superficie total con un cambio definitivo del color de verde a amarillo, rosa, rojo o combinación de éstos (Figura 4).

Figura 4. Tomate conservado durante 13 días en vida útil después de la aplicación. Izda: Control; Dcha.: con 1-MCP

En caqui, retrasa el ablandamiento de la pulpa del fruto, principal factor limitante en su comercialización (Salvador et al, 2004, 2006). Este efecto se manifiesta tanto durante la vida comercial del fruto, después del tratamiento de desastringencia, como durante el almacenamiento en frío, permitiendo prolongar su almacenamiento hasta 50 días a 1 ℃ y hasta 30 días a 15 ℃ (cv Rojo Brillante). Además, evita la aparición de daños por el frío durante la vida comercial del fruto, después del almacenamiento a 1 ℃ (Figura 5).

182

www.bibliotecahorticultura.com


1.11. Efecto del 1-MCP en poscosecha

Figura 5. Caqui conservado a 0 ℃ durante 40 días + 5 días de vida útil. Izda: Control; Dcha.: con 1-MCP

3. Formulaciones 3.1. SmartFreshTM 3.3% VP El 1-MCP es un gas (PM = 54) y necesita ser aplicado en un recinto estanco. Para su uso comercial, el producto empezó siendo formulado en forma de polvo mediante enlaces con aciclodextrinas. El producto comercial, SmartFreshTM 3.3% VP contiene 3,3 % de materia activa (de 1-MCP) y es estable en forma de polvo. El producto no se degrada en subproductos tóxicos, no se polimeriza y es incompatible con los agentes oxidantes. Añadiendo la bolsa de SmartFresh en agua, las moléculas de a-ciclodextrinas se solubilizan, liberando las sustancias activas de 1MCP. Para realizar este tipo de aplicación, se utiliza un generador con pila, rellenado de 8 litros de agua, permitiendo la buena liberación del 1-MCP (Figura 6).

Figura 6. Generador SmartFreshTM

En España, SmartFreshTM ha sido registrado en manzanas, peras, ciruelas, tomates y caquis. 3.2. SmartFreshTM SmartTabs Para pequeños recintos de menos de 200 m3. se emplea un sistema con tabletas que se disuelven en un líquido activador. SmartFreshTM SmartTabs está registrado para tomate, caqui y

www.bibliotecahorticultura.com

183


1. Bases de la tecnología poscosecha

ciruelas. Se aplica directamente por los técnicos de las centrales hortofrutícolas. Su concentración es de 0,68 % de materia activa.

Figura 7. SmartFreshTM SmartTabs

3.3. SmartFreshTM ProTabs SmartFreshTM ProTabs (Figura 8) es un sistema novedoso de aplicación del 1-MCP al 2 % de materia activa, con tabletas que se disuelven directamente en un líquido activador. Este sistema está registrado en España para manzanas, peras, ciruelas, caquis, kiwi y tomate.

Figura 8. SmartFreshTM ProTabs

El nuevo sistema requiere de un envase con un líquido activador en su interior, pastillas activadoras y las pastillas con la materia activa. La aplicación es sencilla, no requiere un generador ni pilas y permite una aplicación más ecológica y segura (Tabla 1).

184

www.bibliotecahorticultura.com


1.11. Efecto del 1-MCP en poscosecha

Tabla 1. Diferencias entre SmartFresh 3.3VP y SmartFresh ProTabs

Empleo de generador con pila Aplicaciones múltiples en manzana Dosis flexible en pera

SmartFresh 3.3VP Si No No

SmartFresh ProTabs No Hasta 3 Si

Esta nueva forma de aplicar el 1-MCP está ligada a una ampliación del registro al nivel de recomendaciones. Para un resultado óptimo en manzana, la aplicación del 1-MCP debe efectuarse en un plazo limitado después de la recolección. Eso conlleva el inconveniente de tener que rellenar una cámara rápidamente. Con el nuevo sistema SmartFreshTM ProTabs se puede reaplicar hasta tres veces en la misma cámara, lo que permite una mayor flexibilidad. Gracias a este registro más permisivo, se puede aplicar SmartFreshTM ProTabs en peras que tienen un estado de madurez elevado por medio de una dosis más alta. Por otro lado, para ciertas variedades, se requiere una dosis de producto más elevada para poder inactivar todos los receptores del etileno.

4. Conclusiones Con el nuevo sistema SmartFreshTM ProTabs, el uso del 1-MCP es más flexible tanto en lo relativo al momento de aplicación, como en lo que respecta a la calidad que presenta la fruta en el momento del tratamiento. El nuevo registro permite utilizar el 1-MCP según las necesidades particulares de cada cámara: según la calidad de la fruta dentro de la cámara, su modo y duración de conservación. En conjunto, permite una respuesta individualizada para cada necesidad.

Bibliografía Bai, J; Baldwin, E.A.; Goodner, K.L.; Mattheis, J.P.; Brecht, J.K. (2005). Response of four apple cultivars to 1-methylcyclopropene treatment and controlled atmosphere storage. HortScience, 40 (5): 1534-1538 Botton, A.; Tonutti, P.; Ruperti, B. (2019). Biology and Biochemistry of Ethylene. En: E. Yahia; A. Carrillo-Lopez (Eds.), Postharvest Physiology and Biochemistry of Fruits and Vegetables, (pp. 93–112). UK: Woodhead Publishing Chen, Y.; Grimplet, J.; David, K.; Castellarin, S.D.; Terol, J.; Wong, D.C.J.; Luo, Z.: Schaffer, R.; Celton, J-M.; Talon, M.; Gambetta, G.A.; Chervin, C. (2018) Ethylene receptors and related proteins in climacteric and non-climacteric fruits, Plant Science, 276: 63-72 Martínez-Romero, D.; Dupille, E.; Guillén, F.; Valverde, J. M.; Serrano, M.; Valero, D. (2003). 1Methylcyclopropene Increases Storability and Shelf Life in Climacteric and Nonclimacteric Plums. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51(16): 4680–4686.

www.bibliotecahorticultura.com

185


1. Bases de la tecnología poscosecha

Rinaldi R.; M. Mahjoub; G. Colelli (2007). Effects of 1-methylcyclopropene on postharvest life of ripe tomatoes. Advances in Horticultural Science. Vol. 21, No. 3: 177-182 Rupasinghe, H. P. V.; Murr, D. P.; Paliyath, G.; Skog, L. (2000). Inhibitory effect of 1-MCP on ripening and superficial scald development in “McIntosh” and “Delicious” apples. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 75(3): 271–276. Salvador, A.; Arnal, L.; Monterde, A.; Cuquerella, J. (2004). Reduction of chilling injury symptoms in persimmon fruit cv. “Rojo Brillante” by 1-MCP. Postharvest Biology and Technology, 33(3): 285–291. Salvador, A.; Cuquerella, J.; Martínez-Jávega, J. M.; Monterde, A.; Navarro, P. (2006). 1-MCP Preserves the Firmness of Stored Persimmon “Rojo Brillante.” Journal of Food Science, 69(2) Sisler, E. C. (2006). The discovery and development of compounds counteracting ethylene at the receptor level. Biotechnology Advances, 24(4): 357–367. Valero, D.; Martínez Romero, D.; Valverde, J.; Guillen, F.; Serrano, M. (2003). Quality improvement and extension of shelf life by 1-methylcyclopropene in plum as affected by ripening stage at harvest. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 4(3): 339–348 Watkins, CB. (2008) Overview of 1-Methylcyclopropene Trials and Uses for Edible Horticultural Crops. Hortscience, 43:1

186

www.bibliotecahorticultura.com


1.12. APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS EN LA INDUSTRIA HORTOFRUTÍCOLA Claudia Conesa Domínguez poscosecha@poscosecha.com Poscosecha.com / Postharvest.biz

Índice 1. 2. 3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 5.

Antecedentes Residuos generados en la manipulación de frutas y hortalizas frescas Residuos generados en el procesado de frutas y hortalizas Valorización de los residuos Marco legislativo Alimentación animal Obtención de compuestos de alto valor añadido Obtención de bioenergía Aplicación agrícola Ejemplos

187 189 190 192 192 192 193 193 198 198

Resumen En la actualidad, el 45,7% de las frutas y hortalizas producidas a nivel mundial se pierden o desperdician durante las diferentes etapas de la cadena de suministro. Durante la manipulación poscosecha o procesado de frutas y hortalizas se generan cantidades importantes de residuos o subproductos cuya correcta valorización permite su aprovechamiento y, por lo tanto, la obtención de un beneficio económico y medioambiental. Entre las principales estrategias de valorización destacan la alimentación animal, aplicación agrícola, extracción de compuestos de alto valor añadido y producción de bioenergía. Esta última se está desarrollando cada vez más debido al incremento mundial de la demanda de energía y a la limitación de las fuentes de combustibles fósiles. En el presente capítulo se resumen las estrategias de valorización más novedosas, sus ventajas e inconvenientes y se exponen diferentes ejemplos de aplicación en los cultivos más relevantes de la Comunidad Valenciana.

1. Antecedentes Las pérdidas de alimentos (food losses) se definen como la disminución del contenido de alimentos para consumo humano que tienen lugar durante su producción, poscosecha y

187


1. Bases de la tecnología poscosecha

procesado. Por otro lado, las pérdidas que acontecen al final de la cadena alimentaria (mercado minorista y consumidor final), reciben el nombre de desperdicio de alimentos (food waste) y están relacionadas con el comportamiento de los consumidores y la distribución (Parfitt et al., 2010). Según datos de la FAO alrededor de un tercio de los alimentos se pierden o desperdician, lo que representa alrededor de 1300 millones de toneladas al año (FAO, 2012). En concreto, las raíces o tubérculos y las frutas y hortalizas son los alimentos en los que se genera un mayor volumen de pérdidas, 46,2% y 45,7% respectivamente (Figura 1).

Figura 1. Porcentaje de pérdidas producidas para cada tipo de alimento durante la cadena de suministro en el mundo Fuente: National Geographic, 2016

En el caso de las frutas y hortalizas, el porcentaje de pérdidas producidas a lo largo de la cadena de suministro en diferentes regiones del mundo se muestra en la Figura 2. Se observa que en las regiones industrializadas, predominan las pérdidas en el campo debido al descarte de los productos que no cumplen con los estándares de calidad establecidos por la distribución. También es significativo el volumen de desperdicio de alimentos por el consumidor final en estas áreas. En las regiones en desarrollo, las pérdidas se producen en campo principalmente, aunque también son importantes las generadas en las fases de poscosecha y distribución. Esto se debe a problemas en el manejo de los cultivos, falta de tecnología y estacionalidad de las producciones.

188

www.bibliotecahorticultura.com


1.12. Aprovechamiento de residuos en la industria hortofrutícola

Figura 2. Volumen de pérdidas de frutas y hortalizas producidas en las diferentes etapas de la cadena de suministro en diferentes regiones Fuente: FAO, 2012

2. Residuos generados en la manipulación de frutas y hortalizas frescas En las centrales hortofrutícolas, los productos agrícolas reciben una serie de tratamientos para convertirse en alimentos y se producen, como consecuencia diferentes tipos de residuos. Residuos orgánicos El residuo orgánico más importante es el conocido como destrío y se corresponde con las frutas u hortalizas que han sido rechazadas para la comercialización durante el proceso de selección, por estar mal formadas, inmaduras, afectadas por algún patógeno, con presencia abundante de manchas, rajadas o no responder a los estándares de tamaño (MAGRAMA, 2012). Los destríos se pueden generar en todas las etapas de la confección y comercialización, principalmente en la preselección, selección, calibrado y tras la conservación de frutas y hortalizas frescas. Según un estudio del Gabinete de Proyectos Agroecológicos (GPA, 2006), el destrío en la selección representa alrededor del 10% de la producción, aunque este valor depende de diferentes factores de producción y comercialización. Estos destríos se caracterizan por un contenido elevado de agua que provoca problemas de olores durante el almacenamiento y compostaje, lixiviados importantes y contaminaciones. Generalmente estos productos vegetales no se considera un residuo, sino otro subproducto de la central. La Ley 22/2011, 28 de julio, de residuos y suelos contaminados define subproducto como aquellas sustancias u objetos, resultantes de un proceso de producción, cuya finalidad primaria no sea la producción de esa sustancia u objeto; entonces será considerado como subproducto y no como Residuo (cualquier sustancia u objeto que su poseedor deseche o tenga la intención o la obligación de desechar) cuando: -

Se tenga la seguridad de que la sustancia u objeto va a ser utilizado ulteriormente La sustancia u objeto se pueda utilizar directamente sin tener que someterse a una transformación ulterior distinta de la práctica industrial habitual La sustancia u objeto se produzca como parte integrante de un proceso de producción

www.bibliotecahorticultura.com

189


1. Bases de la tecnología poscosecha

-

El uso ulterior cumpla todos los requisitos pertinentes relativos a los productos, así como a la protección de la salud humana y del medio ambiente, sin que produzca impactos generales adversos para la salud humana o el medio ambiente

En el caso del destrío de frutas y hortalizas, las opciones principales de valorización son la industria, alimentación animal o el compostaje. Por el contrario, la incineración o deposición en vertedero no tienen sentido desde un punto de vista económico y ambiental. Efluentes Respecto a los efluentes, se producen de tres tipos: -

-

-

Las aguas de tratamiento en drenchers o balsas. Se caracterizan generalmente por poseer un bajo volumen, pero una elevada carga orgánica y fitosanitaria. Con el fin de minimizar su impacto, se recomienda el uso de drenchers en lugar de balsas, por ser menor el agua utilizada, y el uso correcto de los productos fitosanitarios. Para su gestión, se puede hacer a través de un gestor autorizado, depurarse previamente a su vertido en colector municipal siempre que el agua cumpla con la legislación de vertidos o mezclar con las aguas de lavado y depurar. Las aguas de lavado se caracterizan por su alto volumen (2000 l/línea) pero bajo nivel en compuestos orgánicos y fitosanitarios. Para su correcta gestión se recomienda depurar previamente al vertido. Las aguas de lavado de equipos e instalaciones. Deben limpiarse y desinfectarse periódicamente de acuerdo con la normativa vigente. Se trata de uno de los procesos que más agua consume. Por ello, se puede reutilizar esta agua o la procedente de otras etapas siempre que sea pretratada previamente y cumpla con los aspectos higiénicos necesarios.

Residuos peligrosos Según Ley 22/2011, los residuos peligrosos son aquellos que figuren en la lista de residuos peligrosos, recogida en el Anejo 2 del Real Decreto 952/1997, así como los recipientes y envases que los hayan contenido. Este es el caso de los envases y restos de los productos químicos usados para la conservación por lo que es necesario tratarlos adecuadamente. Otros residuos Por último, otros residuos producidos, procedentes de embalajes deteriorados (papel, cartón y plásticos) deben ser gestionados por un gestor autorizado.

3. Residuos generados en el procesado de frutas y hortalizas El sector de los transformados vegetales agrupa todas aquellas industrias de procesado que aplican técnicas de conservación (esterilización, congelación, deshidratación, refrigeración, atmósferas modificadas, …) para la fabricación de conservas, congelados, zumos, concentrados, néctares y IV y V gamas de frutas y hortalizas, entre otros. Se trata de uno de los sectores más dinámicos de la industria agroalimentaria y representa un 7% de la producción total (Ros et al., 2012).

190

www.bibliotecahorticultura.com


1.12. Aprovechamiento de residuos en la industria hortofrutícola

Estas actividades generan una gran cantidad de lodos, procedentes de la depuración de las aguas residuales, y residuos sólidos orgánicos, inertes o peligrosos. Residuos orgánicos Según datos del sector, el 83% de los residuos generados se corresponden con los orgánicos (procedentes de las operaciones de corte, troceado, pelado, …). Como se observa en la Tabla 1, el porcentaje de restos orgánicos es muy variable ya que depende del tipo de materia prima a procesar y del proceso de transformación. Estos se consideran subproductos ya que tradicionalmente se han destinado a alimentación animal para aprovechar su alto valor nutritivo. Tabla 1. Porcentajes de restos generados en función de la materia prima procesada. Fuente: Guía de Mejores Técnicas Disponibles en España del Sector de Transformados Vegetales, 2004 Materia prima Tomate Pimiento piquillo Pimiento morrón Espárrago Alcachofa Judía verde Champiñón Puerro Brotes de ajo Borraja Cardo Acelga Espinacas Melocotón Ciruela, albaricoque Naranja, mandarina Naranja zumo Pera

Tipo de restos Piel, pepita, podridos Corazones, piel Corazones, pieles Pieles, trozos Brácteas, tallos Puntas Corte raíz, destrío Hojas, raíces Partes blancas Hojas Penca, hoja, corazón Pencas, hojas Hojas secas Pieles, huesos Pieles, huesos Piel, corteza, semillas Piel, corteza, semillas Piel, peciolos, corazón

% de restos total 15 53 50 – 60 51 60 – 65 28 21 47 17 28 65 48 13 22 – 28 10 – 25 40 – 45 60 – 65 42 – 45

Agua residual El sector de los transformados vegetales consume una gran cantidad de agua. Entre el 70 – 80% del volumen se vierte en forma de aguas residuales y, el 20 – 30% restante se incorpora al producto (líquido de gobierno) o se pierde durante el procesado. En general, las empresas realizan una depuración biológica de las aguas previo a su vertido, con la consiguiente formación de una gran cantidad de lodos de depuración (Tabla 2). Actualmente, este residuo no recibe ningún tratamiento y se procede a su eliminación mediante gestores de residuos autorizados.

www.bibliotecahorticultura.com

191


1. Bases de la tecnología poscosecha

Tabla 2. Volumen de agua residual y cantidad de lodos de depuradora generados por cada 100 toneladas procesadas en la industria de transformados vegetales. Fuente: Guía de Mejores Técnicas Disponibles en España del Sector de Transformados Vegetales, 2004 Materia prima Alcachofa Pimiento Melocotón Albaricoque Pera Tomate Naranja zumo

Agua residual (m3) 500 – 1.600 500 – 900 600 – 900 600 – 900 400 – 800 400 – 800 400 – 1.000

Lodos (toneladas) 2–4 3–5 4–7 2–4 4–6 4–7 5–8

Otros residuos El 16% de los residuos generados está formado por residuos inertes (cartón, plástico, chatarra, vidrio, hojalata, …) que deben seleccionarse en origen previo destinarse a un gestor autorizado.

4. Valorización de los residuos 4.1. Marco legislativo La legislación ambiental de la UE es exigente con el tratamiento de los residuos. La Directiva 2006/12/CE establece la obligación a los Estados Miembros del fomento de la reducción de los residuos mediante, entre otros, valorización de los residuos por reciclado, nuevo uso, recuperación u otra acción destinada a obtener materias primas secundarias, o también la utilización de residuos como fuente de energía. Posteriormente, la Directiva Europea sobre residuos 2008/98/CE ya incluye la definición de subproducto y establece una jerarquía en su valorización: -

-

Prevención Preparación para la reutilización (separación de los diferentes residuos) Reciclado Otro tipo de valorización: procedimiento que permite el aprovechamiento de los recursos contenidos en los residuos sin poner en peligro la salud humana y sin utilizar métodos que dañen el medioambiente (MAGRAMA, 2012) Eliminación

Por último, el Artículo 8 de la Ley 22/2011, de 28 de julio, de residuos y suelo contaminados establece como última vía la eliminación o acumulación en vertedero de los residuos que puedan ser reutilizados, reciclados o valorizados 4.2. Alimentación animal Como se ha comentado anteriormente, el destrío y los subproductos vegetales se destinan principalmente a la alimentación animal, ya sea de manera directa o procesada (ensilaje, deshidratación o peletizado), por su alto contenido en fibra y nutrientes.

192

www.bibliotecahorticultura.com


1.12. Aprovechamiento de residuos en la industria hortofrutícola

Entre sus inconvenientes destacan: la estacionalidad y variabilidad de la producción, compatibilidad entre el animal y el producto vegetal con el que se ha producido el pienso y la existencia de normativas de control detallado de la alimentación, trazabilidad y seguridad alimentaria. Por otro lado, existe también una fracción importante que se gestiona en vertedero, cuya disposición es cada día más costosa y limitada debido a la normativa europea (Directiva Europea 99/31/CE) que restringe la entrada de materiales orgánicos. Por lo tanto, es necesario avanzar en la búsqueda de alternativas sostenibles y económicamente rentables de valorización de dichos residuos y subproductos. Dentro de estas tecnologías, las más prometedoras son: la obtención de compuestos de alto valor añadido, bioenergía y la aplicación agrícola. 4.3. Obtención de compuestos de alto valor añadido Los restos orgánicos contienen numerosos compuestos de alto valor añadido para su reutilización en la industria alimentaria, farmacéutica, cosmética y química, fundamentalmente. Entre ellos destacan: los compuestos antimicrobianos, bioactivos (polifenoles, fitoestrógenos y ácidos grasos vegetales, compuestos organosulfurados y monoterpenos), aromáticos, grasos, vitaminas, azúcares, materias gelificantes (pectinas), ácidos, aceites, aromas y sabores (Ros et al., 2012). Entre las aplicaciones más importantes, destacan: -

-

-

Colorantes: E-140/141 Clorofilas y Clorofilinas; Carotenoides; E-160 c Capsantina/Capsorrubina; E-160 d Liocopeno; E-161 Xantofilas y dentro de estas E-161 α-Flavoxantina (hojas verdes), E 161 b Luteína, E 161 c Criptoxantina; E-163 Antocianinas Antioxidantes: aditivos alimentarios que impiden o retardan las oxidaciones catalíticas y el enranciamiento natural o provocado por la acción de diversos agentes (aire, luz, calor, ...). Los antioxidantes naturales pueden ser compuestos fenólicos (tocoferoles, flavonoides y ácidos fenólicos), compuestos nitrogenados (alcaloides derivados de clorofila, aminoácidos y aminas), carotenoides y ácido ascórbico Fibras

4.4. Obtención de bioenergía La Directiva 2009/28/CE, define la biomasa como la fracción biodegradable de los productos de desecho y residuos procedentes de la agricultura, silvicultura y de las industrias relacionadas, así como la fracción biodegradable de los residuos industriales y municipales. Por lo tanto, la biomasa es todo material orgánico obtenido mediante fotosíntesis y puede ser clasificada en función de su composición, origen y estado (Figura 3)

www.bibliotecahorticultura.com

193


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 3. Clasificación de la biomasa en función de su composición, origen o estado físico

La biomasa puede ser transformada en combustibles líquidos o gaseosos, o utilizarse directamente como fuente de energía térmica a través de la combustión. Cuando se habla de biocombustibles, se hace referencia a todos los combustibles líquidos o gaseosos que se obtienen a partir de la biomasa y que pueden ser utilizados para cualquier aplicación energética. En concreto, los biocarburantes son los biocombustibles empleados para el transporte, tales como el bioetanol, biodiésel, biogás, biohidrógeno, etc. (Directiva 2003/30/CE). Además, la utilización de la biomasa con fines energéticos posee numerosas ventajas, entre las cuales destacan: -

-

Disminución de las emisiones de CO2 respecto a otros combustibles fósiles. Las emisiones de CO2 se reducen un 12% por la producción y la combustión del bioetanol y un 41% por el biodiesel Menor cantidad de emisiones contaminantes a la atmósfera (hidrocarburos volátiles, partículas, SO2 y CO) Disminución de residuos Diversificación energética y disminución de la dependencia externa del abastecimiento de combustibles

Por el contrario, su utilización presenta algunos pequeños inconvenientes: -

194

Menor rendimiento energético que los combustibles fósiles. Su uso se limita a motores de bajo rendimiento y poca potencia

www.bibliotecahorticultura.com


1.12. Aprovechamiento de residuos en la industria hortofrutícola

-

Baja densidad energética, es decir, que para conseguir la misma cantidad de energía se requiere utilizar más cantidad de materia prima Necesidad de acondicionamiento o transformación para su utilización Mayores costes de producción frente a la energía que proviene de los combustibles fósiles

Para 2020, la Directiva 2009/28/CE sobre energías renovables indica que al menos el 10% del combustible usado para el transporte debe proceder de fuentes renovables y los proveedores de combustibles deben reducir la intensidad de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en un 6% según la Directiva 2009/30/CE sobre la calidad de los combustibles. Obtención de biogás Los restos y subproductos orgánicos pueden ser utilizados como biomasa para convertirse en energía en forma de biogás mediante digestión anaerobia por microorganismos. En función del sustrato y el tipo de tecnología empleada, la composición química del biogás varía entre 55 70% de metano, 30 - 45% de dióxido de carbono y menos de un 5% de otros gases (hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y sulfuro de hidrógeno). El proceso de producción de biogás mediante digestión anaeróbica de la materia orgánica se divide en cuatro etapas hidrólisis, fermentación, acetogénesis y metanogénesis (Demirel y Scherer, 2008). El biogás así obtenido, con un poder calorífico entre 18,8 y 23,4 MJ/m³, puede ser utilizado en motores de combustión interna para generar electricidad y calor, o después de un tratamiento de purificación, incorporarlo a la red de gas natural. Por otro lado, las plantas de biogás permiten gestionar y valorizar una gran variedad de materiales orgánicos a la vez, “codigestión”, que permite abaratar los costes de gestión y tratamiento de residuos. En España, el RD 661/2007 sobre energías renovables ha hecho despertar el interés por el biogás gracias a una tarifa regulada mucho mayor que la existente anteriormente pero tan sólo existen unas pocas plantas en funcionamiento. Por el contrario, Alemania, Dinamarca, Austria y más recientemente Italia han conseguido desarrollar, en mayor o menor medida, la obtención de biogás mediante co-digestión de residuos ganaderos, agroindustriales y/o cultivos energéticos (MITECO, 2011). Por último, un biodigestor es un sistema natural que aprovecha la digestión anaerobia de las bacterias que ya habitan en el estiércol, para transformar éste en biogás y fertilizante, conocido como biol (Figura 4). El biogás puede ser empleado como combustible en las cocinas e iluminación, y en grandes instalaciones se puede utilizar para alimentar un generador que produzca electricidad.

www.bibliotecahorticultura.com

195


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 4. Esquema de funcionamiento de un biodigestor Fuente: Ecoespacios, 2012

Obtención de biohidrógeno El hidrógeno es considerado como uno de los combustibles con mayor futuro ya que su contenido energético por unidad de peso es mayor que en el resto de los combustibles gaseosos conocidos (122‐142 kJ/g). Entre sus principales ventajas destacan: que es utilizable tanto en sistemas de combustión habituales como en las nuevas tecnologías de conversión energética vía electroquímica como las pilas de combustible; el único libre de carbono que al oxidarse totalmente libera agua como su producto de combustión, por lo que no genera gases de efecto invernadero; fácil de transportar, muy versátil y seguro en su manejo y uso. No obstante, las fuentes de hidrógeno convencionales son limitadas y se basan en procesos químicos de transformación de recursos fósiles que liberan altas concentraciones de CO2 y requieren un elevado consumo de energía en forma de calor, como el reformado de gas natural, la hidrólisis o gasificación del carbón. Por lo tanto, los últimos estudios se han enfocado principalmente en la obtención de hidrógeno a partir de la materia orgánica, como es el caso de la fermentación oscura que podría aplicarse a una gran variedad de residuos orgánicos agroalimentarios mediante sistemas fácilmente manejables a nivel agroindustrial (AINIA, 2012). Bioetanol El bioetanol es alcohol etílico (C2H5OH) obtenido a partir de la fermentación de la biomasa azucarada, amilácea o lignocelulósica. Se trata del biocombustible más utilizado en el sector del transporte ya que se puede obtener en grandes cantidades mediante biorrefinería y utilizarse solo, como aditivo remplazando al éter metil tert‐butílico (MTBE) o mezclarse con la gasolina convencional (Song et al., 2006). La presencia de bioetanol mejora el índice de octano de la gasolina y su oxidación, favoreciéndose así un mayor rendimiento y la reducción de las emisiones de CO2 y de otras partículas contaminantes a la atmósfera como los óxidos de azufre y de nitrógeno (Sánchez y Cardona, 2008; González‐García et al., 2009; Chen y Qiu, 2010; Balat, 2011).

196

www.bibliotecahorticultura.com


1.12. Aprovechamiento de residuos en la industria hortofrutícola

Por otro lado, la mayor parte del bioetanol que se comercializa procede de la caña de azúcar, de la remolacha y de diferentes granos de cereales. El etanol obtenido a partir de estos cultivos que forman parte de la cadena alimentaria humana y animal se denomina bioetanol de primera generación o 1G. Para satisfacer las demandas energéticas, se llevaron a cabo deforestaciones y se destinó una parte importante de la superficie agraria a la plantación de cultivos energéticos, con el consecuente impacto negativo sobre el medioambiente (Mussatto et al., 2010). Su uso contribuyó, además, al aumento de los precios de los alimentos durante los años 2008, 2010 y 2011 y desató una fuerte controversia (Xavier et al., 2010). Es por ello que, en los últimos años, la investigación se ha centrado en la búsqueda de materias primas de tipo no alimentario, como es el caso de la biomasa lignocelulósica de origen residual procedente de actividades agrícolas, forestales o industriales (Reshamwala et al., 1995; Bjerre et al., 1996; Duff y Murray, 1996). Algunos autores como Singh et al. (2010) sugieren que el empleo de estos biocombustibles de segunda generación o 2G, reducirían un 60% las emisiones de GEI con respecto a los combustibles fósiles según diferentes estudios de Análisis de ciclo de Vida (ACV). La obtención de bioetanol a partir de la biomasa lignocelulósica se lleva a cabo mediante dos etapas: la hidrólisis de la celulosa y hemicelulosa a mono y disacáridos, y la fermentación de estos azúcares a bioetanol (Figura 5). La hidrólisis puede ser ácida o enzimática y esta última necesita de una etapa de pretratamiento de la biomasa para facilitar el acceso de las enzimas al interior de la estructura lignocelulósica. Además, la fermentación y la hidrólisis pueden realizarse simultánea o consecutivamente. La levadura Saccharomyces cerevisiae es el microorganismo más utilizado para la fermentación alcohólica debido a sus altos rendimientos y a su elevada tolerancia al etanol y otros inhibidores usualmente presentes en los residuos lignocelulósicos. Tras la fermentación, se obtiene un alcohol hidratado, con un contenido aproximado del 5% de agua, que tras ser deshidratado se puede utilizar como combustible.

Figura 5. Proceso de obtención de bioetanol 2G

www.bibliotecahorticultura.com

197


1. Bases de la tecnología poscosecha

La producción mundial de etanol ha superado los 97.200 millones de litros en 2015. Además, la OCDE y la FAO prevén que esta aumentará hasta alcanzar los 168.000 millones de litros en 2022 (OCDE‐FAO, 2012). Estados Unidos es el mayor productor mundial con el 57,7% del total de la producción que procede casi en exclusiva del maíz (Renewable Fuels Association, 2016). Con el 27,6% de la producción mundial, Brasil ocupa el segundo puesto en la producción, mayoritariamente procedente de la caña de azúcar (Renewable Fuels Association, 2016). Europa está arrancando con fuerza en el uso de los biocombustibles y ya es el tercer productor mundial con más de 1,39 millones de litros de etanol fabricados a partir de trigo, maíz y subproductos de las industrias azucareras (Renewable Fuel Association, 2016). Por otro lado, desde el 2012 es posible obtener gasolina E10 (mezcla al 10% de bioetanol y 85% de gasolina) en la Unión Europea que no requieren modificaciones en el motor de los vehículos cumpliendo las garantías del fabricante. 4.5. Aplicación agrícola Los restos vegetales, lodos de depuradoras, así como algunos de los subproductos que se generan tras una revalorización inicial pueden ser sometidos a un proceso biológico controlado de oxidación denominado compostaje. En este se produce el compost, un material orgánico estable y exento de patógenos utilizable como enmendante orgánico en la agricultura y que presenta las siguientes ventajas: -

Incrementa el contenido en materia orgánica en el suelo Mejora la capacidad de retención hídrica del suelo Fuente de nutrientes a largo plazo Puede presentar la capacidad de controlar las enfermedades en plantas

5. Ejemplos Cítricos En el caso de los subproductos cítricos, se ha estudiado la aplicación de los componentes volátiles presentes en la pulpa gruesa como fuente aromática (Lafuente, 1980), la obtención de pectinas del albedo utilizadas como estabilizantes en la industria alimentaria y como aporte extra de fibra a la dieta (May, 1990) y el aprovechamiento de los carotenoides como pigmentos naturales en alimentación (Larrauri, 1996; Cháfer, 2000). Además, la extracción de los aceites esenciales del flavedo como es el caso del limoneno, terpeno que ha alcanzado relevancia debido a su demanda como disolvente biodegradable, componente aromático y para la síntesis de nuevos compuestos. Se ha evaluado también la extracción de los flavonoides hesperidina y narangina de la corteza, muy apreciados por la industria farmacéutica. En concreto, la narangina se usa para la obtención de dihidrochalconoa, una sustancia de alto poder edulcorante que no aporta calorías. Además, añadida en pequeña cantidad al aceite de palma, inhibe su oxidación térmica. También, desempeña un papel importante en los tratamientos de resfriados, quemaduras por frío o irradiación. Por su parte, la hesperidina produce efectos antioxidantes, muy beneficiosos para las funciones digestiva y circulatoria.

198

www.bibliotecahorticultura.com


1.12. Aprovechamiento de residuos en la industria hortofrutícola

Por último, también se ha utilizado la corteza de la naranja para la obtención de bioetanol, pellets para alimentación animal y D-limoneno como se muestra en la Figura 6.

Figura 6. Diagrama de flujo de la GMI de cítricos

Caquis Tradicionalmente, los subproductos del caqui se han aprovechado para la obtención de vinagre (Kim et al., 2011) y harinas para la preparación y conservación de productos alimenticios (Kim y Kim, 2005). Actualmente, diversos estudios demuestran que este fruto es una fuente potencial de compuestos bioactivos para su uso en las industrias alimentarias, farmacéuticas y cosméticas (Deng et al., 2012). En concreto, se ha comprobado la capacidad de sus antioxidantes para luchar contra la diabetes y varias enfermedades degenerativas y cardiovasculares (George y Redpath, 2008; Park et al., 2008; Piretti, 1991; Uchida et al., 1990) y prevenir diferentes tipos de cánceres (Takayuki, 2005). Por último, Conesa et al. (2019) demostraron que los residuos procedentes del procesado de IV gama de caqui pueden ser utilizados para la obtención de compuestos de alto valor añadido por su mayor contenido en β-caroteno y licopeno que la fruta entera y su capacidad para la obtención de bioetanol. Hortalizas Los subproductos del tomate se utilizan cada vez más en la obtención del carotenoide licopeno para su uso como colorante alimentario o antioxidante, relacionado con la prevención del cáncer de próstata y la disminución de las afecciones coronarias como la arteriosclerosis (Andrés Vasconcellos, 2000). Un ejemplo concreto de aprovechamiento de subproductos hortofrutícolas es el proyecto Biovege en el que participan Alhondiga La Unión (Líder del Consorcio), Domca, Neol, Ecoplas, Morera & Vallejo, Torres Morente, TECNALIA, CIDAF y Fundación Cajamar. Biovege tiene como principal objetivo el desarrollo de bioplásticos (mallas y films) e ingredientes bioactivos de alto valor añadido para la agroindustria a partir de los subproductos generados en el campo andaluz para el desarrollo de: -

Nuevos alcoholes grasos a partir de los azucares fermentables que se encuentran en los residuos vegetales (frutas como el melón y la sandía y hortalizas como el pepino, pimiento y calabacín).

www.bibliotecahorticultura.com

199


1. Bases de la tecnología poscosecha

-

-

Nuevos grados de biopoliésteres plastificados químicamente por extrusión reactiva a partir de alcoholes grasos obtenidos que puedan emplearse en la extrusión de mallas y film retráctil para el envasado de productos hortofrutícolas. Conservantes naturales para un amplio espectro de alimentos y su incorporación en novedosas soluciones de conservación como recubrimiento comestible. Extracción de ingredientes bioactivos de los residuos hortofrutícolas para la mejora de la salud humana y la utilización de emulsiones para incorporar mezclas de compuestos bioactivos de naturaleza hidrofílica y lipofílica en microcápsulas estabilizadas en la matriz alimentaria que permitan que estos lleguen con mayor facilidad a los órganos o tejidos diana.

Bibliografía AINIA (2012). Obtención de bio-hidrógeno y biogás mediante a partir de residuos orgánicos agroalimentarios. https://www.ainia.es/proyectos-idi/obtencion-de-bio-hidrogeno-ybiogas-mediante-a-partir-de-residuos-organicos-agroalimentarios/ Acceso : 9 de julio de 2019 Andrés Vasconcellos J. (2000). Alimentos funcionales. Conceptos y Beneficios para la Salud. The World of Food Science, Vol. 1 (3). Balat, M. (2011). Production of bioethanol from lignocellulosic materials via the biochemical pathway: A review. Energy Convers. Manag., 52: 858‐875 Bjerre, A.B.; Olesen, A.B.; Fernqvist, T. (1996). Pretreatment of wheat straw using combined wet oxidation and alkaline hydrolysis resulting inconvertible cellulose and hemicellulose. Biotechnol. Bioeng., 49: 568‐577. Cajamar (2019). Biovege. https://www.cajamar.es/es/agroalimentario/innovacion/investigacion/bioeconomia/p royectos/biovege/ Acceso : 9 de julio de 2019 CE (1999). Comunidad Europea. Directiva 1999/31/CE del Consejo, de 26 de abril de 1999, relativa al vertido de residuos. Diario Oficial de las Comunidades Europeas: L 182/1 - L 182/19. CE (2003). Comunidad Europea. Directiva 2003/30/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 8 de mayo de 2003, relativa al fomento del uso de biocarburantes u otros combustibles renovables en el transporte. Diario Oficial de la Unión Europea: L 123/42- L 123/46. CE (2006). Comunidad Europea. Directiva 2006/12/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 5 de abril de 2006 , relativa a los residuos. Diario Oficial de la Unión Europea: L 114/9 L 114/21. CE (2008). Comunidad Europea. Directiva 2008/98/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 19 de noviembre de 2008 , sobre los residuos y por la que se derogan determinadas Directivas. Diario Oficial de la Unión Europea: L 312/3 - L 312/30.

200

www.bibliotecahorticultura.com


1.12. Aprovechamiento de residuos en la industria hortofrutícola

CE (2009). Comunidad Europea. Directiva 2009/28/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de abril de 2009 , relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables y por la que se modifican y se derogan las Directivas 2001/77/CE y 2003/30/CE. Diario Oficial de la Unión Europea: L 140/16 - L 140/62. CE (2009). Comunidad Europea. Directiva 2009/30/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de abril de 2009, por la que se modifica la Directiva 98/70/CE en relación con las especificaciones de la gasolina, el diésel y el gasóleo, se introduce un mecanismo para controlar y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, se modifica la Directiva 1999/32/CE del Consejo en relación con las especificaciones del combustible utilizado por los buques de navegación interior y se deroga la Directiva 93/12/CEE. Diario Oficial de la Unión Europea: L 140/88 - L 140/113 Cháfer M.; Ortolá, M.D.; Chiralt A.; Fito P. (2000). Aprovechamiento de la corteza de cítricos mediante deshidratación osmótica con pulso de vacío. Alimentación, Equipos y Tecnología: 55-6 Chen, H.Z.; Qiu, W.H. (2010). Key technologies for bioethanol production from lignocellulose. Biotechnology Adv., 28: 556‐562. Conesa, C.; Laguarda-Miró, N.; Fito, P.; Seguí, L. (2019). Evaluation of Persimmon (Diospyros kaki Thunb. cv. Rojo Brillante) Industrial Residue as a Source for Value Added Products. Waste and Biomass Valorization: 1-12 Demirel, B.; Scherer, P. (2008). The roles of acetotrophic and hydrogenotrophic methanogens during anaerobic conversion of biomass to methane: A review. Rev. Environ. Sci. Biotechnol., 7: 173–190. Deng, G.‐F.; Shen, C.; Xu, X.‐R.; Kuang, R.‐D.; Guo, Y.‐J.; Zeng, L.‐S.; Gao, L.‐L.; Lin, X.; Xie, J.‐F.; Xia, E.‐Q.; Li, S.; Wu, S.; Chen, F.; Ling, W.‐H.; Li, H.‐B. (2012). Potential of Fruit Wastes as Natural Resources of Bioactive Compounds. International Journal of Molecular Sciences, 13: 8308‐8323. Duff, S.J.B.; Murray, W.D. (1996). Bioconversion of forest products industry waste cellulosics to fuel ethanol: A review. Bioresource Technol., 55: 1–33. España. (2011). Ley 22/2011, 28 de julio, de residuos y suelos contaminados. BOE, 181: 85650 – 85705 FAO. (2012). Food and Agriculture Organization. Pérdidas y desperdicio de alimentos en el mundo – Alcance, causas y prevención. Roma. George, A.; Redpath, S. (2008). Health and medicinal benefits of persimmon fruit: A review. Advances in Horticultural Science, 22(4): 244−249. González‐García, S.; Gasol, C.M.; Gabarrell, X.; Rieradevall, J.; Moreira, M.T.; Feijoo, G. (2009). Environmental aspects of ethanol‐based fuels from Brassica carinata: A case study of second generation ethanol. Renew. Sust. Energ. Rev., 13: 2613‐2620. GPA (2006). Gabinete de Proyectos Agroecológicos. Estudio por encuestas sobre la producción de residuos agrícolas en Tenerife. Servicio Técnico de Agricultura, Cabildo de Tenerife.

www.bibliotecahorticultura.com

201


1. Bases de la tecnología poscosecha

Kim, W.M.; Lee, Y.S. (2011). Physicochemical characteristics of loaf bread added with waxy black rice flour by storage period. Korean J. Food Cookery Sci., 17(1): 248‐258 Kim, Y.J.; Kim, B.K. (2005). Effect of dietary persimmon peel powder on physico‐chemical properties of pork. Korean J. Food Sci. Ani. Resour., 25 (1): 39‐44 Lafuente, B.F. (1980). Frutos, productos hortícolas y derivados Re. Agroquim. Tecnol. Aliment., 20 (1): 13–21 Larrauri, J.A.; Borroto, B., Boys, T. (1996). Naringina. Procesos para su obtención a partir de hollejos de toronjas. Alimentación, Equipos y Tecnología, Abril: 115-118. MAGRAMA (2004). Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente. Guía de Mejores Técnicas Disponibles en España del Sector de Transformados Vegetales”. MAGRAMA: Madrid. MAGRAMA. (2012). Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente. Producción y consumo sostenibles y residuos agrarios. MAGRAMA: Madrid MAY, C. D. (1990). Industrial pectins: sources, production and applications. Carbohydr. Polymers, 12: 79-99 MITECO (2011). Ministerio para la Transición Ecológica. Plan de energías renovables 2011-2020. MITECO: Madrid Mussatto, S.I.; Dragone, G.; Guimaraes, P.M.R.; Silva, J.P.A., Carneiro, L.M.; Roberto, I.C.; Vicente, A.; Domingues, L.; Teixeira, J.A. (2010). Technological trends, global market, and challenges of bio‐ethanol production. Biotechnol. Adv., 28: 1873‐1899. National Geographic. (2016). How ‘Ugly’ Fruits and Vegetables Can Help Solve World Hunger. https://www.nationalgeographic.com/magazine/2016/03/global-food-wastestatistics/ Acceso: 4 de Julio de 2019 OCDE‐FAO. (2012). Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos - Food and Agriculture Organization. OECD‐FAO Agricultural Outlook 2012, OECD Publishing, Paris, FR. Parfitt, J.; Barthel, M.; Macnaughton, S. (2010). Food waste within food supply chains: quantification and potential for change to 2050. Phiosophical Transactions of the Royal Society, 365: 3065-3081. Park, Y. S.; Leontowicz, H.; Leontowicz, M.; Namiesnik, J.; Jesion, I.; Gorinstein, S. (2008). Nutraceutical value of persimmon (Diospyros kaki Thunb.) and its influence on some indices of atherosclerosis in an experiment on rats fed cholesterol‐containing diet. Advanced in Horticultural Science, 22(4): 250‐254. Piretti, M. V. (1991). Polyphenol constituents of the Dyospyros kaki fruit: A review. Fitoterapia, 62: 3−13. Renewable Fuels Association (2016). Global Ethanol Production. http://www.afdc.energy.gov/data/10331 Acceso: 4 de Julio de 2019

202

Disponible

en:

www.bibliotecahorticultura.com


1.12. Aprovechamiento de residuos en la industria hortofrutícola

Reshamwala, S.; ShawkY, B.T.; Dale, B.E. (1995). Ethanol production from enzymatic hydrolisates of AFEX‐treated coastal Bermuda grass and switchgrass. Appl. Microbiol. Biotechnol., 51/52: 43‐55. Ros, M.; Pascual, J.; Ayuso, M; Morales, A.B.; Miralles, J.R.; Solera, C. (2012). Salidas valorizables de los residuos y subproductos orgánicos de la industria de los transformados de frutas y hortalizas: Proyecto Life+ Agrowaste. Residuos: Revista Técnica, 22: 28-35. Sánchez, O.J.; Cardona, C.A. (2008). Trends in biotechnological production of fuel ethanol from different feedstocks. Bioresource Technol., 99: 5270–5295. Singh, A.; Pant, D.; Korres, N.E.; Nizami, A.; Prasad, S.; Murphy, J.D. (2010). Key issues in life cycle assessment of ethanol production from lignocellulosic biomass: Challenges and perspectives. Bioresource Technol., 101: 5003‐5012. Song, C.; Zhang, W.; Pei, Y.; Fan, G. ; Xu, G. (2006). Comparative effects of MTBE and ethanol additions into gasoline on exhaust emissions. Atmos. Environ., 40: 1957–1970. Uchida, S.; Ohta, H.; Niwa, M.; Mori, A.; Nonaka, G.; Nishioka, I. (1990). Prolongation of life span of stroke‐prone spontaneously hypertensive rats (SHRSP) ingesting persimmon tannin. Chem. Pharm. Bull., 38: 1049−1052. Xavier, A.M.R.B.; Correira, M.F.; Pereira, S.R.; Evituguin, D.V. (2010). Second‐generation bioethanol from eucalypt sulphites spent liquor. Bioresource Tecnhnol., 101: 1873‐ 2976. Ecoespacios (2012). Biogás, una alternativa al modelo productivo actual. http://mpcambiental.com/wordpress/2012/09/biogas-una-alternativa-al-modeloproductivo-actual/ Acceso: 4 de Julio de 2019

www.bibliotecahorticultura.com

203



1.13. PROPIEDADES BENEFICIOSAS PARA LA SALUD QUE APORTAN LAS FRUTAS Y HORTALIZAS Cómo incrementarlas y mantenerlas 1María

Serrano y 2Daniel Valero

m.serrano@umh.es daniel.valero@umh.es 1

Dept. Biología Aplicada, 2Dept. Tecnología Agroalimentaria, Escuela Politécnica Superior de Orihuela, Universidad Miguel Hernández

Índice 1. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 3. 4.

Introducción Beneficios para la salud de los frutos y hortalizas Fenoles Antocianinas Carotenoides Ácido ascórbico Cómo incrementar o mantener las propiedades antioxidantes y los beneficios para la salud de los frutos y hortalizas Conclusiones

206 206 207 209 211 212 213 213

Resumen En los últimos años existen cada vez más evidencias científicas que indican la relación existente entre alimentación y salud. En este sentido la dieta mediterránea se considera como una dieta saludable. Esto es debido a que esta dieta se caracteriza por contener una elevada proporción de alimentos de origen vegetal, como cereales, legumbres, frutas y hortalizas y baja proporción de carnes y pescados y sobre todo de productos derivados de la bollería industrial. Además, los frutos y hortalizas contienen diversos fitoquímicos, relacionados con el metabolismo secundario de las plantas, como son los fenoles y los carotenoides, que poseen propiedades antioxidantes y beneficios para la salud del consumidor. Estos compuestos se encuentran en concentraciones diferentes en las diferentes especies vegetales e incluso existen diferencias importantes en cuanto a su concentración entre variedades de una misma especie. Además, suelen sintetizarse en cantidades más elevadas durante el proceso de maduración del fruto, y también como respuesta a determinados tratamientos. En este capítulo se comentarán algunos de estos beneficios para la salud atribuidos a los fenoles, antocianinas, carotenoides y ácido ascórbico, así como su contenido en diferentes especies y variedades y la importancia de la poscosecha en su mantenimiento desde la recolección hasta el consumidor.

205


1. Bases de la tecnología poscosecha

1. Introducción En los últimos años cada vez más son más numerosos los estudios científicos que ponen de manifiesto las propiedades beneficiosas para la salud del consumo de frutas, hortalizas y legumbres. Es decir, las dietas ricas en productos vegetales se han relacionado con una disminución del riesgo de padecer enfermedades degenerativas, como enfermedades cardiovasculares, Alzheimer, varios tipos de cáncer, diabetes, etc. (Slavin y Lloyd, 2012; Martin et al., 2013; Baena-Ruíz y Salinas-Hernández, 2014). Estas enfermedades son acentuadas por los radicales libres, los cuales se generan en las células en sus procesos metabólicos normales y a pesar de que las células poseen mecanismos para su eliminación, bajo determinadas circunstancias pueden acumularse y entonces causan oxidaciones en los componentes celulares, como lípidos, proteínas y ácidos nucléicos, que desencadenan y/o aceleran el desarrollo de las enfermedades mencionadas anteriormente. En este sentido, los frutos y hortalizas se consideran alimentos funcionales, ya que además de compuestos nutritivos como azúcares, almidón, ácidos orgánicos, minerales, lípidos, proteínas, etc., poseen otros compuestos antioxidantes capaces de neutralizar o atrapar los radicales libres, entre los que se encuentran la fibra, los compuestos fenólicos, los carotenoides, la vitaminas C, A y E y los esteroles, fundamentalmente (Slavin y Lloyd, 2012; Martin et al., 2013, Willett y Stampfer, 2013). Por ello, desde diferentes foros relacionados con la salud y la alimentación se recomienda el consumo de cinco piezas de fruta y/o hortalizas al día, lo que se conoce como “5 al día”.

2. Beneficios para la salud de los frutos y hortalizas Estos beneficios para la salud que nos aportan los frutos y hortalizas se atribuyen a la adaptación de nuestro sistema digestivo a lo largo de la evolución, que tuvo lugar durante un período de tiempo de 2,5 millones de años, en el Paleolítico, durante el cual la dieta del hombre primitivo era rica en alimentos de origen vegetal, frutos silvestres carnosos y secos, tubérculos y raíces y con bajo contenido en productos de origen animal, lo que se conoce como la paleodieta (Figura 1).

Figura 1. Paleodieta o dieta del hombre primitivo

206

www.bibliotecahorticultura.com


1.13. Propiedades beneficiosas para la salud que aportan las frutas y hortalizas

2.1. Fenoles

200

-1

Fenoles totales (mg eq. ác. gálico 100 g P.F.)

Los compuestos fenólicos son un grupo muy numeroso y complejo de compuestos vegetales, que participan en las respuestas defensivas de la planta contra diferentes tipos de estrés y contribuyen al sabor y color en los alimentos derivados de las plantas. Numerosos estudios epidemiológicos han mostrados efectos beneficiosos de los fenoles disminuyendo el riesgo de enfermedades cardiovasculares, de ciertos tipos de cáncer, la acumulación de grasas, así como efectos antiinflamatorios y antimicrobianos, debido a su capacidad antioxidante (Andriantsitohaina et al., 2012; Álvarez-Suárez et al., 2014). No obstante, el contenido en fenoles totales varía considerablemente entre los diferentes frutos y hortalizas (Valero y Serrano, 2010), de 15 a más de 200 mg/100 g de peso fresco, como se muestra en la figura 2, en la que se puede observar que los frutos con mayor contenido en fenoles son las granadas, uvas moradas, cerezas y pimiento rojo y entre las hortalizas destaca la col lombarda.

180 160 140 120 100 80 60 40

A Al cel Be cac ga re ho ng fa C en al a C aba s an c ón ín ig os Es C p o G ina l ui ca sa Lo nt m es ba r Pe da pi To no Za ma na te ho ria

C Al iru ba e ri C Ciru la G coq iru e o u el la ld e a P en Bl re J ac si k ten Am t C ber e G rez ra a na d Li a m N ón ar a P nj M om a el el oc o ot ó M n e Pl lón U á v ta U a b no Pi va lan m m ca ie or Pi nto ada m ve ie rd nt e M o an ro za j na K o G iw ol i de n

20

Figura 2. Contenido en fenoles totales en diferentes frutos y hortalizas característicos de la dieta mediterránea

Además, el contenido en fenoles aumenta durante la maduración en frutos como ciruelas (DíazMula et al., 2008), cerezas (Días-Mula et al., 2009) y pimientos (Serrano et al., 2010) y dado que los fenoles poseen propiedades antioxidantes, los mayores beneficios para la salud se alcanzarán si los frutos se consumen en un estado óptimo de maduración. Además, existen diferencias importantes entre variedades, como se muestra en la figura 3, para 11 variedades de cereza, en las que el contenido en fenoles fue menos de 100 mg/100 g de peso fresco en la variedad ‘Brooks’ y casi 200 mg/100 g de peso fresco en la variedad ‘Sonata’.

www.bibliotecahorticultura.com

207


1. Bases de la tecnología poscosecha

Brooks Cristalina Newstar Santina Somerset Nº 57 NY-6479 Prime Giant Sonata Sunburst Sweetheart

-1

Total Phenolics (mg 100 g) g ) totales (mg/100 Fenoles

180 160 140 120

Sonata

Brooks

100 80 60 50

60

70

80

Días desde plena Dayslaafter fullfloración blossom Figura 3. Contenido en fenoles totales en 11 variedades de cereza, durante su crecimiento y maduración en el árbol hasta la recolección en estado de maduración comercial

El contenido en fenoles totales también es elevado en los frutos cítricos, con concentraciones próximas a los 150 mg/100 g de peso fresco en diferentes variedades de naranja, en el pomelo ‘March’ y en el limón ‘Fino’, y significativamente más bajos en las variedades de mandarina. En estos frutos cítricos, al igual que en muchos otros, la actividad antioxidante de los zumos se correlacionó significativamente con el contenido en fenoles totales (Figura 4). Limones

Naranjas

y=0.91x-15.82; r2=0.640

Pomelos

150

100

150

Lima

AAT-H (mg 100 g-1)

-1

FenolesTotales (mg 100 g )

175

Mandarinas

50 Cidro

125 100 75 50 25

a o h ú eli a a d a a a a te te ro Fin Vern Lim stian a La La añad uin entin tsum ndin y Re Mars axim Cid g m a i ave C u n l M c Sa ern Rub Sa Cle Sa alen l N H V ave N

25

50

75

100 125 150 175

Fenoles Totales (mg 100 g-1)

Figura 4. Contenido en fenoles totales en diferentes especies y variedades de frutos cítricos y correlación entre el contenido en fenoles y la actividad antioxidante de los zumos (AAT-H)

Numerosos estudios, realizados con cultivos celulares, animales y humanos, muestran que los fenoles de los cítricos benefician la formación de los huesos, aumentando los factores celulares que estimulan el funcionamiento de los osteoblastos (células encargadas de la formación del hueso) y disminuyendo los factores implicados en la división de los osteoclastos (cálulas que destruyen el hueso), por lo que los huesos son más fuertes y disminuye el riesgo de fractura

208

www.bibliotecahorticultura.com


1.13. Propiedades beneficiosas para la salud que aportan las frutas y hortalizas

(Shen et al., 2012). También se ha encontrado un efecto anticancerígeno en los fenoles de los cítricos, ya que inducen apoptosis y disminuyen la proliferación en las células tumorales de colon, pulmón, ovario, próstata, etc. (Grosso et al., 2013; Zhang et al., 2014). Lo fenoles también tienen efectos beneficiosos disminuyendo la acumulación de grasa en los tejidos adiposos, así como el tamaño de los adipocitos (Nakajima et al., 2014), por lo que contribuyen a incrementar las pérdidas de peso de las dietas hipocalóricas. Por otra parte, las hortalizas también son ricas en compuestos fenólicos, los cuales, junto con su alto contenido en fibra, son los principales responsables de sus propiedades beneficiosas para la salud. Entre las hortalizas, destacan la alcachofa y el brócoli, seguidos por la lombarda y el pimiento, tanto en estado verde como en rojo, que como se muestra en la figura 5 tienen un contenido en fenoles superior al de otras hortalizas de consumo frecuente en la dieta mediterránea. Además, en este estudio realizado por nuestro grupo de investigación, se comprobó que los extractos obtenidos a partir de estas hortalizas tenían una actividad antioxidante total directamente relacionada con su contenido en fenoles (Figura 5), lo que indica que, al igual que en los frutos, también en las hortalizas son los fenoles los principales compuestos con propiedades antioxidantes (Valero y Serrano, 2010).

Figura 5. Contenido en fenoles totales en diferentes hortalizas y correlación entre el contenido en fenoles y la actividad antioxidante de sus extractos (AAT-FH).

2.2. Antocianinas Las antocianinas son unos de los principales fenoles con actividad antioxidante y son muy abundantes en frutos rojos o azulados, como cerezas, fresas, ciruelas, frambuesas, grosellas, moras, uvas, etc., en los que son responsables de su color. En estos frutos el contenido en antocianinas aumenta con la maduración, aunque existen diferencias importantes entre variedades en la concentración que se alcanza en el fruto maduro, como se muestra en la figura 6 para 11 variedades de cerezas, en el que se muestra que puede haber diferencias de hasta cinco veces en la concentración de antocianinas de unas variedades a otras, lo cual es sorprendente, tenido en cuenta que todas estas variedades tienen una coloración roja intensa.

www.bibliotecahorticultura.com

209


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 6. Evolución del contenido en antocianinas totales en 11 variedades de cereza, durante el desarrollo del fruto en el árbol y hasta la recolección en estado de maduración comercial (Datos tomados de Díaz-Mula et al., 2009).

Debido a las propiedades antioxidantes de las antocianinas, el consumo de frutos como arándanos, fresas o frambuesas disminuye la oxidación lipídica y del ADN, el nivel de triglicéridos, el colesterol total y en particular el colesterol LDL, que es el que se deposita en las paredes de las arterias y venas, formando la placa de ateroma y pudiendo llegar a ocasionar su obstrucción, mientras que aumenta el nivel del colesterol HDL, que es el que contribuye a la eliminación del colesterol LDL de las paredes internas de las venas, lo que en definitiva disminuye el riesgo de sufrir trombosis o infarto de miocardio (Álvarez-Suárez et al., 2014). También se ha encontrado un efecto beneficioso de las antocianinas disminuyendo la acumulación de grasas (Titta et al., 2010). En un estudio realizado con diferentes variedades de gradas del Banco de Germoplasma del Dr. Melgarejo, de la EPS de Orihuela se comprobó que su contenido en antocianinas y fenoles totales variaba significativamente entre ellas y estas diferentes concentraciones eran las responsables de la diferente capacidad antioxidante de sus arilos (Figura 7). Por tanto, el contenido en fenoles y en antocianinas debe ser un factor muy importante para tener en cuenta cuando se seleccionan nuevas variedades, por las diferencias tan importantes que existen, no sólo entre especies sino entre variedades de una misma especie (Díaz-Mula et al., 2008; 2009).

210

www.bibliotecahorticultura.com


1.13. Propiedades beneficiosas para la salud que aportan las frutas y hortalizas

Figura 7. Actividad antioxidante en los arilos de diferentes variedades de granada, de los grupos ácidas, agridulces y dulces, en los que se incluyen las Valencianas y las Mollares.

2.3. Carotenoides Los carotenoides son otro grupo de pigmentos responsables del color amarillo o anaranjado de los frutos cítricos, melocotones, albaricoques o ciruelas amarillas y del color rojo del tomate y pimiento y también poseen una elevada capacidad antioxidante (Serrano et al., 2010). En la figura 8 se muestra la concentración de carotenoides totales en los zumos de cítricos de diferentes especies y variedades, encontrándose las mayores concentraciones en la naranja ‘Valencia Late’ y en el pomelo ‘Ruby Red’, más de 3 mg/100 g, y las más bajas en los pomelos blancos ‘Marsh’ y ‘Máxima’. Estos carotenoides son fundamentalmente β-criptoxantina y β caroteno. Además, la concentración de carotenoides se correlaciona con la actividad antioxidante total de la fracción liposoluble (AAT-L) de los zumos de los cítricos (Figura 8). 40

Naranjas

y=9.3x+0.31; r2=0.955

-1

Carotenoides Totales (mg 100 g )

Pomelos

Mandarinas

30 AAT-L (mg 100 g -1)

3

2

20

10

1 Limones Lima

Cidro

o a ú a h a d a a a a te te ro eli Fin Vern Lim stian a La e La añad uin entin tsum ndin y Re Mars axim Cid v lu nci C ang lem Sa rna ub M a a R e S C S ale lN H V ave N

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

-1

Carotenoides Totales (mg 100 g )

Figura 8. Concentración de carotenoides totales en los zumos de diferentes especies y variedades de cítricos y su correlación con la capacidad antioxidante de la fracción lipofílica de sus extractos

www.bibliotecahorticultura.com

211


1. Bases de la tecnología poscosecha

El licopeno es un pigmento dl grupo de los carotenoides, responsable del color rojo de los tomates, que como se muestra en la figura 9 se sintetiza en las últimas fases del desarrollo del fruto en la planta o después de la recolección, ya que el tomate tienen una maduración de tipo climatérico y los procesos asociados con la maduración, como la síntesis de licopeno y de aromas, así como los procesos de ablandamiento son regulados por la hormona etileno y pueden ocurrir después de que el fruto haya sido separado de la planta, si la recolección se efectúa cuando el fruto ha alcanzado su estado fisiológico adecuado (Serrano et al., 2008).

10

2

2.0

y = 0.07 x + 0.70 R =0.978

2.0 1.5 1.0 0.5

1.5

0.0 -10

-5

0

5

10

15

20

Colour a*

1.0 0

Lycopene (mg 100 g -1)

Colour a*

20

Lycopene (mg 100 g -1 fw)

30

0.5

-10

Green

Breaker

Turning

Pink

Light Red

Red

Tomato Ripening Stages Figura 9. Parámetro a* del color, que indica cambios de verde a rojo y concentración de licopeno en tomates en diferentes estados de maduración. La figura inserta muestra la correlación entre ambos parámetros

Este pigmento de carácter lipofílico posee una elevada capacidad antioxidante que le otorga beneficios para la salud. Así, se han encontrado efectos beneficiosos del licopeno sobre enfermedades cardiovasculares, osteoporosis, y algunos tipos de cáncer, ya que el licopeno disminuye la división de las células cancerígenas y la formación de los vasos sanguíneos necesarios para el desarrollo del tumor (Tanaka et al., 2012; Zu et al., 2014). 2.4. Ácido ascórbico El ácido ascórbico desempeña un papel imprescindible como vitamina C, relacionado con la síntesis de colágeno, molécula fundamental para mantener la elasticidad en venas y arterias, por lo que su deficiencia provoca rotura de vasos que se manifiesta como hematomas, encías sangrantes, dientes flojos, etc. (enfermedad del escorbuto). Pero además de su papel como vitamina C, el ácido ascórbico tiene otros beneficios para la salud, atribuidos a su capacidad antioxidante, como son la disminución del colesterol (disminución del colesterol LDL y aumento de colesterol HDL) y los triglicéridos, el aumento de la actividad fibrolítica, lo que disminuye el riesgo de trombosis y la protección del sistema inmune (Sharma, 2013).

212

www.bibliotecahorticultura.com


1.13. Propiedades beneficiosas para la salud que aportan las frutas y hortalizas

3. Cómo incrementar o mantener las propiedades antioxidantes y los beneficios para la salud de los frutos y hortalizas El objetivo general de la poscosecha es que los frutos y hortalizas lleguen al consumidor con elevados estándares de calidad, relacionados con su aspecto visual y con sus propiedades organolépticas y nutritivas. Sin embargo, tal y como se ha `puesto de manifiesto en los apartados anteriores de este capítulo, un aspecto muy importante para tener en cuenta es el contenido en compuestos bioactivos con propiedades antioxidantes, ya que son ellos los principales responsables de los beneficios para la salud que nos aporta el consumo de estos productos vegetales. Como se ha visto anteriormente, estos compuestos antioxidantes aumentan durante la maduración del fruto en la planta (Díaz-Mula et al., 2008; 2009; Serrano et al., 2010), por lo que para conseguir frutos con máximo beneficio se deben de recolectar en un estado apropiado de maduración. Sin embargo, la vida útil de los frutos recolectados en este estado de maduración será más limitada, ya que los procesos de sobre-maduración, que conllevan una pérdida de calidad ocurrirán más rápidamente. Por tanto, el reto de la poscosecha será emplear las estrategias de conservación y las tecnologías más eficientes para preservar la calidad de estos frutos recolectados en su estado óptimo de calidad. Por otra parte, recientemente se está investigando sobre el empleo d tratamientos con compuestos naturales presentes en las plantas, como salicilatos, jasmonatos o ácido oxálico, que aplicados durante el desarrollo del fruto en la planta tienen efecto incrementando el contenido de compuestos bioactivos como los fenoles o las antocianinas. Algunos ejemplos de estos efectos obtenidos con los tratamientos con estos compuestos en frutos como cerezas, ciruelas, limones y uvas se comentan en el capítulo 1.14. de este libro.

4. Conclusiones Tal y como se ha comentado en este artículo, existen numerosas evidencias científicas sobre los beneficios para la salud que nos aporta el consumo de frutas y hortalizas. Sin embargo, es evidente que los frutos no son medicamentos y que, en ningún caso, pueden ser un sustituto en el tratamiento de enfermedades, sino sólo considerados como preventivos o coadyuvantes. No obstante, dado que frutos y hortalizas pueden beneficiar nuestra salud y, además, son apetecibles, por su sabor, aroma, color, etc., existen muchas razones para consumir más frutos y hortalizas en nuestra dieta cotidiana.

Bibliografía Álvarez-Suarez, J.M.; Giampieria, F.; Tulipani, S.; Casoli, T.; Di Stefano, G.; González-Paramás, A.M.; Santos-Buelga, C.; Busco, F.; Quiles, J.L.; Cordero, M.D.; Bompadre, S.; Mezzetti, B.; Battino, M. (2014). One-month strawberry-rich anthocyanin supplementation ameliorates cardiovascular risk, oxidative stress markers and platelet activation in humans. Journal of Nutritional Biochemistry, 25: 289-294.

www.bibliotecahorticultura.com

213


1. Bases de la tecnología poscosecha

Andriantsitohaina, R.; Auger, C.; Chataigneau, T.; Étienne-Selloum, N.; Li, H., Martínez, M.C.; Schini-Kerth, V.B. Laher, I. (2012). Molecular mechanisms of the cardiovascular. Protective effects of polyphenols. British Journal of Nutrition, 108: 1532-1549. Baena-Ruíz, R.; Salinas-Hernández, P. (2014). Diet and cancer: Risk factors and epidemiological evidence. Maturitas, 77: 202-208. Díaz-Mula, H.M.; Castillo, S.; Martínez-Romero, D.; Valero, D.; Zapata, P.J.; Guillén, F.; Serrano, M. (2009). Sensory, nutritive and functional properties of sweet cherry as affected by cultivar and ripening stage. Food Science and Technology International, 15: 535-543. Díaz-Mula, H.M.; Zapata, P.J.; Guillén, F.; Castillo, S.; Martínez-Romero, D.; Valero, D.; Serrano, M. 2008. Changes in physicochemical and nutritive parameters and bioactive compounds during development and on-tree ripening of eight plum cultivars: A comparative study. Journal of the Science of Food and Agriculture, 88: 2499-2507. Grosso,G.; Galvano, F.; Mistretta, A.; Marventano, S.; Nolfo, F.; Calabrese, G.; Buscemi, S.; Drago, F.; Veronesi, U.; Scuderi, A. (2013). Red orange: experimental models and epidemiological evidence of its benefits on human health. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, Article ID 157240, 11 pages. Martin, C.; Zhang, Y.; Tonelli, C.; Petroni, K. (2013). Plants, diet and healt. Annual Review of Plant Biology, 64: 19-46. Nakajima, V.M.; Macedo, G.A.; Macedo, J.A. (2014). Citrus bioactive phenolics: Role in the obesity treatment. LWT - Food Science and Technology, 59(2P2), 1205-1212. Serrano, M.; Zapata, P.J.; Castillo, S.; Guillén, F.; Martínez-Romero, D.; Valero, D. (2010). Antioxidant and nutritive constituents during sweet pepper development and ripening are enhanced by nitrophenolate treatments. Food Chemistry, 118: 497-503. Serrano, M.; Zapata, P.J.; Guillén, F.; Martínez-Romero, D.; Castillo, S., Valero. D.Tomato and tomato products . En: V.R. Preedy; R.R. Watson (Eds), Postharvest ripening of tomato: Nutritional, medicinal and therapeutic roperties (pp. 68-84). Enfield: Science Publishers. Sharma, P. (2013). Vitamin C rich fruits can prevent heart disease. Ind J Clin Biochem, 28:213214. Shen, C.L.; von Bergen, V.; Chyu, M.C.; Jenkins, M.R.; Mo, H.; Chen, C.H.; Kwun, I.S. (2012). Fruits and dietary phytochemicals in bone protection. Nutrition Research, 32:897-910. Slavin, J.L.; Lloyd, B. (2012). Health benefits of fruits and vegetables. Advances in Nutrition, 3: 506-516. Tanaka, T.; Tanaka, T.; Tanaka, M.; Kuno, T. (2012). Cancer chemoprevention by Citrus pulp and Juices containing high amounts of β-cryptoxanthin and hesperidin. Journal of Biomedicine and Biotechnology. Article ID 516981, 10 pages. Titta, L.; Trinei, M.; Stendardo, M.; Berniakovich, I.; Petroni, K.; Tonelli, C.; Riso, P.; Porrini, M.; Minucci, S.; Pelicci, P.G.; Rapisarda, P.; Recupero, G.R.; Giorgio, M. (2010). Blood orange juice inhibits fat accumulation in mice. International Journal of Obesity, 34: 578-588.

214

www.bibliotecahorticultura.com


1.13. Propiedades beneficiosas para la salud que aportan las frutas y hortalizas

Valero, D.; Serrano, M. (2010). Postharvest Biology and Technology for Preserving Fruit Quality. CRC Press-Taylor & Francis, Boca Raton Florida. Willett, W.C., Stampfer, M.J. (2013). Current evidence on healthy eating. Annual Review of Public Health, 34: 77-95. Zhang, Y.; Dou, H.; Li, H.; He, Z.; Wu, H. (2014). The citrus flavonoid nobiletin inhibits proliferation and induces apoptosis in human pancreatic cancer cells in vitro. Food Science and Biotechnology, 23: 225-229. Zu, K.; Mucci, L.; Rosner, B.A.; Klinton, S.K.; Loda, M.; Stampfer, M.J.; Giovannucci, E. (2014). Dietary lycopene, angiogenesis, and prostate cancer: a prospective study in the prostate-specific antigen era. Journal of the National Cancer Institute, 106: 1-10.

www.bibliotecahorticultura.com

215



1.14. LA POSCOSECHA EN ESPAÑA 1Daniel

Valero y 2María Serrano

daniel.valero@umh.es m.serrano@umh.es 1

Dept. Tecnología Agroalimentaria, 2Dept. Biología Aplicada, Escuela Politécnica Superior de Orihuela, Universidad Miguel Hernández

Índice 1. 2. 3. 4. 5. 5.1. 5.2. 6.

¿Por qué la investigación en poscosecha en España? Objetivos de la investigación en poscosecha en España Importancia de la investigación en poscosecha en España Logros obtenidos por la investigación en poscosecha en España Algunos logros de investigación del grupo de Post-recolección de Frutas y Hortalizas de la UMH Tratamientos posrecolección para incrementar el contenido en compuestos bioactivos Tratamientos prerrecolección para incrementar el contenido en compuestos bioactivos Tendencias de futuro

218 219 220 223 224 225 226 228

Resumen Las tendencias actuales de investigación en relación con poscosecha de frutas y hortalizas están marcadas por diferentes ‘partes interesadas’ que demandan y, por lo tanto, justifican la investigación en este campo. Estos incluyen los consumidores, los productores agrícolas, empresas e instituciones públicas y privadas. Entre las partes interesadas, los consumidores constituyen un pilar fundamental. Una demanda importante de los consumidores en relación con los productos hortícolas es que los productos que consumen deben tener una elevada calidad sensorial. Además, estos productos deben ser completamente seguros y proporcionar todos los componentes saludables responsables de los beneficios asociados a su consumo. La investigación poscosecha en España está siendo financiada por el Plan Nacional de I+D+i, por los programas de las Comunidades Autónomas, y por las propias empresas privadas. El actual Plan Nacional no se ocupa de las áreas prioritarias, permitiendo el desarrollo de la investigación sobre cualquier tema que sea de interés y permita avanzar en el conocimiento. Este plan promueve los proyectos coordinados, lo que permite abordar ambiciosos proyectos de interáreas que implican los mejoradores, agrónomos, tecnólogos de alimentos, nutricionistas e incluso los biólogos moleculares para lograr sus objetivos. En este trabajo se presenta los avances recientes en poscosecha en España, haciendo una descripción de los diferentes Grupos de Investigación y los logros alcanzados.

217


1. Bases de la tecnología poscosecha

1. ¿Por qué la investigación en poscosecha en España? De acuerdo con FEPEX (Federación Española de Exportadores de Frutas y Hortalizas), España es el primer exportador del mundo en frutas y hortalizas con 12 millones de toneladas. La UE produce en los últimos años casi 70 millones de toneladas de fruta fresca y cerca de 120 millones de toneladas de hortalizas frescas, casi la mitad de los cuales son patatas. Los principales productores son Italia, España y Francia. En 2014, los países europeos exportaron frutas por un valor de 18,7 mil millones de euros y de 14,9 mil millones de euros en hortalizas (incluyendo el comercio intracomunitario de la UE). Más del 80% de las exportaciones de la UE van a otros países europeos y España es el mayor exportador (Figura 1), con exportaciones que consisten en su mayor parte de su propia producción, mientras que Holanda y Bélgica son los principales centros comerciales, debido a su posicionamiento logístico. España es el mayor exportador de fruta fresca con un volumen de exportación de casi 7,2 millones de toneladas, lo que representa el 34% de las exportaciones de frutas frescas de Europa.

Figura 1. Exportaciones de fruta fresca (en millones de toneladas) de los países europeos

Además de los frutos y hortalizas frescos, en los últimos años está incrementando de forma continua los nuevos productos vegetales envasados y listos para el consumo, como los diferentes formatos de ensaladas en IV gama o de fruta cortada, siendo España un productor destacado de este tipo de productos. Así pues, España es un país con una producción agrícola importante y de calidad, producción que va destinada a mercados europeos fundamentalmente, lo que requiere varios días de transporte, distribución y comercialización durante los cuales los frutos y hortalizas pueden perder su calidad. Por otra parte, se requiere la conservación de los productos vegetales durante períodos de tiempo elevados, para poder ofertarlos en el mercado durante gran parte del año o bien para evitar saturaciones de mercado. Finalmente, los consumidores son cada vez más exigentes y demandan productos de elevada calidad. Por tanto, todas estas presiones justifican que España sea uno de los principales países en Investigación Poscosecha del mundo, como comentaremos en los apartados siguientes.

218

www.bibliotecahorticultura.com


1.14. La poscosecha en España

2. Objetivos de la investigación en poscosecha en España La investigación en poscosecha en España va encaminada a mejorar aspectos de la calidad de los productos hortícolas, garantizar su seguridad toxicológica y microbiológica, optimizar su calidad nutricional para su llegada al consumidor, así como el desarrollo de nuevos productos, y en particular los productos vegetales lavados, cortados y listos para el consumo o para su cocinado. Una parte notable de la investigación poscosecha está dirigida a la aplicación de nuevas tecnologías o la adaptación de las ya conocidas para lograr el objetivo de productos vegetales ‘frescos durante más tiempo’. Entre estas tecnologías destacan el uso de sensores, tecnologías de la información, tratamientos fisicoquímicos compatibles y considerados como ecológicos para mejorar su calidad y seguridad. El uso de tratamientos de precosecha encaminados a incrementa los atributos de calidad de los frutos y hortalizas en el momento de la recolección y que mejoren su capacidad de almacenamiento poscosecha ha ganado mucha atención en los últimos años. Otras investigaciones abordan un profundo conocimiento de la biología del producto y la comprensión de los aspectos fisiológicos que gobiernan la vida durante este período. Por otra parte, como se comenta en el tema 1.13 de este libro, las frutas y hortalizas son una fuente importante de metabolitos beneficiosos para la salud humana. En este sentido, las técnicas de poscosecha pueden ayudar a mantener o aumentar el contenido de estas sustancias saludables. El gran desafío de la tecnología poscosecha es tratar el producto ‘fresco’ de forma apropiada para llegar al consumidor con una calidad similar a la que tenía cuando fue recolectado y si es posible, con mejores características organolépticas, aunque haya una gran distancia en el espacio (transporte mercados lejanos) y en el tiempo (conservación) entre los dos eventos, la recolección y el consumo. En este artículo se proporcionará una visión general de los principales resultados y logros obtenidos por los diferentes grupos de investigación en España. La investigación en poscosecha en el mundo empezó a aumentar de forma significativa en la década de los noventa y a partir del año 2000 ese aumento ha sido lineal año tras año. Este incremento se observa en la Figura 2, en la que se muestra el número de trabajos de investigación publicados en revistas científicas de difusión internacional, según la base de datos Scopus (www.scopus.com, base que recoge todas las publicaciones en revistas y libros científicos de difusión internacional y de reconocido prestigio) y poniendo como palabras clave “postharvest”. En 2018 se publicaron casi 1800 documentos y la bajada desde 2018 a 2019 se debe a que estos datos fueron tomados en enero de 2019.

www.bibliotecahorticultura.com

219


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 2. Evolución de número de publicaciones científicas sobre posrecolección publicadas en revistas con difusión internacional, recogidas en la base de datos Scopus, desde 1950 hasta enero de 2019

Estos trabajos se publican, fundamentalmente, en diferentes revistas especializadas, siendo las más prestigiosas “Postharvest Biology and Technology” y “Journal of Agricultural and Food Chemistry”. Hay que señalar que las publicaciones en “Acta Horticulturae” son las más numerosas y además fluctúan de un año a otro debido a que esta revista publica los trabajos presentados en los congresos internacionales de la “International Society of Horticultural Science” y de sus respectivas secciones, que se celebran en años alternos (Figura 3).

Figura 3. Evolución de número de publicaciones en posrecolección en diferentes revistas científicas con difusión internacional recogidas en la base de datos Scopus, desde 1950 hasta enero de 2019

3. Importancia de la investigación en poscosecha en España Si analizamos la publicación de los trabajos publicados sobre posrecolección por países, vemos que España ocupa la cuarta posición, después de Estados Unidos, China y Brasil (Figura 4), lo que nos indica la importancia de España en la investigación en poscosecha en el mundo, en comparación con el tamaño y la población de los países que ocupan las tres primeras posiciones.

220

www.bibliotecahorticultura.com


1.14. La poscosecha en España

Figura 4. Número de publicaciones en posrecolección en las revistas científicas con difusión internacional recogidas en la base de datos Scopus, desde 1950 hasta enero de 2019 distribuidas por países.

La investigación en posrecolección en España ha evolucionado de forma similar, según la misma base de datos Scopus ha evolucionado de forma similar a la comentada anteriormente para el mundo, iniciándose en los años noventa, aumentando lentamente entre 1995 y 2005 y con un aumento mucho más acusado y constante desde 2005 hasta nuestros días (Figura 5).

Figura 5. Evolución del número de publicaciones en posrecolección de España en las revistas científicas con difusión internacional recogidas en la base de datos Scopus, desde 1950 hasta enero de 2019

Esta investigación se realiza fundamentalmente en los centros de Madrid del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (C.S.I.C.), en el grupo de Biotecnología y Fisiología Post-recolección dirigido por la Dra. Carmen Merodio y el grupo Fisiología y Tecnología Potscosecha dirigido por la Dra. Marta M. Calvo Rodríguez. Le sigue en número de publicaciones el Institut de Recerca i Tecnologíes Agroalimentaris de Lleida, cuyos investigadores en muchos casos trabajan en colaboración con el grupo de la Universitat de Lleida, destacando los trabajos de los Drs. Jordi Graell, Genma Echevarría, Isabel Lara, Cristian Larrigaudiere y Josep Usall, entre otros. A continuación, se encuentra el Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias, con el grupo de Patología dirigido por el Dr. Luís Palou, destacando también las investigaciones de las Drs.

www.bibliotecahorticultura.com

221


1. Bases de la tecnología poscosecha

Bernardita Pérez-Gago y Alejandra Salvador (Figura 6). También en Valencia está el Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos, en el que destacan las investigaciones en poscosecha de los Drs. Lorenzo Zacarías y María T. Lafuente y la Universitat Politècnica de València, en la que también se realizan investigaciones en posrecolección, por los grupos de los Drs. Manuel Agustí, Amparo Chirat y Francisco Albert, entre otros.

Figura 6. Principales centros en los que se realiza investigación en posrecolección de España según la base de datos Scopus (datos de enero de 2019)

En Murcia, hay dos centros importantes en investigación en poscosecha, el Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (CEBAS-C.S.I.C.), en el que se encuentra el grupo de Calidad, Seguridad y Bioactividad de Alimentos Vegetales, dirigido por la Dra. María I. Gil y la Universidad Politécnica de Cartagena, en la que está el grupo de Post-recolección y Refrigeración dirigido por el Dr. Francisco Artés. En la Universidad de Almería se encuentra el grupo de Genética de Hortícolas, dirigido por el Dr. Manuel Jamilena y en Extremadura se realiza investigación en poscosecha en la Universidad de Extremadura, en el grupo dirigido por la Dra. María de Guía Córdoba, y en diferentes institutos de investigación de la Junta de Extremadura, destacando los Drs. Belén Belardo y Manuel Serradilla. También hay que destacar los grupos de C.S.I.C. y de la Universidad de Zaragoza, de los Drs. Jesús Val y Rosa Oria. Finalmente, nuestro grupo de investigación, Post-recolección de Frutas y Hortalizas, de la Universidad Miguel Hernández (UMH), también está realizando una activa investigación en poscosecha, siendo el único grupo de poscosecha en la UMH y, por tanto, el responsable de que esta universidad ocupe una quinta posición en cuanto a la investigación en poscosecha que se realiza en los diferentes centros de investigación de España (Figura 6). A la investigación realizada por este grupo le dedicaremos la última parte de este tema.

222

www.bibliotecahorticultura.com


1.14. La poscosecha en España

4. Logros obtenidos por la investigación en poscosecha en España Las actividades de investigación e innovación se constituyen como una fuente de ventaja competitiva fundamental para cualquier actividad y sector económico. En el caso del sector agroalimentario, diversos estudios han demostrado la relevancia de estas actividades como uno de los principales factores para crecer y alcanzar una posición competitiva más sólida, tanto en el mercado nacional como en el internacional. La investigación de calidad va necesariamente unida a la transferencia de los resultados de investigación con el fin de fortalecer la competitividad tecnológica del sector productivo, generar valor añadido e impulsar el desarrollo económico. Los beneficios que generan las actividades de investigación serán mucho mayores si se articulan unos canales adecuados de transferencia de resultados hacia los usuarios finales. A continuación, se exponen algunos de los logros obtenidos de la investigación en poscosecha en España en los últimos años. En el campo de las atmósferas controladas (AC), el uso de atmósfera adecuada junto con un buen manejo de la temperatura y humedad relativa durante la conservación permite incrementar la vida útil poscosecha de determinadas frutas, tales como manzana y pera. La AC posee efectos directos sobre algunos parámetros fisiológicos y de calidad tales como respiración, producción de etileno, ablandamiento, coloración de la piel (pérdida de clorofila, síntesis de carotenoides o antocianinas), etc. En la década de los 80 nace el concepto de ULO (Ultra Low Oxygen), el cual se basa en el manejo de los niveles de oxígeno por debajo de 1%. Posteriormente, se realizaron ensayos en ULO en combinación con ILOS (Inicial Low Oxygen Stress), con excelentes resultados, tanto en mantener la calidad intrínseca de la fruta, como en la disminución de la incidencia de algunos desórdenes fisiológicos, como escaldado superficial. A inicios de la década del 2000 aparece el concepto atmósfera controlada dinámica (ACD), la cual corresponde a un sistema en donde varía la concentración de O2 y CO2 en el interior de la cámara, en función de algunos parámetros fisiológicos, asociados al punto de compensación anaeróbico. Con el objetivo de reducir los daños por frío causados por el efecto de las bajas temperaturas sobre las frutas sensibles, se han realizado una gran cantidad de investigaciones. Las temperaturas superiores al punto de congelación, en un rango amplio, entre -0,5 y 15 °C, pueden provocar daños a la mayoría de los productos tropicales y subtropicales, numerosos productos mediterráneos y algunas especies de clima templado. En el origen de estos daños se encuentran cambios en la estructura de las membranas celulares, lo que afecta al metabolismo y da lugar a los síntomas de daños por frío o “chilling injury”, muchos de los cuales se manifiestan al poner al producto bajo condiciones de temperatura ambiente. Se han desarrollado varios métodos para reducir los daños por frío, entre los que se encuentran el acondicionamiento a bajas o altas temperaturas, calentamiento intermitente, inmersión en agua caliente, envasado en atmósferas modificadas y atmósferas controladas. El uso del 1-metilciclopropeno (1-MCP) ha supuesto un avance muy importante tanto hacia un mayor conocimiento del proceso de maduración de frutos climatéricos, así como una herramienta para incrementar la vida útil poscosecha de un amplio rango de frutas y hortalizas. El 1-MCP es un potente inhibidor de la acción del etileno y es capaz de mantener la calidad

www.bibliotecahorticultura.com

223


1. Bases de la tecnología poscosecha

poscosecha en muchos productos hortícolas frescos. El 1-MCP fue aprobado por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) en 1999 para su uso en plantas ornamentales y comercializado como Ethylbloc y bajo el nombre comercial SmartFreshTM para los productos hortícolas comestibles con derechos de uso a nivel mundial de Rohm y Haas y ahora transferidos a Agrofresh Inc, que es la empresa encargada de comercializar 1-MCP a nivel industrial en todo el mundo. En 2005, la Unión Europea aprobó el uso del 1-MCP en los Estados Miembros como regulador del crecimiento de las plantas y estableció un límite máximo de residuos (LRM) de 0,01 mg/kg. En el campo de las atmósferas modificadas (AM) se han optimizado los diseños de los envases para cada fruta en particular y poder así preservar la calidad de productos vegetales frescos enteros o cortados (listos para consumir). El envasado en AM consiste en sellar cierta cantidad de frutas o verduras usando films plásticos con permeabilidad selectiva al O2, CO2 y vapor de H2O, de manera que la actividad respiratoria del producto ocasiona una variación del entorno gaseoso. Los frutos y vegetales una vez recolectados siguen respirando y transpirando y así, la respiración de los productos aumenta la concentración de CO2 y disminuye la concentración de O2 dentro de los envases, mientras que la tasa de transpiración aumenta la concentración de vapor de agua. La creación y mantenimiento de una atmósfera óptima dentro del envase AM depende de la tasa de respiración del producto y de la permeabilidad del film al O2 y CO2, estando ambos afectados por la temperatura. En cualquier caso, si esta atmósfera alcanzada es la ade4cuada, la tasa de respiración del producto disminuye, al igual que su metabolismo en general, lo que retrasa los procesos de deterioro y conlleva un mantenimiento de la calidad durante mayores períodos de tiempo. En los últimos años se está haciendo hincapié en el uso de tratamientos precosecha con un efecto claro sobre la conservación posrecolección de fruta y hortalizas. Estos tratamientos precosecha son mucho más aceptados por los consumidores y conllevan menos restricciones legales. El ácido salicílico o ácido 2-hidroxibenzoico (AS) y otros compuestos relacionados, los salicilatos, han sido utilizados en medicina desde la antigüedad. Desde el año 1992, el AS se considera una potente hormona vegetal que juega un papel importante en la regulación de una gran variedad de procesos fisiológicos durante el crecimiento y desarrollo de la planta, en la interacción de la planta con otros microorganismos y en su respuesta a distintos tipos de estrés, tanto biótico como abiótico. El efecto más característico del AS es la inducción de la resistencia sistémica adquirida (RSA), que participa en la resistencia a enfermedades locales y endémicas en las plantas, activando los sistemas de defensa en los tejidos infectados. Esta es la línea de investigación en la que nuestro grupo ha estado trabajando en los últimos años y se ha comprobado que la aplicación de estos compuestos permite obtener frutos con mayores estándares de calidad en el momento de la recolección, la cual se mantiene durante la posrecolección. Algunos ejemplos de estos resultados se comentarán más adelante.

5. Algunos logros de investigación del grupo de Post-recolección de Frutas y Hortalizas de la UMH Como se ha comentado en los apartados anteriores, los frutos y hortalizas son ricos en compuestos bioactivos con propiedades antioxidantes y beneficios para la salud. Por tanto, en

224

www.bibliotecahorticultura.com


1.14. La poscosecha en España

los últimos años muchas investigaciones en poscosecha están enfocadas en encontrar tecnologías de conservación de los frutos que permitan mantener su calidad el mayor tiempo posible, para permitir su comercialización y venta en mercados lejanos, pero también teniendo en cuenta que estos compuestos bioactivos se mantenga hasta su llegada al consumidor. 5.1. Tratamientos posrecolección para incrementar el contenido en compuestos bioactivos

Compuestos Bioactivos y Actividad Antioxidant (mg 100 g -1)

En este sentido, se ha comprobado que tratamientos con calor a 45 ℃ durante 10 min de granadas mantiene el contenido en fenoles, antocianinas y ácido ascórbico de los arilos y, por consiguiente, su actividad antioxidante en niveles más altos que en los frutos control después de un período de conservación de 45 días a 2 °C (Figura 7). Por tanto, este tratamiento mantendría las propiedades beneficiosas para la salud de las granadas (Mirdehghan et al., 2006). Además, el tratamiento mantuvo otras propiedades de calidad organoléptica y nutritiva, como fue un mayor contenido en sólidos solubles, responsables del dulzor y un mayor contenido en acidez total que contribuye a mantener el “sabor a fresco” de un fruto recién recolectado.

120

H-TTA Total Phenolics Total Anthocyanins Ascorbic Acid

100

80

60

40 Día 0

Día 45 Control

Día 45 Calor

Figura 7. Efecto del tratamiento con calor, mediante inmersión en agua a 45 °C durante 4 minutos en la concentración de fenoles totales, antocianinas totales y ácido ascórbico y actividad antioxidante total en los arilos de las granadas. Se muestran los datos del día 0, previos al tratamiento, y después de 45 días de conservación a 2 ℃ más 2 días a 20 °C.

Nuestro grupo de investigación ha trabajado en los últimos años con compuestos como el jasmonato de metilo (JaMe), el salicilato de metilo (SaMe), el ácido acetil salicílico (AAS) o el ácido salicílico (AS), compuestos que participan como elicitores en las respuestas de las plantas frente infecciones fúngicas, ataques de herbívoros o estreses abióticos (Taiz and Zeiger, 2010). Estas respuestas implican la síntesis de metabolitos secundarios como los fenoles. Por eso, se está investigando recientemente sobre su posible aplicación como tratamientos pre- o posrecolección para incrementar en los frutos el contenido en estos compuestos bioactivos. Así, en granadas se comprobó que el tratamiento posrecolección con JaMe o SaMe a concentraciones 0,1 o 0,01 mM mantenía mayores niveles de actividad antioxidante en os arilos, durante un período de conservación prolongado (Figura 8), lo que se debió a una mayor concentración de antocianinas y de otros compuestos fenólicos (Sayyari et al. 2011).

www.bibliotecahorticultura.com

225


1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 8. Efecto del tratamiento posrecolección son salicilato de metilo (MeSa) o jasmonato de metilo (JaMe) de las granadas en la actividad antioxidante de los arilos durante su conservación en frio más 4 días a 20 °C

5.2. Tratamientos prerrecolección para incrementar el contenido en compuestos bioactivos En los últimos proyectos de investigación nuestro grupo ha trabajado en aplicar tratamientos con estos compuestos elicitores durante el crecimiento y maduración del fruto en el árbol, con el objetivo de incrementar la calidad de los frutos en el momento de la recolección, con especial interés en su contenido en compuestos bioactivos con propiedades antioxidantes y beneficios para la salud. Así, por ejemplo, estos tratamientos han permitido incrementar el contenido en fenoles totales y en antocianinas, en diferentes variedades de ciruela y cereza, incrementando su capacidad antioxidante, tanto en el momento de la recolección, como durante su conservación (Zapata et al., 2014; Giménez et al., 2014; 2015; 2017). Resultados similares se han obtenido en estudios realizados sobre limones. Así, como se muestra en la Figura 9, los tratamientos con JaMe a concentraciones 0,1, 0,5 y 1 mM incrementaron el contenido en fenoles totales, tanto en al flavedo como en el zumo, siendo el efecto proporcional a la concentración aplicada.

226

www.bibliotecahorticultura.com


1.14. La poscosecha en España

Figura 9. Efecto del tratamiento prerecolección son jasmonato de metilo (JaMe) de los limoneros sobre el contenido en fenoles totales en el flavedo y en el zumo de los limones en la recolección comercial

Asimismo, en la uva el tratamiento con JaMe incrementó la concentración de compuestos bioactivos, como fenoles y antocianinas, en las variedades Magenta y Crimson, aunque el efecto fue dependiente de la concentración aplicada, ya que estos efectos se obtuvieron con concentraciones de 1 y 0,1 mM. Por el contrario, con concentraciones de 5 y 10 mM el efecto fue contrario, ya que se retrasó significativamente el proceso de maduración de la uva en la parra, e incluso con la concentración de 10 mM muchos de los racimos no llegaron a colorear, quedando la síntesis de antocianinas totalmente inhibida (García-Pastor et al., 2019). En estas uvas, Los tratamientos con ácido salicílico tuvieron un efecto similar, y cuando se aplicó la concentración de 1 mM aumentó el contenido de fenoles de las bayas, sin afectar la velocidad de maduración en la planta con respecto a las parras no tratadas. Además, este mayor contenido en fenoles se mantuvo durante todo el período de conservación posterior a baja temperatura (Figura 10). Por tanto, el efecto de los tratamientos con estos compuestos naturales de las plantas puede tener efectos beneficiosos aumentando las propiedades antioxidantes de los frutos, no sólo en la recolección, sino también durante su conservación, por tanto, que los frutos lleguen al consumidor con mayores compuestos bioactivos y beneficios para su salud.

www.bibliotecahorticultura.com

227


1. Bases de la tecnología poscosecha

Control AS 1 mM

450

60 400

-1

AAT (mg 100 g )

-1

Fenoles totales (mg 100 g )

Control SA 1 mM

50

40

350 300 250 200

30 150

0

14

28

Días a 2 °C

42

0

14

28

42

Días a 2 °C

Figura 10. Efecto del tratamiento prerrecolección con ácido salicílico (AS) de las uvas sobre el contenido en fenoles totales en la recolección comercial y durante su conservación posterior a baja temperatura

6. Tendencias de futuro La investigación, el desarrollo tecnológico y la innovación en poscosecha suponen un gran reto en el marco de la investigación española, que sigue necesitando de la concienciación de la sociedad para un desarrollo efectivo de la misma y de sus investigadores en el desarrollo de sus proyectos científicos. El sector hortofrutícola español para mantener su posición estratégica y su vocación exportadora debe colaborar con los grupos de investigación para producir y comercializar frutas y hortalizas con más vida útil, mejor sabor, más resistentes a las plagas y con mayor contenido en compuestos bioactivos. Los principales retos a los que se enfrenta la Poscosecha son incrementar la exploración y la apertura de nuevos mercados cada vez más lejanos, como el de China, capaces de absorber la gran oferta de frutas y hortalizas, tanto convencional como ecológica, que se produce y va a producir en nuestro país, debido al aumento de producción que se espera en la próxima década para ambas modalidades. Así mismo, otro reto que se necesita plantear es coste económico; es decir, es necesario incrementar de la vida útil de conservación de los productos hortofrutícolas, para poder soportar transportes más largos y así poder llegar a los cinco continentes con una calidad excelente, pero esto tiene que ser a un precio asequible. Para ello, se hace necesario entender la respuesta en poscosecha de la fruta de acuerdo con los factores de prerrecolección. Posiblemente, los tratamientos precosecha como los comentados en el apartado anterior, combinados con un adecuado manejo y técnicas de poscosecha van a ser las líneas de investigación futuras que nos aportarán la solución a los retos planteados.

228

www.bibliotecahorticultura.com


1.14. La poscosecha en España

Bibliografía García-Pastor, M.E.; Serrano, M.; Guillén, F.; Castillo, S.; Martínez-Romero, D.; Valero, D.; Zapata, P.J. (2019). Methyl jasmonate effects on table grape ripening, vine yield, berry quality and bioactive compounds depend on applied concentration. Scientia Horticulturae, 247: 380-389. Giménez, M.J.; Serrano, M.; Valverde, J.M.; Martínez-Romero, D.; Castillo, S.; Valero, D.; Guillén, F. (2017). Preharvest salicylic acid and acetylsalicylic acid treatments preserve quality and enhance antioxidant systems during postharvest storage of sweet cherry cultivars. Journal of the Science of Food and Agriculture, 97: 1220-1228. Gimenez, M.J.; Valverde, J.M.; Valero, D.; Díaz-Mula, H.; Zapata, P.J.; Serrano, M.; Moral, J.; Castillo, S. (2015). Methyl salicylate treatments of sweet cherry trees improve fruit quality at harvest and during storage. Scientia Horticulturae, 197: 665-673. Gimenez, M.J.; Valverde, J.M.; Valero, D.; Gullén, F.; Martínez-Romero, D.; Serrano, M.; Castillo, S. (2014). Quality and antioxidant properties on sweet cherries as affected by preharvest salicylic and acetylsalicylic acids treatments. Food Chemistry, 160, 226-232. Mirdehghan, S.H.; Rahemi, M.; Serrano, M.; Guillén, F.; Martínez-Romero, D.; Valero, D. (2006). Prestorage heat treatment to maintain nutritive and functional properties during postharvest cold storage of pomegranate. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 54: 8495-8500. Sayyari, M.; Babalar, M.; Kalantari, S.; Martínez-Romero, D.; Gullén, F.; Serrano, M., Valero, D. (2011). Vapour treatments with methyl salicylate or methyl jasmonate alleviated chilling injury and enhanced antioxidant potential during postharvest storage of pomegranates. Food Chemistry, 124: 964-970. Scopus. https://www.scopus.com/home.uri Acceso: enero 2019. Taiz, L.; Zeiger, E. (2010). Plant Physiology. (5th ed). Sinauer Associates Inc., Publishers Sunderland, Massachusetts U.S.A., (Chapter 13). Zapata, P.J.; Martínez-Esplá, A.; Guillén, F.; Díaz-Mula, H.M.; Martínez-Romero, D.; Serrano, M.; Valero, D. (2014). Preharvest application of methyl jasmonate (MeJA) in two plum cultivars. 2. Improvement of fruit quality and antioxidant systems during postharvest storage. Postharvest Biology and Technology, 98: 115-122.

www.bibliotecahorticultura.com

229



1.15. FUENTES DE INFORMACIÓN Alicia Namesny info@poscosecha.com Poscosecha.com / Postharvest.biz

Índice 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Introducción Ferias y congresos Portales y boletines electrónicos Cursos poscosecha Revistas Libros Grupos de investigación Empresas

231 233 234 235 235 236 239 240

Resumen La información sobre poscosecha -en la que influyen también genética, cultivo y recolección- se genera en instituciones públicas, empresas privadas y en contratos de estas últimas con instituciones públicas, generalmente en el marco de proyectos que reciben algún tipo de financiación (de la UE, de los diferentes países o regiones dentro de ellos). El texto detalla las formas de difusión de esta información; las presenciales incluyen ferias, congresos, simposios, jornadas, cursos. Los portales online, boletines electrónicos y su multiplicación a través de redes sociales. Libros y revistas en soporte físico u online son las fuentes clásicas, estáticas. El nivel de especificidad de los medios de difusión es muy amplio; el análisis se centra en los más específicos, dedicados exclusivamente o de forma importante a la información sobre técnicas, productos y servicios para mejorar la poscosecha de frutas, hortalizas y, en menor medida, especies ornamentales.

1. Introducción Bajo el término “poscosecha” se entiende la etapa de la vida de un fruto una vez cosechado, entero o mínimamente procesado, y en un sentido extenso abarca también el marketing. El término afecta al producto en sí mismo y a las técnicas, maquinarias, materiales y servicios que se utilizan u ofrecen en estos ámbitos. Las fuentes de información que se mencionan abarcan estas facetas.

231


1. Bases de la tecnología poscosecha

En lo que tiene que ver con el producto -fruta, hortaliza, flores y otros ornamentales-, en sus inicios el interés se centró en la poscosecha de productos enteros; con el auge de los productos mínimamente procesados y la necesidad de poner a punto las técnicas de obtención y conservación del producto, el foco de atención se desplazó a estos productos. Actualmente los estudios poscosecha de productos prestan atención a aspectos que antes se tenían menos en cuenta como son variedad e influencia de las condiciones de cultivo. En Asia son muy frecuentes los estudios sobre influencia de la contaminación del suelo, del agua, etc., en las propiedades de frutas y hortalizas. Un número creciente de estudios saca partido de las tecnologías disponibles (y autorizadas) a nivel genético, bioquímico, molecular, proteómico, … La información sobre estos temas se genera en instituciones públicas, empresas privadas y en contratos de estas últimas con instituciones públicas, generalmente en el marco de proyectos que reciben algún tipo de financiación (de la UE, de los diferentes países o regiones dentro de ellos). La difusión de esta información -cuando esto interesa- se realiza sobre todo a través de revistas (antes en papel y cada vez más online); páginas web y portales (en un sentido amplio, incluyendo Facebook, blogs), encuentros presenciales como congresos, simposios, jornadas, … Para la difusión de información básica el canal son revistas científicas, que se encuentran entre las que más sacan partido de las posibilidades del online. Establecemos la diferencia entre páginas web y portales para englobar en las primeras a las que incluyen información propia y bajo el término portales a los sitios que reúnen información de diferentes procedencias. Y también diferenciamos entre los generadores de conocimiento (investigación de científicos del ámbito público o privado) y los difusores de este conocimiento (congresos y otros encuentros científicos o técnicos, medios -prensa más o menos especializada- en soporte físico o virtual). Tanto los generadores de conocimiento como los entes dedicados fundamentalmente a la difusión pueden utilizar canales pasivos (webs) como activos (boletines electrónicos, redes sociales, revistas) para hacer llegar la información. Los temas se tratan en el orden siguiente: -

232

Ferias y Congresos, simposios, jornadas Portales y boletines electrónicos Cursos Revistas Libros Grupos de investigación Empresas

www.bibliotecahorticultura.com


1.15. Fuentes de información en poscosecha

2. Ferias y congresos Es frecuente que las ferias tengan de forma paralela actividades formativas, que inclusive pueden ser congresos organizados con sociedades científicas, como fue el caso del último Postharvest Unlimited, organizado en paralelo a Fruit Attraction. Esto motiva tratar conjuntamente ambos, ferias y congresos. En España, periodicidad anual Fruit Attraction, http://fruitattraction.com/es/inicio/, octubre, Madrid, España Fuera de España, anuales Fruit Logistica, http://www.fruitlogistica.de, febrero, Berlin, Alemania Macfrut, http://www.macfrut.com, mayo, Rimini, Italia China Fruit Logistica, http://www.chinafruitlogistica.cn/, mayo, Shanghai United Fresh, https://www.unitedfresh.org/, junio, USA, itinerante Fresh Summit de Produce Marketing Association, PMA, octubre, USA, itinerante Asia Fruit Logistica, http://www.asiafruitlogistica.com/, septiembre, Hong Kong Periodicidad no anual Agritech Exhibition & Postharvest Conference, http://agritechisrael.org/, 8 al 11 mayo 2018, Israel (cada 3 años) XII Simposio Nacional y X Congreso Ibérico de maduración y postcosecha, 4 al 7 de junio 2018, Badajoz, http://www.poscosecha.com/es/agenda/xii-simposio-nacional-y-x-congreso-ibericode-maduracion-y-postcosecha/_evento:1859,mes:06,anio:2018/ (cada 2 años) 31st International Horticultural Congress, 14 al 20 de Agosto 2018, ISHS, International Society for Horticultural Science (cada 4 años), http://www.ishg.org V International Symposium on Postharvest Pathology, 19 al 24 de mayo 2019, Lieja, Bélgica https://www.poscosecha.com/es/agenda/v-international-symposium-on-postharvestpathology/_evento:2308,mes:05,anio:2019/ XIII International Controlled and Modified Atmosphere Research Conference, 17 al 20 de mayo 2020, Lieja, Bélgica, https://www.poscosecha.com/es/agenda/xiii-international-controlledand-modified-atmosphere-research-conference-2020/_evento:2487,mes:05,anio:2020/ 9th ISHS International Postharvest Symposium, 9 al 11 de noviembre 2020, Rotorua, Nueva Zelanda, https://www.poscosecha.com/es/agenda/9th-ishs-international-postharvestsymposium/_evento:2467,mes:11,anio:2020/ Existen una infinidad más de índole más restringido geográfica o temáticamente. En relación a encuentros de índole científica el Calendario de la ISHS una referencia de primer nivel. Sobre muchos de estos encuentros y ferias, en Agenda de Poscosecha se encuentra una relación que intentamos sea lo más exhaustiva posible, https://www.poscosecha.com/es/agenda/

www.bibliotecahorticultura.com

233


1. Bases de la tecnología poscosecha

En España, la SECH, http://www.sech.info/, Sociedad Española de Ciencias Hortícolas, también tiene su Agenda, e igualmente la APH, www.aphorticultura.pt/, Asociación Portuguesa de Horticultura; ambas sociedades colaboran en la mayoría de las actividades, dándoles un carácter ibérico

3. Portales y boletines electrónicos Los boletines electrónicos pueden tener como origen todo tipo de emisores, ya sea de forma irregular o periódica. Estos últimos están asociados normalmente a portales (es decir, sitios web con información de diferentes procedencias, no solamente del propietario) y es por este motivo que se tratan aquí. Asociados a universidades y centros de experimentación Postharvest Technology Center, UC Davis, http://postharvest.ucdavis.edu, boletín electrónico mensual Universidad de Chile, Centro de estudios postcosecha, http://www.cepoc.uchile.cl/, organizan cursos INIA, Instituto Nacional de Investigaciones Agrarias (Chile), Unidad de Postcosecha, http://www.inia.cl/postcosecha/ De divulgación, monotemáticos Poscosecha, www.poscosecha.com / Postharvest, www.postharvest.biz. Boletines electrónicos Poscosecha News (martes y viernes) y Postharvest News (lunes y jueves). Sólo poscosecha Postharvest Management of Vegetables, Australia, http://www.postharvest.net.au/ Produce processing, Estados Unidos, https://produceprocessing.net/. Fresco y procesado De divulgación, multitemáticos Fresh Plaza, www.freshplaza.es, Boletín electrónico diario, Holanda Hortibiz, www.hortibiz.com, Holanda Biblioteca de Horticultura, http://www.bibliotecahorticultura.com/ entrando en Publicaciones, http://publicaciones.poscosecha.com/index.php Red Agrícola, www.portalagricola.com, Chile United Fresh Produce Association, https://www.unitedfresh.org/ Produce Marketing Association, http://www.pma.com/ De divulgación, monoespecie, multitemáticos Comité del kiwi Chile, http://www.comitedelkiwi.cl/ Comité arándanos Chile, http://www.comitedearandanos.cl/

234

www.bibliotecahorticultura.com


1.15. Fuentes de información en poscosecha

4. Cursos poscosecha En España, anuales En orden cronológico en el año II Curso Tecnología poscosecha de cítricos y otros cultivos en la Comunidad Valenciana, https://www.bibliotecahorticultura.com/curso-poscosecha/curso-poscosecha-2019/ 13º Curso Internacional "Tecnología postcosecha y procesado mínimo", UPCT, http://www.upct.es/gpostref/. Suele tener una actividad al día siguiente de la clausura de carácter abierto Jornada de Poscosecha del IRTA, Lleida, mayo 4th International on-line Course on Postharvest & Fresh-cut Technologies, UPCT, http://www.upct.es/gpostref/ Curso Internacional “Tecnología y manejo postcosecha de fruta”, octubre, IRTA, Lleida Fuera de España, anuales Postarvest Center, de la Universidad de Davis, California, USA, es pionera tanto en investigación como en difusión de la información poscosecha. Postharvest Technology of Horticultural Crops Short Course, 17al 28 junio 2019, http://postharvest.ucdavis.edu/Workshops/Postharvest_Short_Course_of_Horticultural_Crops _980/ Postharvest Center lleva a cabo durante el año realizan numerosos otros cursos cortos de temas específicos (IV gama, higiene, etc.) Postharvest technology course, Wageningen, 4 al 11 octubre 2019, http://www.wageningenur.nl/en/show/Postharvest-technology-course-Wageningen.htm Otros cursos fuera de España, aperiódicos El profesor Giancarlo Colelli, de la Universidad de Foggia Edmundo Mercado en la Universidad de México CEPOC, Chile, Víctor Escalona

5. Revistas Con pocas excepciones, los temas de poscosecha a nivel científico se tratan en el marco de otras publicaciones que también tratan de cultivo o de tecnología de los alimentos, incluyendo procesados de larga conservación. Revistas científicas exclusivamente de poscosecha Postharvest Biology and Technology, https://www.sciencedirect.com/science/journal/09255214

www.bibliotecahorticultura.com

235


1. Bases de la tecnología poscosecha

Revistas científicas en que algunos artículos tratan poscosecha HortScience, http://hortsci.ashspublications.org/ Publicaciones de ISHS, http://www.pubhort.org/ … y muchísimas más Buscadores de publicaciones científicas CSIC, http://digital.csic.es/browse?type=dateissued&sort_by=2&order=DESC&rpp=100&etal=0&sub mit_browse=Actualizar CABI, https://www.cabi.org/horticulture/search/?sort=DateDesc&q=&types=6 Science Direct, https://www.sciencedirect.com/ Alertas de Google por palabras Revistas técnicas en España Revista Fruticultura, bimensual, http://quatrebcn.es/revista-fruticultura Revista Horticultura, bimensual, http://www.interempresas.net/FlipBooks/HC/ Revista Phytoma, https://www.phytoma.com/ Agrícola Vergel, Levante Agrícola, ambas de www.edicioneslav.es Otros Valencia Fruits, semanal, http://valenciafruits.com

6. Libros Enfoque global Postharvest Technology of Horticultural Crops, http://postharvest.ucdavis.edu/Bookstore/Postharvest_Technology_of_Horticultural_Crops/ A colour atlas of post-harvest diseases and disorders of fruits and vegetables, Anna L. Snowdon, 2006 y anteriores, https://books.google.es/books/about/A_Colour_Atlas_of_Post_harvest_Diseases.html?id=4Np JAAAAYAAJ&redir_esc=y Temáticos Engineering for Storage of Fruits and Vegetables: Cold Storage, Controlled ..., Chandra Gopala Rao, https://www.elsevier.com/books/engineering-for-storage-of-fruits-andvegetables/gopala-rao/978-0-12-803365-4 Postharvest Technology and Food Process Engineering, Amalendu Chakraverty (Autor), R. Paul Singh (Autor), 2014, https://www.amazon.es/dp/B00L2EBER6?tag=amz-mkt-chr-es-

236

www.bibliotecahorticultura.com


1.15. Fuentes de información en poscosecha

21&ascsubtag=1ba00-01000-a0049-win10-other-nomod-es000-pcomp-featurescomp&ref=bit_scomp_sav0 Tropical and Subtropical Fruits - Postharvest Physiology, Processing and Packaging, Ed. Muhammad Siddiq, http://www.postharvest.biz/en/company/book-on-physiology-processingand-packaging-of-tropical-and-subtropical-fruits/_id:62708,noticia:76974,seccion:news Tecnología de procesos en postcosecha de frutos cítricos: Enrique Gómez Hernández, Enrique Gómez Hernández, https://www.amazon.es/TECNOLOG%C3%8DA-PROCESOS-POSTCOSECHAFRUTOS-C%C3%8DTRICOS-ebook/dp/B00OBS4R06/ref=sr_1_1?s=digitaltext&ie=UTF8&qid=1517768762&sr=1-1&keywords=postcosecha Postharvest physiology and biochemistry of fruits and vegetables, Elhadi Yahia & Armando Carrillo López, http://publicaciones.poscosecha.com/es/otras-publicaciones/479-postharvestphysiology-and-biochemistry-of-fruits-and-vegetables.html Un clásico Citricultura, Ing. Agr. Jorge Palacio, http://www.poscosecha.com/es/noticias/citricultura-enedicion-actualizada/_id:79600/ Menos recientes pero también útiles Fruit and Vegetable Storage: Hypobaric, Hyperbaric and Controlled Atmosphere, Ann Thompson, http://www.springer.com/us/book/9783319235905 Fisiología y tecnología postcosecha de productos horticolas, Elhadi Yahia, 2002, https://www.amazon.es/Fisiologia-tecnologia-postcosecha-productoshorticolas/dp/9681841476/ref=sr_1_cc_8?s=aps&ie=UTF8&qid=1517768762&sr=1-8catcorr&keywords=postcosecha Frutus: Manual de reconocimiento de las alteraciones de la fruta de pepita en postcosecha, Josep Pich i Mitjana, Alfonso Herrero (2004), https://www.casadellibro.com/libro-frutusmanual-de-reconocimiento-de-las-alteraciones-de-la-fruta-de-pepita-enpostcosecha/9788497431316/988840?gclid=cjwkcaia9rtbrbneiwat0znw3k24ei3ejtavr_qllchgfi3cmvugf2zhdmzufhghpcqbxfxhzxl_xoca60qavd_bwe& utm_source=google&utm_medium=cpc&utm_campaign=19438 Poscosecha de pera, manzana y melocotón, de Gemma Echeverría Cortada y Jordi Graell Sarle, https://www.amazon.es/Poscosecha-pera-manzana-ymelocot%C3%B3n/dp/8484765490/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1517768904&sr=11&keywords=poscosecha Procesos de conservación poscosecha de productos vegetales, María Teresa Sanchez Pineda, https://www.amazon.es/Procesos-conservacion-poscosecha-productosvegetales/dp/8489922691/ref=sr_1_15?s=books&ie=UTF8&qid=1517768904&sr=115&keywords=poscosecha Introducción a la fisiología y manipulación postcosecha de frutas, hortalizas y plantas ornamentales, de Ron Wills y Justino Burgos González, 1999, https://www.amazon.es/Introducci%C3%B3n-fisiolog%C3%ADa-manipulaci%C3%B3n-

www.bibliotecahorticultura.com

237


1. Bases de la tecnología poscosecha

postcosechaornamentales/dp/8420008923/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1517769076&sr=11&keywords=postcosecha Daños por frío en la postrecolección de frutas y hortalizas, Francisco Artés Calero, https://www.researchgate.net/publication/36720764_Danos_por_frio_en_la_postrecoleccion _de_frutas_y_hortalizas Posrecolección de hortalizas, volumen I, Hortalizas de hoja (1993), Alicia Namesny / Posrecolección de hortalizas, volumen II, Hortalizas subterráneas, Alicia Namesny / Posrecolección de hortalizas, volumen II, Hortalizas de fruto, Alicia Namesny, todos en http://publicaciones.poscosecha.com Los libros más vendidos de postharvest, https://www.alibris.com/search/books/subject/FruitPostharvest-technology. También hay resultados buscando por poscosecha Tablas con recomendaciones de condiciones de almacenamiento Properties and Recommended Conditions for the Long Term Storage of Fresh Fruits and Vegetables, by Dr. Marita Cantwell. (pdf), http://ucanr.edu/sites/Postharvest_Technology_Center_/files/230191.pdf Editoriales con publicaciones (libros) en poscosecha Elsevier, https://www.elsevier.com/ Wiley, https://www.wiley.com Springer, www.springer.com

7. Grupos de investigación La presente no pretende ser una recopilación exhaustiva de los Grupos de investigación activos en poscosecha…; algunos cuentan con las páginas web de las Universidades que permiten incluir la información de sus actividades en modalidades divulgativas o informales. Unos pocos cuentan con página web propia o Facebook. España – Grupos de investigación asociados a Universidades o Institutos de Investigación IRTA / STP, Servicio Técnico Poscosecha, http://www.irta.es Universidad Politécnica de Cartagena, UPCT, Grupo de Posrecolección y Refrigeración, http://www.upct.es/gpostref/. Francisco Artés Hernández. Organizan dos cursos de poscosecha, uno presencial (marzo) y otro online Grupo de Calidad, Seguridad y Bioactividad de Alimentos Vegetales, CEBAS-CSIC, http://www.cebas.csic.es/dep_spain/alimentos/calidad/aliment_lineas.html. Mª. Isabel Gil Universidad Miguel Hernández, Área Tecnología de los alimentos, http://www.umh.es. Daniel Valero, María Serrano

238

www.bibliotecahorticultura.com


1.15. Fuentes de información en poscosecha

Grupo de Investigación Alimentos de Origen Vegetal de Aragón de la Estación Experimental de Aula Dei (EEAD-CSIC), Jesús Gil, http://www.unizar.es/vegetal/Apartados/iniciob.htm Universidad Politécnica de Madrid, Laboratorio de. Propiedades Físicas, Margarita Ruiz Altisent, Pilar Barreiro Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición: ICTAN – CSIC, Carmen Merodio, www.ictan.csic.es Canarias, ICIA Tabla 1. Listado de grupos de investigación en poscosecha que presentaron trabajos en Postharvest Unlimited, Madrid 2017 Provincia

Grupo de investigación

Alicante

Universidad Miguel Hernández, Orihuela

Almería

Universidad de Almería

Asturias

Universidad de Oviedo

Badajoz

INTAEX-CICYTEX

Badajoz

Universidad de Extremadura

Granada

Universidad de Granada

Huelva

Universidad de Huelva

Lleida

IRTA

Madrid

ICTAN-CSIC

Madrid

Universidad Politécnica de Madrid

Murcia

CEBAS-CSIC

Murcia

UCAM, Universidad Católica de Murcia

Murcia

Universidad Politécnica de Cartagena

Navarra

Universidad de Navarra

Valencia

IVIA

Valencia

IATA-CSIC

Zaragoza

Tecal

Zaragoza

Estación Experimental de Aula Dei CSIC

A estos grupos se suman los cada vez más numerosos que consideran en sus ensayos de cultivo también los efectos poscosecha.

España – Grupos de investigación de vinculados a empresas Adesva, https://www.citadesva.com Tecnova, www.fundaciontecnova.com Fundación Cajamar, www.fundacioncajamar.es, con las estaciones experimentales de Las Palmerillas (Almería) y la de Paiporta Neiker – Tecnalia, www.neiker.net/

www.bibliotecahorticultura.com

239


1. Bases de la tecnología poscosecha

Unión Europea La Unión Europea tiene un sitio para buscar socios para proyectos, https://ec.europa.eu/research/participants/portal/desktop/en/organisations/partner_search. html

8. Empresas Las páginas web de las empresas mejoran constantemente. La información que está en ellas y en sus canales YouTube es muy rica en muchos casos.

240

www.bibliotecahorticultura.com


II. APLICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA POSCOSECHA EN LOS CULTIVOS DE LA COMUNIDAD VALENCIANA

241



2.1. TECNOLOGÍA POSCOSECHA EN CÍTRICOS 2.1.1. Introducción a la poscosecha de los cítricos Ernesto Conesa Roca econesa@fomesafruitech.net Fomesa Fruitech

Índice 1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. 4.9. 4.10. 5.

Introducción Comercio de cítricos en fresco Calidad Marcado de fitosanitarios y de aditivos alimentarios Restricciones de los importadores Parámetros de calidad Desverdizado Objetivo Condiciones Equipos Sistemas de control Desórdenes asociados Manipulaciones específicas de los cítricos Prevención del podrido Mejora del aspecto Precalibrado por color Fruta con hoja Problemas asociados a la manipulación Conservación y transporte en contenedores Objetivo Recomendaciones Equipos Desórdenes asociados Medidas para reducir los daños por frío Transporte y contenedores Condiciones de transporte Protocolos de cuarentena Problemas asociados al transporte en contenedor Tratamiento de la fruta para el transporte en contenedor Novedades y líneas de trabajo

245 245 246 246 247 248 248 248 248 249 250 251 252 252 253 253 253 254 255 255 255 255 256 257 258 258 259 259 259 260

243


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Resumen El comercio de cítricos en fresco es una actividad muy relevante en la Comunidad Valenciana, así como en el conjunto de España. Es también una de las principales actividades en el comercio en fresco de productos agrícolas en el mundo. La poscosecha de cítricos está regulada por la normativa de calidad, que afecta a la presentación y a los parámetros internos de la fruta como el porcentaje de zumo y el Índice de madurez, y exige un marcado específico para los cítricos de los tratamientos fitosanitarios y de los aditivos alimentarios empleados en su procesamiento. También cada vez más los exportadores están acogidos a normativas y certificaciones de trabajo con reconocimiento internacional, que obliga a una manipulación más cuidadosa. Por otra parte, es preciso conocer la normativa de los países importadores, tanto para los fungicidas autorizados y el LMR de cada uno de ellos, como que componentes de los recubrimientos están autorizados en el país de destino de la fruta. Además, algunos de los principales importadores o supermercados establecen restricciones propias, con un número máximo de productos fitosanitarios autorizados o un residuo inferior al LMR establecido. En principal reto de la poscosecha de los cítricos es mantener la calidad de la fruta durante todo el proceso de manipulación, conservación y transporte hasta el consumidor. Dentro de la calidad son objetivos concretos el mantenimiento del peso de la fruta controlando la deshidratación, el mantenimiento de las cualidades organolépticas y el control de patógenos y de alteraciones fisiológicas. Además, es también un objetivo adicional el ampliar hacia el principio o hacia el final la época de comercialización de cada variedad, especialmente de las más tempranas mediante el desverdizado y de las más tardías a través de la conservación frigorífica. Aquí desarrollaremos principalmente los procesos de desverdizado y de conservación. El desverdizado es el proceso por el que a una fruta que ya ha alcanzado su madurez comercial, se somete a un tratamiento de maduración con etileno y temperatura, para conseguir que la coloración externa sea la característica de la variedad, eliminando el color verde de la piel. Veremos los parámetros más adecuados para cada variedad y las técnicas actuales de control de gases en el interior de las cámaras de desverdizado. En cuanto a la conservación frigorífica, que en los cítricos como en el resto de los alimentos es un factor clave en el alargamiento del periodo de vida comercial, veremos también los parámetros de temperatura, humedad relativa y tiempo establecidos para cada variedad. También repasaremos las principales alteraciones fisiológicas, como defectos y manchado, que se pueden producir en ambos procesos y la mejor manera de prevenir cada uno de ellos. También desarrollaremos los temas específicos para cítricos relacionados con la manipulación en las centrales y los relacionados con el transporte, especialmente el transporte de contenedores a ultramar, donde se verá también los problemas asociados a la cuarentena y la forma de prevenirlos. Por último, se verán las principales novedades relacionadas con el tratamiento y la manipulación de los cítricos y las líneas de trabajo que actualmente se están desarrollando en este sector.

244

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

1. Introducción 1.1. Comercio de cítricos en fresco De los 128 millones de toneladas de cítricos que se producen en el mundo, 6,882 millones de toneladas se hacen en España, lo que la convirtió en el año 2016 en el 4º productor mundial (FAO, 2016). Pero si nos centramos solo en la fruta exportada en fresco, vemos que España es el primer exportador mundial con 4,114 millones de toneladas (FAO, 2016), en la Figura 1 se puede ver como se ha incrementado la producción mundial de cítricos desde el 2008 hasta el 2016, mientras que en la Figura 2 se puede ver que la producción en España es estable en este mismo periodo de tiempo.

Figura 1. Producción mundial de cítricos. Fuente: FAO, 2016

Figura 2. Producción de cítricos en España Fuente: FAO, 2016

www.bibliotecahorticultura.com

245


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

El principal destino de los cítricos producidos en España es el comercio en fresco, en concreto entre el 50 y 60% para la exportación y entre el 22 y el 26% para el consumo doméstico. Para la industria solo consume entre el 14 y el 20% de la producción total. La Comunidad Valenciana produce el 54% del total de cítricos en España, principalmente naranjas y mandarinas, pero la exportación en fresco desde la Comunidad Valenciana se ha ido reduciendo en los últimos años. De la misma manera se ha reducido la tierra de cultivo dedicada a cítricos en la CV en cerca de 10.000 Hectáreas en los últimos 10 años. De forma que aunque es todavía el principal cultivo frutícola, la tendencia es a reducir su importancia, debido fundamentalmente a la sustitución por otros cultivos de mayor rentabilidad. 1.2. Calidad El comercio de los cítricos en la UE está regulado por el Reglamento UE 543/2011 que determina la calidad de la fruta para ser comercializada, estableciendo unos requisitos mínimos, como que la fruta esté limpia, sana y entera, así como un mínimo de madurez para cada variedad, aparte de la coloración y la obligación de clasificarla en función de la calidad. También establece la obligación de calibrar la fruta, con un calibre mínimo y las tolerancias en la homogeneidad del calibre. En cuanto a la presentación, también establece la homogeneidad de esta y los requerimientos para el acondicionamiento. Por último, establece la obligatoriedad de marcar los envases con la identificación, naturaleza, origen y características comerciales. Por otra parte, los principales clientes exigen a los comercializadores de la fruta que estén acreditados por alguno de los protocolos de calidad y seguridad alimentaria, que funcionan como sistemas de autocontrol. La finalidad de estos protocolos es asegurar las características de los frutos que son importantes para el consumidor, así como evitar que se pueda causar ningún daño sobre la salud de los consumidores o sobre el medio ambiente. 1.3. Marcado de fitosanitarios y de aditivos alimentarios El Reglamento 543/2013/EU obliga a marcar en cada envase de cítricos que se pone en el mercado los conservantes o sustancias químicas utilizadas en los tratamientos que se hacen después de la cosecha. Los productos en concreto que hay que marcar son los fungicidas empleados, que se marcan por su nombre, y los conservantes y componentes de los recubrimientos que se marcan con su correspondiente nº E, al ser aditivos alimentarios. En la Tabla 1 se pueden ver todos los fungicidas y fitorreguladores autorizados en la UE y el LMR para cada uno de ellos en la UE, Suiza, Canadá y USA.

246

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

Tabla 1. Fungicidas y fitorreguladores autorizados en la UE y su LMR en la UE, Suiza, Canadá y USA

FITOSANITARIO Fludioxonil Fosetil-Al Fosfonato K Imazalil Metil-tiofanato Ortofenilfenol Pirimetanil Procloraz Propiconazol Tebuconazol Tiabendazol Triclopir

U.E. 10 75 (*) 75 (*) 5 6 10 8 10 9 N, 5 M L 0,9 N, 5 M L 7 0,1

USA 10 5 Exento 10 10 10 N M, 11 L 8 1 10 -

Canadá 10 9 5 10 10 10 8 1N 10 -

Suiza 10 75 (*) 75 (*) 5 6 5 8 10 0,05 5 0,1

En la Tabla 2 se presentan los aditivos alimentarios autorizados en la UE para el tratamiento de los cítricos comercializados en fresco y su nivel máximo autorizado, que vienen regulados por el Reglamento (UE) 1129/2011 y sus posteriores modificaciones. Para aquellos donde se marca QS (Quantum Satis) no existe un máximo permitido, sino que se entiende que tendrá que ser la cantidad mínima necesaria para cumplir su función tecnológica. Tabla 2 Aditivos alimentarios autorizados en la UE para el tratamiento de los cítricos comercializados en fresco y su nivel máximo autorizado

Aditivo Éster glicérido de la colofonia Sucroésteres de ácidos grasos sucroglicéridos Cera de abejas Cera candelilla Cera carnauba gomalaca Cera de polietileno oxidado Ácido sórbico y sorbatos Na y K

Nº E E445 E473-474

Nivel máximo 50 ppm QS

E901 E902 E903 E904 E914 E200-202

QS QS 200 ppm QS QS 20 ppm

Para la fruta que va a otros destinos fuera de la UE deberá tenerse en cuenta la legislación propia, si existe, por ejemplo, en el caso de USA está también autorizada la resina de colofonia en 21 CFR 172.210 (FDA, 2012), mientras que en el caso de Japón no está autorizado el uso de cera de polietileno (Food Sanitation Act. Chapter II). 1.4. Restricciones de los importadores Aparte del marco legal, algunos importadores de fruta imponen sus propias restricciones, que hacen referencia o bien al origen de los componentes de los recubrimientos, como que todos los componentes sean de origen natural, no llevando por lo tanto cera de polietileno (Waterwax UK, Fomesa Fruitech), o que sea apta para el consumo de veganos, y en este caso además de no

www.bibliotecahorticultura.com

247


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

tener componentes que no sean de origen natural, tampoco se admite ningún componente de origen animal (Waterwax VG, Fomesa Fruitech). También es frecuente encontrarse con restricciones que afectan a los fitosanitarios empleados, como que no puedan exceder de un número determinado, o como que el residuo sea inferior al 50% o incluso al 33% del LMR establecido. 1.5. Parámetros de calidad Entre los parámetros externos de la calidad están: el mantenimiento del peso y de la firmeza, el aspecto externo (donde se incluye la ausencia de defectos, manchas, alteraciones de la piel y el brillo), el control de patógenos y el color. Como parámetros internos de calidad tenemos las propiedades organolépticas que incluyen el sabor, el aroma, la masticabilidad y la acidez, también tenemos el control de la aparición de malos sabores, relacionados con la concentración de etanol y de acetaldehído, y también las propiedades nutricionales como el contenido en vitamina C. Para el mantenimiento de todos los parámetros de calidad se utilizan básicamente cuatro tecnologías: -

Frío, que conserva el peso, la firmeza, ralentiza el desarrollo de patógenos y ayuda a mantener las propiedades organolépticas y nutricionales Recubrimiento, que conserva peso y firmeza, además de mejorar el aspecto externo y conservar las propiedades organolépticas y reducir los malos sabores Tratamiento fungicida y de desinfección, para el control de los patógenos Desverdizado, para adelantar y mejorar el color de la fruta

2. Desverdizado 2.1. Objetivo Se define el desverdizado como el proceso forzado de cambio rápido del color de la piel de los cítricos del verde inicial al típico de cada variedad. Su objetivo es adelantar el inicio de la comercialización de cada una de las variedades y está basado en que al principio de la campaña la fruta ya ha alcanzado la madurez mínima para la comercialización, pero la piel se mantiene verde todavía. Para el desverdizado se utiliza el etileno, que actúa como catalizador, y unas condiciones de temperatura y humedad relativa óptimas para favorecer el proceso, que consiste en la degradación de la clorofila y el fomento de la generación de los carotenoides. Cada una de estas reacciones tiene un rendimiento máximo a una temperatura diferente, por lo que se utilizan valores intermedios de compromiso entre ambas. 2.2. Condiciones El desverdizado en España es un proceso que está muy generalizado desde el inicio de la campaña hasta mediados de diciembre, y se desverdizan todas las variedades de cítricos (satsumas, clementinas, naranjas y limones).

248

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

Para un correcto desverdizado la fruta tiene que haber empezado ya el proceso de cambio de color, es decir debe tener un IC (índice de color) mínimo, que en el caso de las mandarinas es de -13 Hunter Lab. También es preciso que haya alcanzado el mínimo de madurez comercial, ya que el desverdizado no modifica los parámetros internos de la fruta, entre ellos la madurez. El tiempo que tiene que estar la fruta sometida a las condiciones de desverdizado dependerá del color inicial y normalmente disminuye conforme avanza la campaña. Los parámetros para el desverdizado vienen recogidos en la tabla 3. Tabla 3. Parámetros y rangos de aplicación para el desverdizado de cítricos. Fuente: Martínez-Jávega et al. (2008)

Parámetro

Rango

Etileno

1 – 2 ppm

Temperatura

Mandarinas 18-21 ℃ Naranjas 20-22 ℃ Limones 24-25 ℃ (*)

Humedad Relativa

90 – 95%

CO2

< 0,3% (3.000 ppm)

Tiempo

1 – 7 días

El etileno se utiliza a unas concentraciones mínimas, ya que su función es la de catalizador, y en caso de incrementar su concentración podría tener un efecto adverso sobre la calidad de la fruta. La temperatura es un compromiso entre la temperatura óptima para la destrucción de la clorofila y la de aparición de los carotenoides, en el caso del limón se emplea temperaturas más altas porque el proceso predominante es el de la degradación de la clorofila. La elevada HR es para evitar la deshidratación y como consecuencia la pérdida de firmeza. En cuanto al dióxido de carbono, una concentración superior al 0,5% paraliza el desverdizado y puede crear alteraciones fisiológicas. Para mantener baja la concentración del dióxido de carbono se utiliza la renovación del aire de la cámara. El tiempo del desverdizado será variable en función del color inicial de la fruta. 2.3. Equipos El etileno se aporta de forma exógena a partir de balas comerciales de acetil, que tienen un 5% de etileno y el resto de nitrógeno, utilizando equipos como el de la Figura 3.

www.bibliotecahorticultura.com

249


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Figura 3. Equipo Fruitcontrol de Fomesa Fruitech para control automático de la ventilación de las cámaras en función del análisis periódico del CO2

El calor se aporta a través de los aerotermos que llevan un sistema de ventilación asociado para dispersar el calor por toda la cámara. Para bajar la temperatura se utilizan los equipos de frío de la cámara y la humedad se aporta a través de boquillas pulverizadoras de agua. Para la renovación de aire, se hace entrar aire fresco del exterior de la cámara, que tiene que entrar por la parte superior y se extrae aire de la cámara de la parte inferior opuesta a la entrada, de forma que se evita acumulaciones de dióxido de carbono que se pueden producir en la parte baja debido a que el dióxido de carbono pesa más que el aire. También es necesario tener un sistema adecuado de paletización para que el aire pueda circular sin dificultad por toda la cámara (Figura 4).

Figura 4. Paletización con pasillos para la aireación

2.4. Sistemas de control El control de los parámetros de la cámara se hace a través de sensores. Se controla la temperatura, la humedad relativa y las concentraciones de dióxido de carbono y de etileno. Toda la información recibida desde los sensores se centraliza en un sistema informático que a su vez comanda los sistemas de acción de cada uno de los equipos (Figura 5). Los parámetros de la cámara pueden estar unidos a la intranet de la empresa o a un móvil para facilitar el control y la alarma.

250

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

Figura 5. Fruitcontrol Bricam de Fomesa Fruitech es un potente programa informático para la visualización y registro de las variables que intervienen en la desverdización

2.5. Desórdenes asociados Entre los distintos desordenes asociados a la desverdización de cítricos, destacan: -

Oleocelosis: es un manchado producido por la rotura de las celdillas del flavedo que contienen el aceite esencial (Figura 6). Para evitar la olecelosis es necesario evitar la recolección de los frutos mojados y hacer una recolección cuidadosa evitando los golpes.

Figura 6. Oleocelosis en naranjas

-

Piel de cebra: manchado producido por el cepillado en la línea de manipulación de la fruta desverdizada con la piel muy fina o castigada por una desverdización prolongada (Figura 7). Para reducir esta alteración se recomienda seguir las siguientes medidas: atemperar la fruta alrededor de 12 horas antes de pasarla por la línea, reducir el número de cepillos y su velocidad de giro, evitar el cepillado en seco utilizando siempre detergente en el lavado y evitar que existan en la línea zonas donde se retenga la fruta durante mucho tiempo.

www.bibliotecahorticultura.com

251


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Figura 7. Piel de cebra en cítrico

-

-

Senescencia: es el envejecimiento del fruto como consecuencia de la acción del etileno y de la temperatura. Se debe prevenir reduciendo el tiempo del desverdizado y con concentraciones menores de etileno. Oscurecimiento y caída del cáliz: se debe a la deshidratación de la zona del cáliz, el cual se pardea y acaba desprendiéndose como consecuencia de la acción del etileno y de la temperatura (Figura 8). Este fenómeno se ve acentuado por la posterior manipulación en la línea. Para prevenirlo se utiliza el fitorregulador Triclopyr (TOPPER, Fomesa Fruitech) que fortalece la zona de la fruta alrededor del pedúnculo.

Figura 8. Caída del cáliz en naranja

3. Manipulaciones específicas de los cítricos 3.1. Prevención del podrido La desinfección es una herramienta clave para el control del podrido, por lo que es necesario tener un plan de desinfección para toda la central, incluyendo los equipos de manipulación y las cámaras de almacenamiento. Para prevenir la aparición de resistencias, se recomienda la máxima separación entre la fruta procedente del campo y la fruta que ya está confeccionada. También es muy importante la rápida extracción de la central de la fruta podrida. En cuanto a la seguridad de los tratamientos, se recomienda aplicar los fungicidas en al menos dos puntos distintos de la línea y a ser posible aplicar dos fungicidas con distinta forma de acción.

252

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

3.2. Mejora del aspecto El aspecto externo es un factor decisivo en la percepción de la calidad por el consumidor. Para mantener el aspecto externo se utiliza fundamentalmente el frío, pero como no es suficiente para mantener el peso y la firmeza de la fruta, está generalizado el uso del recubrimiento. También es habitual el uso de un recubrimiento adicional sobre la capa superior de la fruta encajada (Figura 9).

Figura 9. Recubrimiento sobre la capa superior de fruta encajada

3.3. Precalibrado por color Se utiliza el precalibrado por color en los cítricos durante la época del desverdizado, se realiza a la llegada al almacén de la fruta procedente del campo y sirve para ajustar el tiempo de desverdizado al color inicial de la fruta, de forma que se minimizan los daños que se pueden producir por un tiempo excesivo de permanencia en la cámara a aquellas frutas que tienen un color más avanzado. Adicionalmente, sirve para mejorar la gestión de la central. 3.4. Fruta con hoja La comercialización de la fruta con hoja ayuda a mejorar la sensación de frescura que percibe el consumidor. Es una tendencia creciente en la comercialización de los cítricos, empezó con las mandarinas, donde ya es muy habitual y cada vez se está haciendo más frecuente en naranjas. Para este tipo de trabajo hace falta líneas especiales de manipulación, donde se eviten los desniveles y las curvas (Figura 10). Se utilizan calibradores mecánicos y empaquetado manual.

Figura 10. Lavado de fruta con hoja

www.bibliotecahorticultura.com

253


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

3.5. Problemas asociados a la manipulación A continuación, se detallan los principales problemas derivados de la manipulación de los cítricos: -

Piel de cebra (ver desverdizado) Caídas de cálices (ver desverdizado) Quemaduras en el túnel de secado: manchado provocado por una parada prolongada de la fruta sobre los rodillos calientes del túnel de secado (Figura 11)

Figura 11. Quemadura en el túnel de secado

-

-

-

Fitotoxicidad por tratamientos químicos: quemaduras provocadas por el contacto prolongado de la fruta con medios o productos muy ácidos, oxidantes fuertes o disolventes orgánicos. Reweting: se produce cuando se rompe la película de cera sobre la fruta y está provocado por una rehumectación prolongada de la película de cera con un secado posterior lento o deficiente. Rotura de la cera: son manchas blancas que aparecen en la película de cera provocadas por golpes o por un exceso de acidez o de humedad en la línea de confección (Figura 12).

Figura 12. Rotura de la cera en naranjas

254

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

4. Conservación y transporte en contenedores 4.1. Objetivo La conservación frigorífica tiene como objetivo el alargamiento del periodo comercial de la fruta. El almacenamiento en frío es la mejor forma de mantener la calidad interna y externa y sirve para: conservar el peso, mantener la firmeza, controlar la deshidratación de la piel, ralentizar el envejecimiento, controlar la aparición de manchados en la piel, evitar malos sabores, ralentizar el desarrollo de podridos y conservar las propiedades organolépticas. Por el contrario, los cítricos son sensibles al frío, de forma que se puede producir manchado y alteraciones de la piel sin haber alcanzado la temperatura de congelación (0 - 1,5 ℃). 4.2. Recomendaciones Se recomienda que la fruta que se va a almacenar en cámara de frio por un periodo largo se haya recolectado de forma cuidadosa y en ausencia de humedad. Además, la fruta que se va a guardar no puede estar poco madura, porque tiene tendencia a mancharse, ni tampoco excesivamente madura, ya que tendrá una peor conservación y una mayor incidencia del podrido, por lo que la fruta que se va a conservar debe de tener un índice de acidez intermedio. Es esencial para una buena conservación, que las cámaras y los envases en que se guarda la fruta estén perfectamente desinfectados y en el caso de largas conservaciones, por encima de mes y medio, es recomendable pasar la fruta por línea, haciendo una buena selección y encerando con un recubrimiento de conservación para evitar pérdidas excesivas de peso. La humedad relativa para la conservación tiene que estar entre el 85 y el 90%. El nivel de dióxido de carbono recomendado está entre el 0,2 y el 0,25%, no pudiendo nunca llegar al 0,5%, ya que puede aparecer fitotoxicidad y malos sabores, consecuencia de la aparición de respiración anaeróbica. En cuanto a la temperatura, cada variedad tiene una temperatura óptima de conservación y un tiempo máximo. 4.3. Equipos Para la temperatura se utilizan los equipos de frío, mientras que para la humedad se utilizan boquillas pulverizadoras para aportar agua al interior de la cámara (Figura 13).

Figura 13. Equipo de frío de Enfrío Soluciones

Para mantener el nivel de dióxido de carbono en los límites recomendados es necesario renovar el aire de la cámara, de forma que se toma aire del exterior que se introduce por la parte alta

www.bibliotecahorticultura.com

255


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

de la cámara y se saca el aire de la parte inferior opuesta a la entrada del aire, evitando que se queden zonas sin airear. También con este fin se recomienda dejar pasillos entre las filas de palets y entre los palets de una misma fila y a su vez dejar una distancia libre al techo de al menos 1,5 metros. Para el control de los parámetros de la cámara se utilizan sensores que trasladan la información a un ordenador que la centraliza y que controla los sistemas de acción de los equipos para poder corregir los parámetros, toda esta información puede estar conectada a la intranet del almacén o al teléfono móvil. 4.4. Desórdenes asociados Entre los principales desórdenes que están relacionados con la conservación en frío tenemos: -

Pitting (picado): pequeñas depresiones en forma de puntos o círculos en la piel de tonalidad rojiza que con el tiempo oscurecen (Figura 14)

Figura 14. Pitting en naranja

-

Browning (escaldado): oscurecimiento de zonas amplias de la piel, que no produce depresión y puede ser reversible (Figura 15)

Figura 15. Browning ligero, medio y severo en naranjas

-

256

Peteca: daño característico del limón, afecta al albedo y está causado por el frío en frutos con deficiencia de calcio

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

-

-

Membranosis: daño también característico del limón, consiste en un oscurecimiento de las membranas en la parte próxima al eje. Está provocado por el frío y por falta de oxígeno durante la conservación SERB (stem-end rind breakdown): deshidratación del área alrededor del pedúnculo que provoca un manchado de forma irregular (Figura 16)

Figura 16. SERB en naranja

-

Envejecimiento: deshidratación general de la corteza que provoca el arrugamiento y el ablandamiento del fruto (Figura 17)

Figura 17. Envejecimiento en naranja

4.5. Medidas para reducir los daños por frío Existen una serie de técnicas que se utilizan para prevenir o disminuir los daños que puede causar el frío durante las conservaciones prolongadas, entre ellas se encuentra el recubrimiento con ceras de conservación, compuestas principalmente por polietileno oxidado y con un menor porcentaje de sólidos para evitar que se produzca la respiración anaeróbica y como consecuencia la aparición de malos sabores en la fruta. También se recomienda bajar la temperatura de forma progresiva hasta alcanzar la temperatura adecuada para cada variedad. Se ha utilizado experimentalmente tratamientos de curado, usando temperaturas altas al principio de la conservación. En la actualidad se utiliza el fitorregulador Triclopir (Topper, Fomesa Fruitech) para proteger la piel frente a alteraciones como el SERB o la deshidratación (Figura 18).

www.bibliotecahorticultura.com

257


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Figura 18. TOPPER de Fomesa Fruitech, fitorregulador que previene el ennegrecimiento y la caída del cáliz en cítricos recolectados durante la conservación y desverdización

4.6. Transporte y contenedores Para el transporte en camiones o contenedores se recomienda que estén previamente limpios y desinfectados. La desinfección puede hacerse o mediante biocidas líquidos o de forma mucho más práctica mediante el uso de fumígenos. Además, para el transporte de contenedores los palets deben de estar tratados. También se recomienda preenfriar la fruta que se vaya a cargar y mantener siempre la cadena de frío mediante un llenado rápido de los contenedores. Las cajas o envases utilizados deben de ser resistentes a la humedad, para que no se deterioren durante el transporte. 4.7. Condiciones de transporte Los parámetros que hay que controlar durante el transporte son la temperatura, que se recomienda que sea de 4,5 ℃ para las naranjas y mandarinas, y de 10 ℃ para los limones, la humedad relativa, que se recomienda que sea del 90% y la renovación del aire, que se recomienda que sea de 15 m3/h. Durante el transporte no se aporta humedad, sino por el contrario, hay que reducirla. El paletizado como en el caso de la conservación debe permitir la circulación del aire dentro del contenedor. Para el registro de la temperatura se utiliza los data loggers, mientras que el control se puede hacer de forma remota a través del GPS (Figura 19).

Figura 19. Datalogger de Coollogger para la monitorización del transporte y conservación

258

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

4.8. Protocolos de cuarentena Los protocolos de cuarentena son las condiciones que se le exige a la fruta para poder ser importada en algunos países concretos. Su objetivo es evitar que se propague una plaga que no está implantada en el país importador. En el caso de los cítricos desde España, se intenta evitar la propagación de la mosca de la fruta del mediterráneo (Ceratitis capitata). El tratamiento en frío elimina los insectos, las larvas y los huevos de esta plaga, por lo que se aprovecha el transporte para hacer en el viaje la cuarentena. Las temperaturas utilizadas son inferiores a las de seguridad para evitar daños por frío, por lo que son uno de los principales inconvenientes en la exportación. En la tabla siguiente se puede ver las condiciones de temperatura y tiempo de la cuarentena a varios destinos. Tabla 4. Tiempo y temperatura de cuarentena para cítricos en diferentes destinos País

Cítricos

Temperatura (℃)

USA

Naranjas-Mandar. Limones Naranjas Mandarinas Limones Todas

1,1 – 1,6 – 2,2 No se requiere 2 2,2 2 1,1 – 1,7 – 2,1

Japón - Corea

China

Tiempo (días) 14 – 16 – 18 17 18 16 15 – 17 – 21

4.9. Problemas asociados al transporte en contenedor Tenemos por una parte los problemas derivados de una larga conservación, como son la deshidratación y pérdida de peso, la senescencia, manchados, rewetting de la cera y la aparición de podridos. También pueden aparecer los problemas relacionados con la utilización de temperaturas inferiores a las de seguridad para daños por frío, como son el pitting, el escaldado y otros daños. 4.10. Tratamiento de la fruta para el transporte en contenedor Durante el transporte en contenedor hay que evitar problemas de podrido en la futa, así como la aparición de manchado por frío e intentar mantener la conservación del peso y de la firmeza. Para todo esto, junto con una buena selección de fruta de alta calidad y sin podridos incipientes, se recomiendan los siguientes tratamientos: -

Drencher: para evitar resistencias (Philabuster + Fruitcare-SK, Fomesa Fruitech) (Figura 20) Lavadora: detergente con conservante (Fruitcleaner-FP, Fomesa Fruitech) Recubrimiento: cera de conservación con fungicidas (Waterwax-TTT/2I, Fomesa Fruitech) Fitorregulador: para evitar manchas (Topper, Fomesa Fruitech)

www.bibliotecahorticultura.com

259


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Figura 20. Philabuster 400SC de Fomesa Fruitech, fungicida a base de Imazalil y Pirimetanil para el tratamiento poscosecha de cítricos

Además, se recomienda como protección adicional contra el podrido la aplicación de fungicida en forma de fumígeno (Fruitfog-I, Fomesa Fruitech) después del llenado del contenedor, de forma que se incrementa el residuo de Imazalil en alrededor de 1 ppm para la fruta con destino a larga distancia (Figura 21).

Figura 21. Aplicación del fumígeno Fruitfog-I de Fomesa Fruitech en un contenedor de fruta

5. Novedades y líneas de trabajo Se han desarrollado nuevos fungicidas para el tratamiento de los cítricos en posrecolección, buscando un mejor perfil toxicológicos o una acción específica contra algún hongo, como es el caso del Tebuconazol, el Fosfonato potásico y el Fludioxonil (Figura 22).

Figura 22. Fruitgard-Tebu de Fomesa Fruitech, emulsión del fungicida Tebuconazol para el tratamiento poscosecha de cítricos

260

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

También se está trabajando en la búsqueda de tratamientos de menor toxicidad (GreenLine), como el uso del Sorbato potásico, tratamientos sin fitosanitarios o combinando productos GreenLine con fitosanitarios a menor dosis, así como la inclusión de fitorreguladores para evitar la caída del cáliz y el manchado o el envejecimiento de la piel (Topper, Fomesa Fruitech). En los sistemas de control de calidad de la fruta se están obteniendo muchas novedades, como la detección de podridos incipientes y de la calidad interna de la fruta. También se está trabajando en la mejora de los sistemas de aplicación, dosificando los fitosanitarios en función de la fruta real tratada, así como mejoras del sistema de control e información de las aplicaciones y sensores más sensibles y seguros para el control de los parámetros (etileno). Por último, también se está trabajando en el tratamiento de residuos, en concreto en la reducción de la producción de vertidos y en la degradación de los caldos residuales (Figura 23).

Figura 23. Depósitos para depuración de vertidos con ozono

Bibliografía CE (2011). Comisión Europea. Reglamento (UE) Nº 1129/2011 DE LA COMISIÓN de 11 de noviembre de 2011 por el que se modifica el anexo II del Reglamento (CE) nº 1333/2008 del Parlamento Europeo y del Consejo para establecer una lista de aditivos alimentarios de la Unión. Diario Oficial de la Unión Europea: L295/1-L295/177 CE (2011). Comisión Europea. REGLAMENTO DE EJECUCIÓN (UE) No 543/2011 DE LA COMISIÓN de 7 de junio de 2011 por el que se establecen disposiciones de aplicación del Reglamento (CE) no 1234/2007 del Consejo en los sectores de las frutas y hortalizas y de las frutas y hortalizas transformadas. Diario Oficial de la Unión Europea: L157/1L157/163 FAO.

Food and Agriculture Organization. FAOSTAT http://www.fao.org/faostat/es/#home Acceso: 19 de Junio de 2019

(2016).

FDA (2012). Food and Drug Administration. Code of Federal Regulations (CFR) Title 21 - Food and Drugs - Subpart C - Coatings, Films and Related Substances. Section 172.210 Coatings on fresh citrus fruit. Martínez-Jávega, J.M.; Monterde, A.; Navarro, P.; Salvador, Ana. (2008). Response of new clementines to degreening treatment. Proc. Int. Soc. Citriculture, 11: 1342-1346.

www.bibliotecahorticultura.com

261


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Minister of Health, Labour and Welfare (1947). Food Sanitation Act. (Act Nº 233 of December 24, 1947). Chapter II – Food and additives

262

www.bibliotecahorticultura.com


2.1.2. Patología poscosecha de los frutos cítricos Lluís Palou palou_llu@gva.es Laboratori de Patologia, Centre de Tecnologia Postcollita (CTP), Institut Valencià d’Investigacions Agràries (IVIA)

Índice 1. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4.

Principales podredumbres de poscosecha Epidemiología y estrategias de control Triángulo de enfermedad Control convencional Problemática de los fungicidas químicos Control alternativo: CINCEP Métodos de control alternativos a los fungicidas convencionales Métodos de control físicos Métodos de control químicos de bajo riesgo Métodos de control biológicos Combinación de métodos de control

264 267 267 269 271 272 273 273 275 277 278

Resumen Las pérdidas económicas ocasionadas por las enfermedades de poscosecha de los frutos cítricos constituyen uno de los principales problemas del sector en España. Las principales enfermedades son las podredumbres verde y azul, causadas por los hongos Penicillium digitatum y Penicillium italicum respectivamente. Ocasionalmente también resultan importantes sobre todo la podredumbre ácida o amarga (Geotrichum citri-aurantii), la antracnosis (Colletotrichum gloeosporioides), la podredumbre marrón (Phytophthora citrophthora) y la podredumbre por Rhizopus (Rhizopus stolonifer). El control de estas enfermedades se realiza mayoritariamente mediante tratamientos en las centrales citrícolas con fungicidas químicos de síntesis (imazalil, tiabendazol, ortofenilfenol, pirimetanil, etc.), pero la presión legislativa debida a la generación de residuos químicos, las limitaciones no reguladas por parte de supermercados o cadenas alimentarias y el incremento de los mercados ecológicos u orgánicos hacen evidente la necesidad de encontrar alternativas a este control convencional. Por tanto, el desarrollo de métodos de control alternativos a los fungicidas, que según su naturaleza pueden ser físicos, químicos de bajo riesgo y biológicos, es un campo de investigación muy activo en todas las zonas citrícolas del mundo. No obstante, debido a las limitaciones inherentes a estos métodos alternativos, su utilización debe enmarcarse en una estrategia más amplia de control que podemos denominar ‘Control integrado no contaminante de enfermedades de poscosecha’ (CINCEP). Esta estrategia se basa en un conocimiento profundo de la epidemiología de los patógenos y de los factores que determinan su incidencia en

263


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

precosecha, cosecha y poscosecha (triángulo de enfermedad) para incidir de forma global sobre el problema actuando sobre cada uno de estos factores en el momento adecuado para minimizar las pérdidas económicas.

1. Principales podredumbres de poscosecha Las pérdidas económicas ocasionadas por las patologías de poscosecha constituyen uno de los principales problemas del sector de los cítricos en España. La gran mayoría de los podridos parasitarios que se producen desde que los frutos son recolectados hasta que llegan al consumidor son debidos a hongos patógenos causantes de enfermedades conocidas habitualmente como podredumbres. Las pérdidas provocadas por las enfermedades son muy variables y dependen del área productora, la especie y el cultivar, la edad y condición de los árboles, las condiciones climatológicas durante toda la campaña, la época y forma de recolección, el manejo de los frutos en poscosecha, las condiciones de almacenamiento y el mercado de destino. España es el primer exportador mundial de cítricos para el consumo en fresco, con un porcentaje muy elevado de la producción exportada destinado a mercados de la UE, aunque también hay otros destinos de exportación importantes como los EE. UU., especialmente en el caso de mandarinas clementinas. En las condiciones ambientales españolas, con veranos poco lluviosos, destacan las pérdidas producidas por patógenos de herida estrictos como Penicillium digitatum o Penicillium italicum, causantes respectivamente de las podredumbres verde y azul (Figura 1). La incidencia de estas podredumbres es general y elevada (normalmente más del 80% del total de pérdidas por podridos) y, por tanto, constituyen el eje básico de cualquier estrategia de control de enfermedades de poscosecha de cítricos. La infección del fruto tiene lugar a través de heridas o micro heridas producidas en la corteza antes, durante o después de la recolección.

Figura 1. Podredumbres verde (izquierda) y azul (derecha) en naranja causadas respectivamente por los hongos Penicillium digitatum y Penicillium italicum

Otras podredumbres de herida que ocasionalmente pueden ser importantes son la ácida o amarga, causada por Geotrichum citri-aurantii (Figura 2) y la podredumbre por Rhizopus

264

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

(Rhizopus stolonifer) (Figura 3), que en almacenamientos a temperaturas altas puede causar nidos devastadores de podrido.

Figura 2. Podredumbre ácida en mandarina causada por Geotrichum citri-aurantii

Figura 3. Nido de podrido en mandarinas causado por Rhizopus stolonifer

Otras podredumbres de poscosecha son las causadas por patógenos que infectan el fruto en precosecha pero que, por distintas causas, permanecen latentes o inactivos hasta después de la recolección. Este es el caso de la podredumbre negra (causada por Alternaria alternata) (Figura 4), la gris (Botrytis cinerea) (Figura 5), la marrón (Phytophthora citrophthora) (Figura 6), la antracnosis (Colletotrichum gloeosporioides) (Figura 7) u otras, cuya incidencia es mucho menor y únicamente pueden resultar importantes económicamente en campañas, zonas o condiciones concretas. Contrariamente a lo que sucede en zonas citrícolas más húmedas como Florida o Brasil, la incidencia en España de las podredumbres pedunculares (Lasiodiplodia theobromae, Phomopsis citri) es muy baja.

www.bibliotecahorticultura.com

265


2. AplicaciĂłn de la tecnologĂ­a poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Figura 4. Podredumbre negra en mandarina causada por Alternaria alternata

Figura 5. Podredumbre gris en mandarina causada por Botrytis cinerea

266

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

Figura 6. Podredumbre marrón en naranja causada por Phytophthora citrophthora

Figura 7. Antracnosis en naranjas desverdizadas causada por Colletotrichum gloeosporioides

2. Epidemiología y estrategias de control 2.1. Triángulo de enfermedad La incidencia, y por tanto la importancia económica, de cualquier enfermedad fúngica depende de una serie de factores epidemiológicos que influyen decisivamente en el ciclo de vida del patógeno y que pueden esquematizarse en el llamado triángulo de enfermedad (Figura 8). Los vértices de este triángulo los ocupan el hongo patógeno, el fruto huésped y las condiciones ambientales. Éstas (básicamente temperatura y humedad ambiental) determinan, por un lado, la producción y la diseminación del inóculo fúngico (capacidad reproductiva del hongo y posibilidades de contaminación del fruto) y, por otro, la susceptibilidad del fruto a ser infectado y colonizado. Por otra parte, el que se produzcan o no infección y/o colonización (desarrollo del

www.bibliotecahorticultura.com

267


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

hongo) en un fruto contaminado depende además de factores intrínsecos del propio patógeno, del propio fruto y de su interacción

. Figura 8. Triángulo de enfermedad

En general, las enfermedades de poscosecha de los cítricos se clasifican en dos grupos diferentes según el momento predominante de la infección: enfermedades causadas por infecciones que tienen lugar antes de la cosecha y enfermedades causadas por infecciones que tienen lugar justo antes, durante o después de la cosecha. Los hongos causantes del primer tipo de enfermedades se denominan genéricamente patógenos latentes o quiescentes y los causantes del segundo tipo patógenos de herida. Como se ha comentado, éstos últimos causan enfermedades importantes como las podredumbres verde, azul, ácida o por Rhizopus, mientras que podredumbres como la negra, gris, marrón y la antracnosis son causadas por patógenos latentes. En este caso puede hablarse de dos triángulos de enfermedad distintos en dos momentos distintos que determinan conjuntamente si se produce o no la podredumbre de poscosecha: uno en campo que determina si se produce la infección latente y si es viable y otro en poscosecha que determina si esa infección se activa de nuevo y si se produce colonización y podredumbre. En nuestras condiciones, cualquier programa de control de enfermedades de poscosecha de cítricos debe establecer como prioritario, por su importancia económica, el control efectivo de las podredumbres verde y azul causadas por P. digitatum y P. italicum respectivamente. En la Figura 8 se ha particularizado el triángulo de enfermedad con fotografías para el caso de la podredumbre verde. Este triángulo determina el ciclo de vida de P. digitatum, que en el caso de condiciones ambientales óptimas se ilustra en la Figura 9. Aunque con algunas diferencias, el de P. italicum resulta muy similar. La infección del fruto por parte de estos patógenos tiene lugar exclusivamente a través de heridas producidas en la piel, o bien mientras los frutos permanecen maduros en el árbol, o bien durante la recolección y el posterior manejo de estos. La fuente de inóculo puede encontrarse en el campo, en la central citrícola o en cualquiera de los canales de distribución y venta de la fruta. El inóculo, esporas (conidios) de muy pequeño tamaño, se produce muy rápidamente y en cantidades masivas en el fruto colonizado y se disemina muy fácilmente por corrientes de aire, aunque sean débiles. Esto se debe a la elevada velocidad de

268

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

crecimiento del hongo por la cual una nueva generación se completa tras unos 7-8 días de incubación a temperaturas óptimas (20-25℃). Este hecho también contribuye decisivamente a la relativa facilidad con que estos patógenos desarrollan cepas resistentes a los fungicidas. Durante toda la campaña prácticamente la totalidad de la fruta llega a los almacenes contaminada en mayor o menor medida. A temperaturas ambientales P. digitatum suele prevalecer sobre P. italicum porque crece más deprisa. En la central citrícola la fruta sana ya lavada o tratada puede contaminarse fácil e intensamente a partir de muy pocos frutos podridos y esporulados. Esto puede ocurrir también en las cámaras de conservación puesto que tanto P. digitatum como P. italicum son capaces de crecer, aunque lentamente, a temperaturas inferiores a los 5℃. En cámaras frigoríficas P. italicum suele prevalecer sobre P. digitatum porque está más adaptado al crecimiento a temperaturas inferiores a los 10℃. La infección se produce cuando se contaminan heridas de la corteza que rompen glándulas de aceite esencial o afectan el albedo y suele ser visible (pequeñas lesiones circulares bien definidas de piel blanda y decolorada) a partir de los 2 días a temperatura ambiental. El hongo crece de forma radial formando micelio aéreo blanco que aproximadamente a los 4 días ya puede empezar a esporular adquiriendo la típica tonalidad verde en el caso de P. digitatum o azul en el de P. italicum. Debido a esta vía de infección debe cosecharse en el período adecuado, siempre con tiempo seco y de forma extremadamente cuidadosa, evitando golpes y heridas. El estado de madurez del fruto en el momento de la recolección también es importante porque influye en la resistencia natural a las enfermedades, que de forma general disminuye a medida que el fruto madura.

Figura 9. Ciclo de Penicillium digitatum

2.2. Control convencional Se trata del control de podredumbres mediante la aplicación de fungicidas químicos en poscosecha. Los fungicidas autorizados para su uso en poscosecha de cítricos en España y en el resto de la Unión Europea (UE) vienen regulados por el Reglamento (CE) 1107/2009, que deroga la Directiva 91/414/CEE. Este Reglamento aumenta el nivel de protección sanitaria y medioambiental, contribuye a una mayor protección de la producción agrícola, y amplía y

www.bibliotecahorticultura.com

269


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

consolida el mercado único de productos fitosanitarios. La autorización por parte del Reglamento de un producto fitosanitario conlleva realizar una estricta evaluación de riesgos, que acaba determinando que a la dosis utilizada el fitosanitario no supone un riesgo para el consumidor, y que su utilización correcta no perjudica el medio ambiente. La Tabla 1 refleja el estado actual de los fungicidas que se pueden aplicar y comercializar en la UE en poscosecha de cítricos, con los límites máximos de residuos en fruta (LMR) correspondientes. La aplicación de estos fungicidas en la central citrícola se realiza mayoritariamente como disolución acuosa de los mismos a las dosis autorizadas mediante el sistema de ducha (drencher) tras la recepción de la fruta de campo o bien en balsas o duchas en la línea de confección. Además, los fungicidas ortofenilfenol (OPP), imazalil (IMZ) y tiabendazol (TBZ) se pueden aplicar en líneas de confección incorporados en ceras, recubriendo la fruta. En este caso las ceras con fungicida se registran siguiendo el mismo procedimiento de estudios toxicológicos que el formulado para drencher, de nuevo según el Reglamento (CE) 1107/2009. Algunas materias activas como el IMZ también pueden aplicarse en forma gaseosa mediante botes fumígenos. Las dosis empleadas varían según la forma de aplicación y se fijan en el proceso de registro tras rigurosos estudios de eficacia y siempre teniendo en cuenta la salud del consumidor y el medio ambiente. Tabla 1. Fungicidas autorizados en la UE para el tratamiento en poscosecha de cítricos

Fungicida

Inclusión

Caducidad

LMR (mg/kg)

Imazalil

01/01/2012

31/12/2021

5

Propiconazol*

01/06/2004

-

9 (naranja) 5 (mandarina, pomelo y limón)

Fosetil-Al

01/05/2007

30/04/2020

75

Ortofenilfenol

01/01/2010

31/12/2021

5

Procloraz

01/01/2012

31/12/2021

10

Pirimetanil

01/06/2007

30/04/2020

8

Metiltiofanato

01/03/2006

31/10/2019

6

Tiabendazol

01/04/2017

31/03/2032

7

Fludioxonil

01/11/2008

31/10/2019

10

* No renovación aprobada en octubre de 2018; máximo período de gracia hasta marzo de 2020.

En general, la lista de fungicidas autorizados en poscosecha de cítricos incluye materias activas eficaces contra las podredumbres verde y azul, que son las que causan mayores pérdidas económicas en nuestras condiciones ambientales. No obstante, algunos productos están registrados para su uso contra otras enfermedades, como es el caso del Fosetil-Al contra la podredumbre marrón o el propiconazol contra la podredumbre ácida o amarga. La reciente cancelación de esta materia activa por parte de las autoridades europeas, que sigue a la cancelación en 2011 de la guazatina, deja al sector citrícola europeo sin fungicidas específicos para el control de la podredumbre ácida, lo cual supone una desventaja respecto a otras citriculturas en las cuales sí pueden utilizarse estas materias activas. Este es el principal motivo del creciente interés en las investigaciones dedicadas a la búsqueda de sistemas alternativos no contaminantes para el control de la enfermedad causada por G. citri-aurantii.

270

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

2.3. Problemática de los fungicidas químicos Los tratamientos con fungicidas convencionales son típicamente persistentes, con acción curativa frente a infecciones fúngicas establecidas y preventiva frente a posibles infecciones posteriores a la aplicación. Además, muchos presentan acción antiesporulante que contribuye decisivamente a romper los ciclos de infección en las centrales citrícolas. Aunque su efectividad depende de la dosis y el modo de aplicación, en general es elevada y las aplicaciones habituales no sobrepasan los LMR establecidos por la legislación europea. Este factor, junto a su facilidad de aplicación y su precio razonable han contribuido a perpetuar el uso de estos productos químicos desde su introducción inicial hacia la década de los 50. Precisamente la aplicación masiva y continuada de los fungicidas en las centrales citrícolas ha generado preocupación en la opinión pública por la generación de un exceso de residuos químicos y también problemas al sector como el tratamiento de caldos residuales (obligatorio en la mayoría de los casos para evitar la liberación de residuos químicos al medioambiente) o la proliferación de cepas patogénicas resistentes que reduce o anula la eficacia de los tratamientos. A nivel legislativo, la Directiva 2009/128/CE del Parlamento Europeo sobre el uso sostenible de los plaguicidas establece el marco de la actuación comunitaria en esta temática. Según ella, los Estados miembros deben adoptar planes de acción nacionales (PAN) para reducir los riesgos y los efectos de la utilización de plaguicidas en la salud humana y el medio ambiente. Se introduce la gestión integrada de plagas (GIP), por la cual se da preferencia a métodos de control biológicos y físicos, a la utilización de productos fitosanitarios lo más específicos posible y a unas dosis adecuadas, a la variedad de técnicas para evitar la proliferación de resistencias, a la protección de organismos beneficiosos, y al control basado en rotaciones, técnicas adecuadas de cultivo y uso de cultivares o semillas apropiados. Aparte de los cambios legislativos, la utilización de fungicidas convencionales se ve influenciada por un marcado cambio de tendencia en la comercialización de cítricos y de productos hortofrutícolas en general, con dos consecuencias importantes. Por un lado, aumenta considerablemente el volumen de los mercados de producto ecológico, orgánico o ‘verde’, en los que se exige no sólo la ausencia total de residuos químicos en el producto final sino también la prohibición de su uso durante todo el ciclo de producción. Por otro lado, y lo que es muy grave para el sector exportador citrícola español, importantes mercados ‘tradicionales’, especialmente supermercados o cadenas alimentarias europeas, están exigiendo el cumplimiento de criterios propios más restrictivos del LMR (50% o incluso 33%) que los LMR establecidos por la legislación. Además, se limita también el número máximo de sustancias activas presentes en la fruta a 4 o 5, según el supermercado, incluyendo residuos de productos fitosanitarios aplicados en campo. Algunos supermercados introducen parámetros a cumplir en sus análisis de residuos como que la suma de porcentajes del LMR de los residuos no sea mayor del 80%, o que la suma de los porcentajes de la dosis aguda de referencia de los fungicidas no sea mayor del 80%. En suma, se trata de limitaciones no reguladas, independientes en muchos casos de los protocolos de buenas prácticas agrícolas, que suponen una privatización de las políticas de seguridad alimentaria que causa gran confusión e inconveniente a nuestros exportadores. Por otro lado, otro problema adicional que afecta a los fungicidas químicos de poscosecha es que a las empresas fabricantes les resulta poco rentable el desarrollo y registro de nuevas

www.bibliotecahorticultura.com

271


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

materias activas, puesto que se trata de un proceso muy largo y costoso mientras que el mercado de los productos utilizables en poscosecha de fruta fresca es muy limitado en términos relativos, especialmente si se compara con el de productos de campo para cultivos extensivos. 2.4. Control alternativo: CINCEP La problemática descrita del control químico convencional, tanto a nivel legal como comercial, social y técnico, establece un nuevo paradigma para el futuro cercano y hace evidente la necesidad de encontrar alternativas para el control de enfermedades de poscosecha de cítricos. En los últimos años, numerosos centros de investigación y universidades de todas las zonas productoras de cítricos del mundo, así como también muchas empresas privadas, han dedicado importantes medios y esfuerzos a la evaluación de tratamientos antifúngicos de poscosecha no contaminantes alternativos a los fungicidas químicos. Según su naturaleza, estos tratamientos pueden ser físicos, químicos o biológicos y según su mecanismo de acción pueden ser curativos (control de infecciones fúngicas existentes) o preventivos (protección del fruto o inducción de mecanismos de resistencia a la infección). Siendo no contaminantes, son también poco tóxicos y su actividad es más fungistática que fungicida, por lo cual su efectividad y persistencia son en general limitadas. Además, debido a su naturaleza, el comportamiento y la capacidad de control de algunos de ellos puede variar sustancialmente en función de factores externos, por lo que presentan una alta variabilidad de respuesta que dificulta su implementación comercial. Debido a estas limitaciones, en muchos casos se ha estudiado también la combinación de distintos tratamientos antifúngicos alternativos. Desgraciadamente, los resultados de las numerosas investigaciones realizadas hasta la fecha indican que, mayoritariamente, las prestaciones (efectividad, persistencia, espectro de acción, ...) de los tratamientos alternativos no contaminantes, solos o combinados, no igualan a las de los fungicidas químicos convencionales, por lo que, de forma general, no pueden implementarse solos como sustitutos coste-efectivos a nivel comercial. Por tanto, en este contexto, un control adecuado de las enfermedades no puede basarse únicamente en la aplicación en poscosecha de tratamientos antifúngicos, sino que esta aplicación debe encuadrarse en una estrategia más amplia de control que, en cada caso particular, la coadyuve para minimizar las pérdidas económicas. Esta estrategia, que podemos denominar ‘Control integrado no contaminante de enfermedades de poscosecha’ (CINCEP), se basa en un conocimiento profundo de la epidemiología de los patógenos y de los factores que determinan su incidencia en precosecha, cosecha y poscosecha para incidir de forma global sobre el problema actuando sobre cada uno de estos factores en el momento adecuado para minimizar las pérdidas económicas. La posibilidad de aplicar una estrategia de CINCEP requiere dedicar esfuerzos a múltiples frentes de investigación y supone una visión del problema que trasciende de la aplicación de la GIP según la directiva europea y de las normativas de Producción Integrada (PI) reglamentadas en España en el ámbito de las comunidades autónomas. Esto es así porque estas normativas se siguen basando en la utilización de fungicidas químicos en poscosecha, aunque sea de forma más controlada respecto a la producción convencional. Una estrategia de CINCEP sería de aplicación para obtener productos hortofrutícolas bajo marcas o sellos de calidad ‘Residuo Cero’ y, además, muchos de sus resultados podrían ser también de aplicación en sistemas de producción ecológica. En las condiciones españolas, cualquier programa de control de

272

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

enfermedades de poscosecha de cítricos debe establecer como prioritario, por su importancia económica, el control efectivo de las podredumbres verde y azul. El concepto de CINCEP implica prestar toda la atención, aparte de a los tratamientos de poscosecha, a los factores de precosecha (cultivar, condiciones climatológicas y de parcela, manejo en campo, ...), cosecha (momento y modo) y poscosecha (higienización de centrales, diseño de instalaciones, manejo en las líneas de confección, condiciones de conservación y comercialización, mercado de destino, ...) definitorios del triángulo de la enfermedad y, por tanto, determinantes en cada caso particular de la cantidad, calidad y diseminación del inóculo fúngico, de las vías de infección, de la resistencia de los frutos a la infección y de las condiciones de desarrollo de la podredumbre. Esto requiere un gran volumen de investigación aplicada, general en unos casos y específica para condiciones locales o concretas en otros, para generar conocimientos e innovaciones que permitan poner a disposición del equipo técnico responsable de cada central citrícola metodologías y tecnologías no contaminantes que, en su conjunto, ayuden a lograr el objetivo de minimizar las pérdidas económicas causadas por las enfermedades.

3. Métodos de control alternativos a los fungicidas convencionales Entre las posibles líneas de investigación de interés para el establecimiento de una estrategia de CINCEP en el caso de los frutos cítricos, la principal y más atendida en centros de investigación de todo el mundo, públicos y privados, es la búsqueda y evaluación de tratamientos antifúngicos de poscosecha no contaminantes alternativos a los fungicidas convencionales. Como se ha comentado, estos tratamientos, según su naturaleza, pueden ser físicos, químicos de bajo riesgo o biológicos. 3.1. Métodos de control físicos Algunos métodos físicos como el calor o las irradiaciones son tratamientos antifúngicos que pueden aplicarse en poscosecha con la finalidad de reducir la incidencia de podredumbres. Otros tratamientos físicos, en cambio, son solo complementarios y no ejercen por sí mismos una actividad fungicida, pero sí una acción fungistática de inhibición o retraso del crecimiento de los patógenos. Este es el caso de la propia conservación frigorífica y de la conservación frigorífica en atmósferas controladas. Además, el almacenamiento en estas condiciones ralentiza la actividad metabólica del fruto y retrasa su entrada en senescencia, ayudando así a mantener la resistencia natural del fruto a la infección. Tratamientos con calor: curado y agua caliente El curado o tratamiento con aire caliente es un procedimiento por el cual los frutos se almacenan a altas temperaturas (>30℃) y alta humedad ambiental (>90%) durante períodos de tiempo variable (1-3 días). Aunque reduce significativamente la incidencia de las podredumbres verde y azul, el curado de los cítricos no se está utilizando a nivel comercial por el elevado coste que supone calentar grandes cantidades de fruta durante varios días. Además, en casos de aplicación defectuosa pueden producirse efectos adversos en la calidad de la fruta tratada como pueden ser pérdidas de peso o fitotoxicidades debidas a un exceso de calor. Con tratamientos con agua caliente pueden alcanzarse en algunos casos los efectos beneficiosos del curado con una tecnología mucho más simple, práctica y barata. Baños de poca duración (1-

www.bibliotecahorticultura.com

273


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

5 min) en agua caliente (>40℃) son efectivos contra las podredumbres verde y azul y otras enfermedades de poscosecha de cítricos. Los principales factores limitantes son la poca persistencia del tratamiento y el estrecho margen existente entre las temperaturas efectivas y las que causan daños irreversibles en la piel de los frutos cítricos. En general, inmersiones a temperaturas superiores a los 53℃ resultan fitotóxicas. El sistema llamado ‘hot water rinsing and brushing’ (HWRB) consiste en un cepillado de los frutos en la línea de confección de unos 10-30 s simultáneo a la aplicación de agua caliente a 55-65℃ a presión (pulverización) o sin presión (lavado tipo drencher). Irradiaciones La radiación ionizante con rayos γ, rayos β (electrones acelerados) o rayos X se evaluó como posible método de control de las podredumbres causadas por Penicillium spp. en cítricos por tratarse de tratamientos efectivos contra la mosca mediterránea de la fruta Ceratitis capitata. El principal problema de estos tratamientos, aparte de que resultan caros y poco prácticos puesto que se requieren instalaciones especiales, es que las dosis necesarias para un control efectivo de las podredumbres pueden resultar fitotóxicas y manchar la piel de los frutos. Además, las dosis efectivas pueden superar la dosis máxima establecida por la legislación para la irradiación de frutas y hortalizas para el consumo en fresco (1 kGy). Por ello, una alternativa sería el uso de dosis inferiores en combinación con otros tratamientos complementarios como el calor o el control biológico. La luz ultravioleta (UV) es altamente energética y puede ser fácilmente absorbida por los organismos vivos. Este principio se ha utilizado para la inactivación de esporas de P. digitatum y P. italicum. La irradiación a dosis bajas (2-8 kJ m-2) de luz UV lejana o de baja longitud de onda (UV-C, entre 100 y 280 nm) sobre los cítricos ya recolectados puede inducir resistencias en la piel del fruto contra enfermedades de poscosecha. Este efecto, conocido como hormesis, no se consigue con luz UV de mayores longitudes de onda (UV-B y UV-A), que es más letal para los patógenos pero induce fácilmente fitotoxicidades en los frutos tratados. Distintas compañías industriales están desarrollando prototipos para la integración de forma práctica y económica de sistemas de aplicación de luz UV-C en las líneas de confección de cítricos y otros frutos. Otras irradiaciones que se han evaluado como tratamientos de poscosecha para el control de enfermedades de poscosecha de cítricos son la luz a pulsos, la radiofrecuencia y el microondas. Atmósferas ozonizadas El ozono (O3) es un gas altamente oxidante pero incapaz de controlar infecciones de Penicillium spp. establecidas en la piel de los frutos cítricos. Por tanto, en ningún caso puede considerarse un sustituto de los fungicidas aplicados en drencher o en la línea de confección. La ozonización continua o intermitente del ambiente de las cámaras a dosis bajas no resulta fitotóxica e inhibe de forma importante el crecimiento aéreo de micelio y la esporulación en cítricos conservados en frío, pudiéndose así reducir la carga de inóculo fúngico presente en los almacenes y evitar la proliferación de cepas patogénicas resistentes a los fungicidas. No obstante, el ozono gaseoso no puede traspasar ni plásticos ni cartones por lo que este efecto únicamente se consigue cuando los frutos están almacenados en envases de gran superficie abierta como cajas o contenedores de campo. Debido a su elevado poder oxidante, el ozono puede resultar dañino para el ser humano, fitotóxico para los frutos y corrosivo para muchos materiales. Por ello es

274

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

muy importante que, en el caso de que se instale un sistema de generación, se adopten las medidas de seguridad correspondientes y se controle en todo momento la concentración de gas que se genera en el interior de las cámaras frigoríficas. 3.2. Métodos de control químicos de bajo riesgo Los productos químicos alternativos a los fungicidas convencionales deben ser sustancias, naturales o de síntesis, con efectos residuales sobre el medio ambiente y toxicológicos sobre personas y animales bien conocidos y muy bajos. Por este motivo no extraña que la mayoría de los candidatos que se ensayan sean sustancias presentes de forma natural en plantas, animales o microorganismos o, en el caso de productos sintetizados artificialmente, sean aditivos alimentarios o sustancias GRAS (‘generally recognized as safe’) permitidas por la legislación. En general, estas sustancias pueden aplicarse solas o como ingredientes de recubrimientos comestibles antifúngicos. Otro grupo de químicos alternativos lo conforman ciertos reguladores de crecimiento que actúan como sustancias inductoras en el fruto huésped de resistencia a las enfermedades de poscosecha. Sustancias naturales Se ha constatado a nivel experimental que un gran número de sustancias naturales presenta cierta actividad antifúngica contra hongos patógenos causantes de podredumbres en poscosecha de cítricos. Este es el caso de distintos extractos de plantas superiores, como los glucosinolatos, producidos por especies de la familia de las crucíferas, o extractos de especies de los géneros Allium, Capsicum, Punica, etc. Los aceites esenciales de un número importante de especies vegetales (por ejemplo de los géneros Thymus, Origanum, Salvia, Mentha, Camelia, Myrtus, Rosmarinus, Cinnamomum, Acacia, Artemisia, Abies, Pinus, Lavandula, Eucaliptus, etc.) han sido evaluados por su capacidad fungitóxica y algunos de los compuestos responsables de esta capacidad, mayoritariamente componentes terpénicos, han sido identificados. Entre ellos destacan el timol, el carvacrol, el p-anisaldehido, la L-carvona, el eugenol o la D-limonina. Distintos componentes naturales del flavedo de los frutos cítricos ya sean preformados o inducidos (fitoalexinas), también presentan actividad antifúngica. Entre ellos destacan algunos terpenos como el citral y cumarinas como la limetina, la escoparona o la escopoletina. La actividad de estos metabolitos secundarios disminuye sensiblemente a medida que el fruto envejece. Algunos se han conseguido sintetizar artificialmente e incluso utilizar como tratamientos fungicidas, aunque no a escala comercial. Ciertos compuestos aromáticos volátiles que se producen durante la maduración de algunos frutos, como el acetaldehído, el hexanal o el benzaldehído, también pueden presentar actividad antifúngica. Distintas plantas y animales pueden producir péptidos y proteínas antimicrobianos como parte de sus mecanismos naturales de defensa. Algunos de ellos como el hexapéptido PAF19 o las proteínas quitinasa y β-1,3-glucanasa, biosintetizadas por el fruto como respuesta a un tratamiento estresante, han mostrado capacidad inhibidora de la podredumbre verde de los cítricos. Aditivos alimentarios y sustancias GRAS Los aditivos alimentarios (sustancias con número E, legislación de la UE) y las sustancias catalogadas como GRAS (legislación de EE. UU.) son compuestos permitidos para su uso en

www.bibliotecahorticultura.com

275


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

alimentos. El principal interés para su uso en fruta fresca radica en que no precisan un LMR, por lo que no conllevan problemas de residuos. En general, los aditivos alimentarios con actividad antimicrobiana directa forman el grupo de los conservantes. Suelen ser ácidos y sales orgánicas o inorgánicas que pueden sintetizarse fácilmente y cuya acción contra los microorganismos es bastante específica. Entre ellos destacan los acetatos, sorbatos, benzoatos, propionatos, formatos, parabenos, etc., muchos de los cuales se han ensayado como soluciones acuosas para el control in vivo de P. digitatum en cítricos, destacando los resultados obtenidos con el sorbato potásico, benzoato y sales sódicos de parabenos. Existen otros aditivos no incluidos en el grupo de los conservantes que también presentan cierta capacidad directa o indirecta de inhibir el desarrollo de algunos hongos patógenos. Este es el caso de algunas sustancias clasificadas como agentes depresores de la actividad de agua y de algunos correctores de pH como los carbonatos y bicarbonatos. En general, baños de 2-3 min en soluciones acuosas calientes (40-50℃) de estas sales GRAS a concentraciones del 2-3% reducen significativamente la incidencia de las podredumbres causadas por P. digitatum y P. italicum y en la coyuntura actual algunos productos como el bicarbonato o el sorbato potásicos se han registrado y se están aplicando a nivel comercial por su efectividad, fácil disponibilidad y aplicación y bajo precio. No obstante, no ejercen acción preventiva y su eficacia y persistencia no igualan a las de los fungicidas convencionales por lo cual frecuentemente se han ensayado también en combinación con otros sistemas de control. Actualmente, debido a la no renovación de fungicidas convencionales eficaces contra la podredumbre ácida, existe también un marcado interés en la evaluación de la actividad de este tipo de sales contra G. citri-aurantii. Sustancias inductoras de resistencia Ciertos reguladores del crecimiento como el ácido jasmónico, metil jasmonato, ácido salicílico, ácido acetilsalicílico, acibenzolar o benzotiadiazol (BTH), ácido dicloro isonicotínico (INA), o ácido β-aminobutírico (BABA), entre otros, se han ensayado como tratamientos de poscosecha para inducir o aumentar en frutos cítricos su resistencia natural a las enfermedades de poscosecha, especialmente a las podredumbres verde y azul. Algunas sales GRAS como el silicato potásico y el silicato sódico y otros compuestos como la proteína Harpin (Messenger®), aislada a partir de la bacteria patógena Erwinia amylovora, también se han ensayado con este propósito. En general, aunque puede observarse cierta mejora de la capacidad inhibidora de podredumbres, ésta no es lo suficientemente sustancial para tener un posible impacto comercial ni justificar el coste y la oportunidad de la aplicación de estos tratamientos de poscosecha. En cambio, la aplicación de estas sustancias en campo durante las etapas de desarrollo del fruto parece más prometedora puesto que, aparentemente, la resistencia a patógenos en los tejidos vegetales puede inducirse más fácilmente cuando éstos se encuentran en plena actividad metabólica. Recubrimientos comestibles antifúngicos El desarrollo de nuevos recubrimientos comestibles (RCs) formulados con compuestos antifúngicos para su aplicación en poscosecha de fruta fresca es una línea de investigación que ha adquirido gran importancia en los últimos años, puesto que se trata de tratamientos que ofrecen una doble o triple funcionalidad durante el almacenamiento en poscosecha: función fisiológica de regulación de los intercambios de agua y gases, con la consiguiente preservación

276

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

del fruto y retraso de su senescencia; función patológica de reducción de podredumbres sin dejar residuos contaminantes; y función estética de aporte de brillo u otras características deseables al fruto. En el caso de los frutos cítricos, los RCs surgen como una opción ideal para reemplazar las ceras convencionales formuladas con fungicidas sintéticos como el IMZ o el TBZ. En general, los RCs antifúngicos pueden ser naturales o sintéticos. Entre los primeros destacan el quitosano, un polímero de la β-1,4-glucosamina que se obtiene por deacetilación de la quitina del exoesqueleto de los artrópodos y que también es un componente estructural de la pared celular de algunos hongos, y los geles de Aloe vera u otras Aloe spp., que se obtienen directamente de extractos de estas plantas superiores y que poseen una capacidad intrínseca de formar películas y una actividad antimicrobiana también intrínseca. Los principales componentes utilizados en la preparación de RCs sintéticos son los hidrocoloides (polisacáridos o proteínas de muchos tipos y orígenes), lípidos (ceras, acilgliceroles, ácidos grasos, etc.) y resinas (goma laca, etc.). Los plastificantes (sacarosa, glicerol, sorbitol, propilenglicol, etc.) y emulsificantes (ácidos grasos, polisorbatos, monoestearatos, lecitina, etc.) se añaden a las formulaciones para mejorar la integridad mecánica y facilitar la dispersión entre la fase acuosa y la fase lípida de los recubrimientos compuestos, es decir aquellos que en su matriz combinan lípidos e hidrocoloides. A esta matriz pueden añadirse otros ingredientes comestibles para mejorar los sabores, el color, la textura, o en general mejorar el comportamiento del RC. Cuando estos ingredientes son capaces de inhibir o retardar el crecimiento de microorganismos patógenos, entonces hablamos de RCs antimicrobianos, y cuando estos microorganismos son hongos, entonces de RCs antifúngicos. Según su naturaleza, los compuestos antifúngicos que se pueden agregar como ingredientes adicionales a la matriz de un RC se pueden clasificar en tres categorías distintas: 1) aditivos alimentarios de carácter antifúngico como conservantes o algunas sales GRAS. Son compuestos sintéticos de grado alimentario que incluyen tanto compuestos inorgánicos como orgánicos (carbonatos, propionatos, sorbatos, benzoatos, parabenos, etc.); 2) compuestos naturales tales como aceites esenciales, extractos naturales de plantas o péptidos y proteínas producidos por plantas, animales o microorganismos (ver sección 3.2.); y 3) microorganismos antagónicos utilizados como agentes de control biológico (levaduras, bacterias e incluso algunos hongos filamentosos). 3.3. Métodos de control biológicos En un sentido estricto, el término control biológico de enfermedades vegetales se restringe a la utilización controlada de microorganismos que antagonizan con los microorganismos patógenos. No se incluye, por tanto, el uso de sustancias naturales derivadas de plantas o animales ni la obtención de cultivares del huésped resistentes a las enfermedades. El control biológico puede definirse como la manipulación directa o indirecta por parte del hombre de los agentes vivos (antagonistas) que de forma natural presentan capacidad de control de los agentes patógenos. La relación biológica entre los antagonistas y los patógenos suele ser bastante específica. Puesto que se trata de una interacción entre organismos vivos, este tipo de control presenta una serie de ventajas importantes respecto a los sistemas físicos y químicos. Básicamente, los factores que determinan las posibilidades de utilización de un antagonista contra patógenos de poscosecha de cítricos son su supervivencia y su efectividad

www.bibliotecahorticultura.com

277


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

en condiciones ambientales y de frigoconservación. También es muy importante su capacidad de colonizar las heridas de la piel, que son los puntos de inicio de las infecciones. Además, el hecho que la fruta tratada se almacene en condiciones controladas de temperatura y humedad facilita la utilización de agentes de biocontrol, pues éstos no se encuentran sometidos a variaciones ambientales. Normalmente, los antagonistas se aplican sobre los frutos cítricos en baño o drencher como suspensiones acuosas de distintas concentraciones y su modo de acción puede ser la competencia por el espacio y/o los nutrientes, la secreción de antibióticos, la interacción directa con las estructuras del patógeno o la inducción de resistencias en los tejidos del fruto. Los principales inconvenientes asociados a la utilización de microorganismos antagónicos para el control de enfermedades de poscosecha son la falta de actividad curativa, la alta variabilidad en los resultados obtenidos y la dificultad para desarrollar formulaciones que permitan una comercialización adecuada. Actualmente se investiga intensamente en métodos que permitan paliar estas deficiencias, como pueden ser la manipulación genética de los antagonistas, su producción en medios enriquecidos, o el uso de mezclas de distintos antagonistas. Por otro lado, el hecho de que en general los agentes de biocontrol tienen buena actividad preventiva, hace que presenten un gran potencial como tratamientos complementarios a otros tratamientos alternativos físicos o químicos. Aunque a nivel experimental se han encontrado y patentado en laboratorios de todo el mundo numerosas levaduras, bacterias y también hongos filamentosos con capacidad antagónica contra las podredumbres verde y azul de los cítricos, las limitaciones descritas, especialmente la inconsistencia de la efectividad, y sobre todo la disponibilidad por el sector de los fungicidas convencionales, más efectivos, consistentes, fáciles de aplicar y baratos, han hecho que el número de microorganismos antagónicos comercializados hasta el momento sea anecdótico. Otro factor que influye notablemente en esta falta de antagonistas comercializados es la dificultad del registro en muchas zonas productoras, como por ejemplo la UE, donde no se dispone de normativas específicas y simplificadas y el registro se ve obstaculizado por la exigencia de estudios toxicológicos largos y costosos equiparables absurdamente a los exigidos para cualquier pesticida de síntesis. 3.4. Combinación de métodos de control Desafortunadamente, con los diferentes sistemas alternativos ensayados hasta la fecha, ya sean físicos, químicos de bajo riesgo o biológicos, difícilmente se cubre el espectro de acción ni se alcanzan los niveles de efectividad y persistencia que proporcionan los fungicidas sintéticos convencionales. Por ello, actualmente se dedican esfuerzos importantes a evaluar la integración de dos o más sistemas compatibles entre sí. En general se buscan tres tipos de efectos: 1) un efecto aditivo o sinérgico de forma que el tratamiento combinado sea más eficaz y/o persistente que los tratamientos individuales; 2) un efecto complementario de forma que el tratamiento combinado permita controlar tanto las infecciones producidas con anterioridad al tratamiento (efecto curativo) como aquellas que puedan producirse con posterioridad al mismo (efecto preventivo); y 3) la posibilidad de implementar comercialmente tratamientos que por sí solos no resultan coste-efectivos o resultan imprácticos o demasiado arriesgados (riesgo elevado de producción de fitotoxicidades o de efectos adversos en la calidad del fruto tratado). En general, los métodos de control cuyas características permiten mayores posibilidades de ser aplicados en combinación con otros métodos son el calor y el control biológico.

278

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

Bibliografía Barkai-Golan, R. (2001). Postharvest diseases of fruits and vegetables. Development and control. Amsterdam: Elsevier Science B.V. Ben-Yehoshua, S. (2005). Environmentally friendly technologies for agricultural produce quality. Boca Raton, FL: CRC Press, Taylor and Francis Group., Narayanasamy, P. (2006). Postharvest pathogens and disease management. Hoboken, NJ: John Wiley and Sons, Inc. Palou, L. (2009). Control of citrus postharvest diseases by physical means. Tree and Forestry Science and Biotechnology, 3 (Special Issue 2): 127-142. Palou, L. (2014). Penicillium digitatum, Penicillium italicum (Green mold, blue mold). En: Bautista-Baños, S. (Ed.), Postharvest decay. Control strategies (pp. 45-102). London: Academic Press, Elsevier Inc. Palou, L.; Smilanick, J. L.; Droby, S. (2008). Alternatives to conventional fungicides for the control of citrus postharvest green and blue molds. Stewart Postharvest Review, 4, 2:2. Palou, L.; Valencia-Chamorro, S. A.; Pérez-Gago, M. B. (2015). Antifungal edible coatings for fresh citrus fruit: a review. Coatings, 5: 962-986. Smilanick, J. L.; Brown, G. E.; Eckert, J. W. (2006). The biology and control of postharvest diseases. En: Wardowski, W. F.; Miller, W. M.; Hall, D. J.; Grierson, W. (Eds.), Fresh citrus fruits (pp. 339-396). Longboat Key, FL: Florida Science Source. Timmer, L. W.; Garnsey, S. M.; Graham, J. H. (Eds.). (2000). Compendium of citrus diseases. St. Paul, MN: American Phytopathological Society Press. Tuset, J. J. (1987). Podredumbres de los frutos cítricos. València: Conselleria d'Agricultura i Pesca. Generalitat Valenciana. Yahia, E. M. (Ed.). (2011). Postharvest biology and technology of tropical and subtropical fruits (Vol. 2). Sawston, Cambridge: Woodhead Publishing, Ltd.,

www.bibliotecahorticultura.com

279



2.1.3. Tratamientos poscosecha en cítricos: del laboratorio a las centrales hortofrutícolas Jorge Bretó Miralles jbreto@citrosol.com Productos Citrosol S.A.

Índice 1. 2. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 4. 4.1. 4.2. 5.

Definición del problema El efecto multiplicativo de la distribución moderna La utilización de los fungicidas El tiempo de retraso permisible antes del tratamiento (RPAT) en la aplicación de los fungicidas Factores de variabilidad industrial en las aplicaciones de fungicidas La formulación: un factor de variabilidad “fácil” de controlar La resistencia a los fungicidas poscosecha Combatir las resistencias mediante tratamientos adecuados Combatir las resistencias mediante una adecuada higienización Control del podrido con sales y aditivos alimentarios

282 283 284 285 287 287 288 289 289 289

Resumen Los cítricos son frutos bastante propensos a tener problemas de podrido, las pérdidas económicas en la distribución de cítricos en fresco en fresco pueden ser muy importantes. Más del 90% de estos podridos suelen estar causados Penicillium digitatum y Penicillium italicum. A nivel de laboratorio se ensayan diferentes tratamientos, seleccionándose sólo aquellos que ofrecen muy elevadas eficacias. Sin embargo, en la realidad industrial de una central hortofrutícola, nos encontramos diversos factores que tienen que ver con el uso de los productos de tratamiento, los equipos de aplicación, el nivel higiénico de las instalaciones, la aparición de cepas de hongos resistentes a los fungicidas entre otros, que debemos controlar para reducir al máximo la probabilidad de aparición de podrido en las llegadas de los cítricos a su destino final. Por otra parte, en poscosecha de cítricos hoy en día, hay pocas alternativas a los fungicidas convencionales, y sólo es aconsejable su uso para envíos locales. Aunque se está trabajando mucho en este campo y en el futuro esperamos poder tener “Tratamientos Alternativos” con un nivel de eficacia superior. Actualmente, están autorizados para su uso en cítricos el sorbato potásico y el bicarbonato sódico, respecto a este último no es aconsejable su uso en mezcla con ceras convencionales por su baja eficacia y afectar negativamente al control de la pérdida de peso.

281


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

1. Definición del problema Los cítricos son frutos bastante propensos a sufrir el ataque de hongos patógenos que originan podrido, principalmente durante los periodos de almacenamiento y transporte. Si no se adoptan las medidas adecuadas, las pérdidas económicas en la distribución de cítricos en fresco en fresco pueden ser muy importantes. Este es el principal problema poscosecha de los cítricos. La gran mayoría de podredumbres en cítricos están originadas por hongos patógenos, cuyas esporas penetran a través de las heridas generadas durante la manipulación de la fruta, sobre todo durante la recolección. Se inicia el proceso de infección con un reblandecimiento de los tejidos y pérdidas de líquidos y abundante esporulación en algunos de ellos, como es el caso de Penicillium (Figura 1). temperatura

Lesión1

+

esporas

Infección

PODRIDO

Figura 1. Proceso de desarrollo del podrido por hongos patógenos de herida

Como puede observarse en los aislamientos e identificación de podrido llegados al laboratorio de Citrosol, durante la campaña 2013-2014 (Figura 2), más del 90% de los podridos suelen estar causados Penicillium digitatum e italicum. El problema se incrementa porque, como ya hemos explicado anteriormente, ambos hongos esporulan abundantemente. Estas esporas son de carácter aerógeno y se dispersan con facilidad dentro de la central hortofrutícola pudiendo infectar a otros frutos. Aislados Citrosol Campaña 2013-2014 70

10 0

Geotrichum

20

Cladosporium

30

P. citrinum

40

Rhizopus

50

P. italicum

60 P. digitatum

Nº aislados

80

Figura 2. Aislamientos e identificación de hongos patógenos causantes de podrido en cítricos durante la Campaña 2013-2014, en el laboratorio de Citrosol

282

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

En una experiencia realizada por el Profesor J.W. Eckert (Eckert et al., 1989) (Figura 3), se estableció la frecuencia de infección de un fruto, en función del número de esporas que se depositan en una herida.

% de Infección

1.000.000 esporas

25 esporas Esporas de P. digitatum

Figura 3. Experiencia de J.W. Eckert (U.C. Riverside), que relaciona la probabilidad de infección en función del número de esporas depositadas en una herida.

Los resultados nos indican la importancia de tomar medidas para reducir al máximo los niveles de esporulación de estos hongos. Con el objetivo de obtener las mejores eficacias en el control del podrido, a nivel de laboratorio se ensayan diferentes tratamientos, seleccionándose sólo aquellos que ofrecen muy eficacias elevadas, en la mayoría de los casos cercanas al 100% del control del podrido. Sin embargo, la realidad industrial que nos encontramos en la central hortofrutícola no puede compararse con las condiciones de trabajo de un laboratorio, donde hay un elevado nivel higiénico, se trabaja con una cantidad relativamente pequeña, aunque representativa de frutos, se miden con exactitud las dosis aplicadas, se controlan perfectamente los tiempos de tratamiento, la temperatura, el perfecto mojado de todos los frutos por la solución de tratamiento, etc. En el día a día de la central hortofrutícola donde se procesan varios miles de kilos de fruta por hora, nos vamos a encontrar diversos factores que tienen que ver con el uso adecuado de los fungicidas, los equipos de aplicación, el nivel higiénico de las instalaciones, la aparición de cepas de hongos resistentes a los fungicidas entre otros, y que es de vital importancia controlarlos al máximo, si queremos tener éxito en nuestra tarea de reducir al máximo la probabilidad de aparición de podrido.

2. El efecto multiplicativo de la distribución moderna Actualmente, está bastante extendido el uso de preempaquetados, tipo malla o girsac en la comercialización de cítricos (Figura 4). Una malla o girsac, de clementinas de 2kg calibre 3/4 puede contener aproximadamente entre 32 y 36 frutos.

www.bibliotecahorticultura.com

283


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Figura 4. Malla de naranjas con podrido

Esto significa que sólo un 0.1 % de frutos podridos en destino puede equivaler a un 3.6 % de preempaquetados con podrido: % de frutos podridos x nº frutos en el prepack = % de prepacks con podrido Por lo tanto, tenemos un problema difícil de resolver.

3. La utilización de los fungicidas Los fungicidas poscosecha pueden tener diferentes modos de acción, (Eckert y Ogawa,1985; Brown, 1988): -

Inactivando esporas depositadas en heridas Erradicando infecciones incipientes Protegiendo la piel de la infección de heridas realizadas después de la aplicación de fungicidas Inhibiendo la esporulación en la superficie de los frutos y la transmisión por contacto de varios podridos Inhibiendo el desarrollo de infecciones latentes

La gran mayoría de los fungicidas de síntesis utilizados en poscosecha de cítricos, son eficaces en el control de Penicillium, pero no todos ofrecen un buen control de la esporulación (Figura 5). De hecho, sólo Imazalil y Procloraz son capaces de inhibir el desarrollo de esporas. El Imazalil con un LMR ampliamente establecido a nivel mundial, es el principal ingrediente activo utilizado en poscosecha de cítricos. Sobre él giran las principales estrategias de control del podrido con fungicidas convencionales, por poseer ambas cualidades: excelente control sobre Penicillium y ser capaz de controlar la esporulación.

284

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

Fungicida

Control de Penicillium sensible

Control esporulación

Control Penicillium Imz-R

TBZ

++

+

++

OPP

++

0

++

IMAZALIL

+++

+++

0

PROCLORAZ

+++

+++

0

PROPICONAZOL

+++

+

0

PIRIMETANIL

+++

+

+++

FLUDIOXONIL

++

+

++

Eficacia: 0=Nula, +=Moderada, ++=Buena, +++=Excelente Figura 5. Eficacias de los fungicidas más utilizados en Poscosecha de cítricos Fuente: Brown “Decay control /fungicide applications” y otros; Bayer Cropscience, Janssen; Zang et al, Kanetis et al. “Comparative efficacy/new fungicides”, J.E. Adaskaveg “Management of postharvest fungal decay in California citrus production”, datos internos Productos Citrosol S.A.

Tanto para reducir la probabilidad de cepas resistentes a Imazalil (Penicillium Imz-R), como para combatirlas en caso de que aparezcan, es importante combinar el Imazalil con otro fungicida con un mecanismo de acción diferente, y de todos ellos el mejor posicionado para este fin es el Pirimetanil (Figura 6). CONTROL

PPZ

IMZ PCL

Figura 6. Evolución de la esporulación con diferentes tratamientos fungicidas

3.1. El tiempo de retraso permisible antes del tratamiento (RPAT) en la aplicación de los fungicidas El tiempo de retraso permitido antes del tratamiento, se define como el tiempo que transcurre entre la inoculación del patógeno y la aplicación del tratamiento fungicida sin que la eficacia

www.bibliotecahorticultura.com

285


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

fungicida se vea mermada. En el caso de la manipulación de cítricos a nivel industrial, cuando hablamos del momento de inoculación nos referimos al momento de la recolección. En el caso del Imazalil, el RPAT es de 28 horas a 20-25ºC, incrementándose conforme se reduce la temperatura, tal y como puede observarse en esta experiencia de Wild y Spohr (1989) (Figura 7).

% de Podrido

80

Tto: IMZ 500 ppm Hongo: P. digitatum

Wild and Spohr, 1989

20ºC

60 25ºC

15ºC

40 10ºC 20

0

20

40

60

80

Retraso del tto. (hs)

RPAT IMZ ≈ 28 hs a 20-25ºC Figura 7. Efecto de la temperatura en el retraso permisible utilizando Imazalil en el control de Penicillium digitatum

Es importante señalar que el Imazalil tiene un RPAT superior al resto de fungidas poscosecha. Como puede observarse en esta otra experiencia (Figura 8) en el caso del Fludioxonil a las 9 horas la eficacia sobre Penicillium se reduce, existiendo diferencias estadísticamente significativas respecto a Imazalil y Pirimetanil.

Flu

Flu

Tiempo retraso permisible (h)

Figura 8. Retraso permisible en ensayos de laboratorio en limones. Tratamiento en baño (1.200 ppm de Fludioxonil y Azoxistrobin, y 1.000 ppm de Imazalil y Pirimetanil) Inoculación con 106ufc/ml Penicillium digitatum. Evaluación después de 6-7 días a 20 ℃ Fuente: Foster et al., 2007

286

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

La recomendación general es tratar dentro de las primeras veinticuatro horas posteriores a la recolección. 3.2. Factores de variabilidad industrial en las aplicaciones de fungicidas Dependiendo del sistema de aplicación que se utilice, podemos obtener niveles de eficacia variables. Dentro de cada uno de ellos, existen muchos factores que, si no tenemos en cuenta, van a incidir negativamente en los resultados de control del podrido (Tabla 1). Tabla 1. Factores de variabilidad Industrial en las centrales hortofrutícolas Método de aplicación Drencher Balsa

Drench on line Spray no recuperable Cera

IRP (Eficacia) Alta 90-98% Muy alta 93-99% Muy alta 95-99% Variable 5-90% Media 50-80%

Factores de variabilidad industrial Capacidad para mojar, dosis, alteraciones en el caldo de tratamiento, pH del caldo, condiciones higiénicas Temperatura del caldo de tratamiento, tiempo de inmersión, formulado (uso de EC en el agua), higiene y pH del caldo de tratamiento Ídem balsa pero el tiempo de tratamiento es más fácil y homogéneo Muy elevada por las obstrucciones en las boquillas y la cantidad de tratamiento que llega a cada fruta Similar al NRS pero los problemas relacionados con las boquillas son fácilmente detectables. Pobre o mala incorporación del fungicida a la cera.

La consecuencia de la variabilidad en los sistemas de tratamiento es la variabilidad en los resultados: control del podrido y niveles de residuos en fruto. 3.3. La formulación: un factor de variabilidad “fácil” de controlar En muchas ocasiones podemos encontrar en el mercado, diferentes tipos formulaciones para un mismo fungicida y es muy importante saber elegir cual es el más adecuado para cada tipo de aplicación. En poscosecha de cítricos, encontramos un ejemplo muy claro en el caso del Imazalil, el cual podemos encontrar en el mercado formulado de dos maneras distintas, como emulsión concentrada (EC) o en forma de líquido soluble (SL). Emulsión Concentrada (EC): en este formulado la materia activa está en un medio líquido (disolvente o diluyente) no miscible con el agua, por lo que se añaden emulsionantes y otras sustancias que permiten que al adicionar agua y agitar se forme una emulsión relativamente estable. Normalmente hay que vigilar que en la mezcla con el agua no se separen las fases, mediante agitación. Líquido Soluble (SL): la materia activa está completamente disuelta en el vehículo, y el formulado es directamente soluble en agua. Necesitan poca agitación para que la materia activa quede perfectamente homogeneizada en el caldo de tratamiento.

www.bibliotecahorticultura.com

287


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

En la siguiente experiencia (Figura 9), puede verse como el formulado SL es mucho más adecuado para utilizar disoluciones acuosas. Se pretende dosificar Imazalil a 450 ppm, pudiéndose observar claramente como es mucho más sencillo alcanzar esta concentración fungicida, cuando utilizamos este formulado, sin prácticamente necesidad de agitar, que cuando utilizamos el Imazalil en forma EC, con el que necesitaremos una buena agitación además de que perder estabilidad al cesar la agitación. 500 450

CITROSOL LS 7,5

400 ppm imazalil

350

Imazalil 50 EC

300 250

200 150 100

50 0

Solución recién preparada sin agitar

después 1 agitación

después 2 agitaciones

después 3 agitaciones

Después de 24h Después de 48h reposo reposo

Figura 9. Estabilidad del Imazalil LS vs Imazalil EC en disoluciones acuosas

4. La resistencia a los fungicidas poscosecha Hablamos de resistencia de un hongo patógeno a un determinado principio activo, cuando presenta menor sensibilidad a ese principio activo. Esta pérdida de sensibilidad puede suponer un incremento considerable de los porcentajes de podrido. Por tanto, deberemos adoptar las medidas necesarias para minimizar sus efectos con adecuadas prácticas de manejo. En la siguiente experiencia (Figura 10), se observa como cuando tenemos cepas resistentes a Imazalil, éste sigue teniendo cierto control, pero se requieren concentraciones entre 5 y 10 veces más elevadas y aun así su eficacia no es la misma. 500 ppm de Imazalil no controlan el podrido si las esporas son IMZ-R

100 90 80 Podrido (%)

70 60

M6R (S)

50 40

CCH (S)

30

F1 (R)

20

P3 (R)

10 0 0

250

500 Imazalil (ppm)

1000

2000

No es la solución: Riesgo exceder LMR

Figura 10. Reducción de la eficacia de Imazalil sobre el control de cepas IMZ Fuente: Eckert et al., 1994

288

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

4.1. Combatir las resistencias mediante tratamientos adecuados Para reducir el riesgo de aparición de cepas resistentes, es recomendable combinar dos fungicidas con diferente mecanismo de acción. Si utilizamos dos fungicidas que actúan de la misma manera, como es el caso de Imazalil, Propiconazol y Procloraz, todos ellos inhibidores de la síntesis del ergosterol, tendremos un problema de resistencia cruzada. Como podemos ver en la siguiente experiencia (Figura 11), el porcentaje de podrido se incrementa al utilizar Procloraz (PCL) o Propiconazol (PPZ) para intentar controlar cepas de Penicillium digitatum resistentes a Imazalil (IMZ-R).

Figura 11. Resistencia cruzada al utilizar fungicidas con el mismo mecanismo de acción que Imazalil, como es el caso de Procloraz y Propiconazol

Sólo cuando incorporamos al tratamiento un fungicida con un mecanismo de acción diferente a Imazalil resolvemos el problema. Además, aquí vemos también como PCL y PPZ no resuelven el problema, porqué hay Resistencia cruzada. 4.2. Combatir las resistencias mediante una adecuada higienización Con un tratamiento adecuado podemos controlar el podrido causado por cepas resistentes, pero no se disminuye o elimina el Inóculo Resistente que pueda haber en el almacén o en otros reservorios (cajones, maquinaria, etc.). Si no disminuye, con el tiempo aparecerán resistencias dobles. Mediante una correcta higienización debemos eliminar de manera continua las posibles cepas resistentes.

5. Control del podrido con sales y aditivos alimentarios Existe un extenso grupo de aditivos alimentarios con probada eficacia en el control del podrido de los cítricos y otros frutos: -

Sales inorgánicas: Carbonato y Bicarbonato Sódico Sales orgánicas: Sorbato Potásico y Benzoato Sódico

www.bibliotecahorticultura.com

289


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

-

Quelatos: como el EDTA

Estos tratamientos deben aplicarse por inmersión: 1-3 minutos, y preferiblemente a 40-50ºC De entre ellos los únicos legales en Europa para aplicar en cítricos son el Sorbato Potásico (E202); y el Bicarbonato Sódico que es una “Sustancia Básica”. En la siguiente experiencia realizada por Citrosol (Parra et al., 2014) (Figura 12), puede observarse como el sorbato potásico en mezcla con ceras convencionales, no tiene eficacia en el control del podrido, además de afectar de forma muy negativa al control de la pérdida de peso.

Figura 12. Efecto del sorbato potásico en mezcla con ceras Fuente: Parra et al., 2014

En cítricos, hoy en día, hay pocas alternativas a los fungicidas convencionales. Aunque se está trabajando mucho en este campo y en el futuro esperamos poder tener “Tratamientos Alternativos” con un nivel de eficacia superior. Actualmente, las combinaciones de aditivos alimentarios y otros químicos de bajo riesgo pueden funcionar a nivel industrial para comercialización local, pero es arriesgado para envíos de preempaquetados, ni para envíos a países lejanos. Es muy aconsejable adoptar precauciones en soluciones “maravillosas”, como, por ejemplo: combinaciones de aditivos alimentarios, que se diga que tienen, eficacias comparables a los fungicidas convencionales.

Bibliografía Eckert J.W.; Sievert J.R.; Tatnayake M. (1994). Reduction of Imazalil effectiveness against green mold in packinghouses by resistant biotipes of Penicillium digitatum. Plant Disease, 78: 971-974.

290

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

Eckert, J.W.; Eaks, I.L. (1989). Postharvest disorders and diseases of citrus fruits. En: Reuther, W.; Calavan, E.C.; Carman, G.E. (Eds.), The Citrus Industry, vol. 5 pp. (179–260) Berkeley: University of California Press. Foster H.; Kanetis L.; Adaskaveg J.E. (2007). Comparative Efficacy of the New Postharvest Fungicides Azoxystrobin, Fludioxonil, and Pyrimethanil for Managing Citrus Green Mold. Plant Disease, 91:1502–1511. Parra J.; Ripoll G.; Orihuel B. (2014). Potassium sorbate effects on citrus weight loss and decay control. Postharvest Biology and Technology, 96: 7-14. Wild L.; Spohr J.L. (1989). Influence of fruit temperature and application time on the effectiveness of fungicides in controlling citrus green mould, Penicillium digitatum. Australian Journal of Experimental Agriculture, 29(1) 139 – 142.

www.bibliotecahorticultura.com

291



2.1.4. Recubrimientos poscosecha en cítricos Elena Sanchís Soler elena.sanchis@upl-ltd.com Decco Ibérica Poscosecha S.A.U.

Índice 1. 2. 2.1. 3. 4.

Tipos de ceras Encerado de los cítricos Factores que afectan al encerado en el aplicador Recubrimientos comestibles Etiquetado

293 294 295 295 296

Resumen Los cítricos contienen en la piel una cera epicuticular que hace de barrera al vapor de agua y oxígeno. Una vez cosechados y trasportados al almacén, pasan por un proceso de lavado donde se pierde esta capa natural. Es por ello, que antes de ser encajados para comercialización, se les aplica una cera que sustituye esta cera natural. Este recubrimiento reduce la intensidad respiratoria y la pérdida de peso por deshidratación, aporta brillo y se le pueden añadir fungicidas. Dependiendo del uso que se vaya a hacer con la fruta, se elige un tipo de cera u otro la cual se puede aplicar en distintos puntos de la línea de procesado. Para que se haga un buen encerado, hay que adaptar bien la aplicación ajustando distintos parámetros de trabajo desde el volcador hasta la zona de tría, tales como la cantidad de fruta volcada, atemperado de la fruta, o dosis de aplicación entre otros.

1. Tipos de ceras Las ceras son recubrimientos que se depositan en la superficie de las frutas para mejorar las propiedades barreras de las ceras naturales presentes en el fruto y/o reponer las mismas en caso de haber sido eliminadas por el lavado y la manipulación poscosecha. Las ceras reducen la intensidad respiratoria creando una barrera al vapor de agua y oxígeno que evitan la pérdida de peso por deshidratación. Además, aportan un brillo extra que hacen que sean más atractivas al consumidor y permiten agregar fungicidas para el control de las enfermedades poscosecha. El uso de las ceras se remonta al siglo XII-XIII donde se sumergían los frutos en cera fundida. Con el paso de los años, se formularon las ceras solventes, aunque debido a los problemas de

293


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

aplicación, se prohibió su uso. Así pues, se formularon las ceras al agua, que mayoritariamente son combinaciones de emulsiones céreas y disoluciones de resina. Para la formulación de las ceras para cítricos, se aplica el reglamento REG (UE) 1333/2008 donde se detallan todas las materias primas que se pueden usar para el recubrimiento de las superficies de cítricos. Actualmente, las más usadas son emulsiones de polietileno combinadas con una disolución de goma laca. Éstas aportan un brillo más duradero y tienen muy buena aplicación, pero como inconveniente tenemos que, al ser un producto sintético, no sirve para la línea ecológica. En estos casos, se hace uso de emulsiones a base de carnauba y combinadas o no con una disolución de goma laca, dependiendo del mercado al que vaya destinado.

2. Encerado de los cítricos Las ceras que se usan para el encerado de cítricos son combinaciones de emulsiones (50-80%) con soluciones acuosas de goma laca. Las emulsiones se seleccionan según las condiciones de cada línea de confección y su uso. Hay tres puntos en la línea de confección donde podemos aplicar una cera (Figura 1): drencher, aplicador o en la zona de encajado. Se aplica en una zona u otra según qué se vaya a hacer con la fruta posteriormente: desverdizado, drencher, conservación, …

Figura 1. Esquema de la línea de procesado

La aplicación de una cera en el drencher se aconseja cuando la fruta se va a almacenar por un tiempo considerable antes de pasar por la línea de confección. Se suele recomendar en variedades de piel sensible como la ‘Lane Late’. En este caso, se aplica un tratamiento de fungicidas por lo que, se hace uso de una cera de bajos sólidos, porque el tiempo de almacenamiento es corto y además se añadirá la cera de confección posteriormente.

294

www.bibliotecahorticultura.com


2.1. Tecnología poscosecha en cítricos

El segundo punto donde se puede aplicar una cera, y el más importante, es en mitad de la línea de procesado, después del lavado y antes de la tría. Las ceras que se usan suelen tener un 18% de sólidos y en la mayoría de los casos también se añaden fungicidas, dependiendo del mercado al que vaya destinada la fruta. Por último, y sobre todo si la fruta va destinada a mercado nacional, se puede aplicar una cera spray una vez la fruta está encajada para aportar brillo extra en la cara superior de las frutas. 2.1. Factores que afectan al encerado en el aplicador Como comentado anteriormente, el proceso de encerado en la zona del aplicador de la línea es el punto más importante. Para conseguir un mejor resultado hay que ajustar parámetros desde la zona del volcador hasta la zona de la tría. Si la fruta ha estado en cámara, es importante atemperarla antes de su paso por la línea. Si no se hace así, hay condensación de agua sobre la fruta a la salida del túnel de secado por diferencia de temperatura entre el exterior e interior y como consecuencia, se puede perder la cera a lo largo de la línea. Otros factores para tener en cuenta es la cantidad de fruta volcada por la línea. Si se trabaja con muchas toneladas/hora y la línea es estrecha, habrá fruta que no se cepillará correctamente en el aplicador y, por tanto, no se encerará. El lavado con detergentes es imprescindible antes del encerado. Las frutas presentan en su epidermis polvo, residuos de tratamientos de campo, esporas de los hongos, … que si no se eliminan, no se realizará una buena aplicación de la cera. Así pues, un fruto bien lavado siempre podrá ser bien encerado. En el punto del aplicador, hay que controlar tanto el caudal de la cera para que no aparezcan zonas sin encerar o si hay exceso que se pueda ir perdiendo por la línea y también la velocidad de los cepillos. El trabajo de encerado se realiza en los cepillos del aplicador, por lo que hay que tratar que todos los frutos rueden bien para que se impregne bien la cera. La fruta debe de entrar seca o como mucho húmeda, para que no se diluya la cantidad de cera que estamos aplicando. Así pues, también es importante controlar la temperatura de secado después del encerado, ya que toda la cera que no se seque, se irá perdiendo por la línea.

3. Recubrimientos comestibles Un recubrimiento comestible (RC) es una capa fina de material aplicada alrededor del alimento mediante inmersión o pulverización, que pude ser consumida como parte del producto. El RC crea una atmósfera modificada alrededor del fruto que disminuye la respiración, disminuyendo la cantidad de oxígeno y aumentando la de dióxido de carbono. Por esta razón, evita la pérdida de firmeza manteniendo la calidad nutricional y permitiendo incorporar aditivos. Para escoger el RC óptimo, hay que tener en cuenta el tipo de cultivar y la tasa respiratoria de los frutos. También hay que tener en cuenta el contenido en sólidos de las formulaciones, la viscosidad y el tipo de almacenamiento que se va a realizar.

www.bibliotecahorticultura.com

295


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

El punto de aplicación de los RC puede ser tanto en drencher, si se va a almacenar la fruta antes de pasar por la línea, o en la zona del aplicador igual que una cera convencional.

4. Etiquetado Para la formulación de las ceras se usan aditivos alimentarios incluidos en el Reglamento (CE) 1333/2008 (y sus posteriores modificaciones) y cumplen con las especificaciones requeridas en el Reglamento (UE) Nº 231/2012 (y sus posteriores modificaciones). Así mismo, deben estar exentos de alérgenos y de OMG de acuerdo con las disposiciones recogidas en el Reglamento 1169/2001 (y sus posteriores modificaciones). De este modo, únicamente se deben marcar las sustancias químicas utilizadas para alargar la vida útil de los cítricos después de la cosecha y no los coformulantes del producto.

Bibliografía Baldwin, E. A.; Hagebmaier, R.; Bai, J. (2011). Edible coatings and films to improve food quality (2nd ed.). Boca Raton, Florida: CRC press.

296

www.bibliotecahorticultura.com


2.2. TECNOLOGÍA POSCOSECHA EN CAQUI Alejandra Salvador1, Cristina Besada1, Mario Vendrell2, Pilar Navarro1 salvador_ale@ivia.es 1

Centro de Tecnología Postcosecha, Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA) 2 Cooperativa Agricola Nuestra Señora Del Oreto C.O.O.P.V.

Índice 1. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 3. 3.1. 3.2. 4. 4.1. 4.2.

Madurez y recolección del fruto Eliminación de la astringencia Astringencia en caqui Pérdida natural de astringencia en el árbol Eliminación artificial de la astringencia en poscosecha Conservación Daño por frío en caqui Tratamientos de control del daño por frío Confección Tratamientos de control del daño por frío Alteraciones asociadas al daño mecánico provocado por el paso por la línea de confección

298 300 300 302 304 307 307 308 310 310 312

Resumen En este capítulo se abordan los aspectos más relevantes relacionados con el manejo poscosecha de los frutos de caqui. Se presentan los resultados más destacables obtenidos en las investigaciones llevadas a cabo en los últimos años y que se han centrado principalmente en la variedad Rojo Brillante para consumo como caqui duro debido a su importancia en el área Mediterránea. Se describen los cambios fisiológicos que tienen lugar durante la maduración del caqui, así como los parámetros para tener en cuenta en el momento de la recolección del fruto. Una característica particular que presentan algunas variedades de caqui es la astringencia del fruto en recolección, por lo que la aplicación de un tratamiento poscosecha de desastringencia previo a la comercialización es un requisito indispensable en estas variedades. Se realiza una breve descripción de los compuestos responsables de la astringencia y se describe el proceso de eliminación de esta, así como los factores que influyen en el mismo. También se aborda la conservación a baja temperatura. Por su origen tropical, algunas variedades de caqui muestran susceptibilidad a la manifestación de daños por frío cuando el fruto es sometido a temperaturas por debajo de unas críticas. Así, se presentan los métodos para reducir la gravedad de dichos daños.

297


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Finalmente se realizará un breve resumen de las operaciones de confección y comercialización. Se destacarán aquellos aspectos más importantes para evitar alteraciones durante este periodo y se presentarán algunas pautas de manejo que permitan mantener el fruto con la máxima calidad hasta la llegada al consumidor.

1. Madurez y recolección del fruto Basándose en los cambios que se producen en la respiración y producción de etileno durante la madurez del fruto, el caqui se ha clasificado como fruto climatérico (Kader, 2002). Durante el periodo de maduración los frutos de caqui producen una cantidad pequeña pero significativa de etileno (Kubo et al, 2003; Salvador et al., 2007) siendo sin embargo muy sensibles a la exposición a etileno exógeno tras la cosecha, el cual induce la maduración con un incremento en la producción de etileno autocatalítico (Besada et al., 2010a). Los diferentes cultivares de caqui se pueden clasificar en dos categorías generales, astringentes y no-astringentes en cosecha. Durante el crecimiento y la maduración la principal diferencia entre los cultivares de caqui astringentes y no astringentes es que estos últimos muestran una disminución gradual de los taninos solubles, compuestos responsables de la astringencia, a niveles que son sensorialmente no detectables, cercanos a 0,03% peso fresco (p.f.) (Taira et al., 1998; Candir et al, 2009), mientras que los cultivares astringentes presentan, incluso cuando el fruto está completamente coloreado, un alto contenido de taninos solubles, entre 0,5% y 1% p.f. (Taira et al., 1998; Salvador et al., 2007; Del Bubba et al., 2009). Los cambios fisiológicos durante la maduración del caqui se han estudiado con detalle en la variedad astringente ‘Rojo Brillante’ (Salvador et al., 2007) (Figura 1). El cambio de color externo que sufre esta variedad durante el periodo de madurez, desde el verde amarillento hasta su característico color rojo-anaranjado se relaciona con una pérdida de firmeza y una disminución de los taninos solubles responsables de la astringencia. Sin embargo, incluso en las fases más avanzadas de la madurez los frutos muestran niveles de taninos solubles elevados, en torno a 0,5% p.f., lo que está relacionado con la intensa astringencia que presenta esta variedad en cosecha. El ablandamiento gradual durante el periodo de madurez se debe a los cambios microestructurales que sufre la pulpa del fruto, produciéndose una progresiva degradación del parénquima por un deterioro de las paredes y membranas celulares con una pérdida de adhesión intercelular. Los cambios en la producción de etileno que se producen en esta variedad durante la maduración reflejan un comportamiento climatérico típico, alcanzando un nivel máximo (0,04 μl kg-1h-1) en la fase en la que el fruto comienza a tomar tonos anaranjados. La madurez no va acompañada en esta variedad de cambios destacables en sólidos solubles totales; sin embargo, hay que tener en cuenta que la medición éstos, además de los azúcares, incluye los taninos solubles. Así, los valores constantes de sólidos solubles durante la maduración del fruto, acompañados con una disminución de los taninos solubles, irían asociados a un aumento paralelo de los azúcares.

298

www.bibliotecahorticultura.com


2.2. Tecnología poscosecha en caqui

Figura 1. Cambios fisiológicos durante la maduración del caqui han sido descritos con detalle en la variedad astringente “Rojo Brillante”

Debido a la estrecha correlación que existe entre los cambios en la coloración de la piel y los cambios fisicoquímicos que tienen lugar durante la maduración de los frutos (Salvador et al., 2007), en la práctica, el parámetro más utilizado como índice de recolección no destructivo en caqui es la coloración externa del fruto. La mayoría de los cultivares de caqui se consideran aptos para su recolección cuando han alcanzado una coloración externa naranja homogénea ó naranja-rojiza. El nivel de azúcar también es un parámetro utilizado en la recolección de algunas variedades de caqui, especialmente en variedades no astringentes, aunque hay que tener en cuenta que la

www.bibliotecahorticultura.com

299


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

misma variedad puede comportarse de manera diferente dependiendo de las condiciones climáticas donde se cultiva. Así, en Nueva Gales del Sur se recomienda recolectar la variedad Fuyu cuando el fruto haya alcanzado un contenido de sólidos solubles de 15ºBrix, mientras que en Japón esta variedad es cosechada normalmente con un contenido de sólidos solubles más elevado, cercano a18ºBrix (Agfacts, 2003). La firmeza del fruto en el momento de cosecha juega un papel decisivo en el mantenimiento de la calidad de la fruta durante el periodo poscosecha. El ablandamiento del fruto es un hecho inevitable que se produce con mayor o menor rapidez, dependiendo de las condiciones bajo las cuales se mantiene la fruta tras su recolección. Por lo tanto, cuando la recolección se realiza en base al color externo, hay que tener en cuenta no solo la variedad, sino el proceso al cual se va a someter a la fruta una vez recolectada. Con el objetivo de prolongar el periodo de recolección y su comercialización se han evaluado diferentes tratamientos precosecha. Así, la aplicación de tratamientos en campo con ácido giberélico (GA3) en el momento del cambio de color resulta muy eficaz en el retraso de la recolección en algunas variedades de caqui (Ben-Arie et al., 1996; Lee et al., 1997; Nakano et al., 1997; Agustí et al., 2003). Del mismo modo, tratamientos precosecha con nitrato cálcico se han mostrados también efectivos en el atraso de la maduración del caqui cv. Triumph (Agustí et al., 2004). Por otra parte, la cosecha de los frutos se realizada manualmente, siendo importante que estos sean tratados con sumo cuidado, evitando golpes que puedan provocar heridas visibles o alteraciones fisiológicas que, aunque no sean visibles a simple vista pueden manifestarse posteriormente durante su confección y comercialización. Para evitarlo es recomendable realizar la recolección con tijera, sin uso de envases intermedios y con envases de recolección poco profundos y protegidos. La fruta cosechada se debe colocar de forma cuidadosa evitando golpes, y debe prestarse especial atención en el caso de cultivares con un ápice puntiagudo, como por ejemplo ‘Hachiya’, con el fin de evitar lesiones entre frutos (Agfacts, 2003).

2. Eliminación de la astringencia 2.1. Astringencia en caqui La astringencia ha sido definida por la American Society for Testing and Materials como “el complejo de sensaciones debidas a la constricción y sequedad del epitelio como resultado de la exposición a sustancias tales como ácidos tánicos (ASTM, 1995)”. En el caso de frutos de caqui, la sensación de astringencia al ser consumidos es debida a su alto contenido de taninos solubles. En los cultivares de tipo astringente los frutos presentan niveles elevados de taninos, mientras que en los cultivares de tipo no-astringente el contenido de taninos solubles desciende con la maduración hasta niveles no detectables sensorialmente. Dentro de cada una de estas categorías hay cultivares cuyos frutos son influenciados por la polinización (polinización variable) y cultivares cuyos frutos no son afectados (polinización constante). En este sentido, los cultivares se pueden clasificar en cuatro grupos (Bellini y Giannelli, 1982; Sugiura, 1983):

300

www.bibliotecahorticultura.com


2.2. Tecnología poscosecha en caqui

Polinización Constante No Astringente (PCNA)- los frutos son no astringentes independientemente de la presencia de semillas, por lo tanto, pueden ser recolectados con una firmeza elevada para su consumo directo. A este grupo pertenecen cultivares como ‘Fuyu’, ‘Jiro’, ‘Hana Fuyu’, ‘O'Gosho’, ‘Izu’, ‘Ichikikei-Jiro’, ‘Maekawa-Jiro’, ‘Matsumotowase-Fuyu’, ‘Tenjingosho’, ‘Gosho’, ‘Hana-gosho’, ‘Haze-gosho’, ‘Oku-gosho’ y ‘Suruga’. Polinización Variable No Astringente (PVNA)- los frutos no son astringentes en cosecha si presentan semillas. Por el contrario, cuando no han sido polinizados presentan astringencia y no pueden ser consumidos directamente. Cultivares como ‘Kaki Tipo’, ‘Nishimura Wase’, ‘Zenjimaru’, ‘Shogats’, ‘Mikatani-gosho’, ‘Akagaki’, ‘Amahyakume’, ‘Mizushima’ o ‘Shogatsu’ se encuentran dentro de este grupo. Polinización Variable Astringente (PVA)- en este grupo los frutos son astringentes incluso si han sido polinizados, perdiendo la astringencia únicamente en las zonas circundantes a las semillas donde generalmente la pulpa presenta un tono parduzco. Cultivares como ‘Rojo Brillante’, ‘Aizumishirazu’, ‘Koshu Hyakume’, ‘Hiratanenashi’, ‘Hyakume’, ‘Fuji’, ‘Tonewase’, ‘Sugitawase’ pertenecen a este grupo. Polinización Constante Astringente (PCA)- los frutos de este tipo de cultivares son siempre astringentes cuando están firmes. A este grupo pertenecen cultivares como ‘Hachiya’, ‘Atago’, ‘Yokono’, ‘Ichidagaki’, ‘Triumph’, ‘Yamato’, ‘Hachiya’, ‘Saijyo’, ‘Yotsumizo’, ‘Hagakushi’. En todos los casos cuando el fruto es pequeño e inmaduro presenta un alto nivel de astringencia; en aquellos cultivares de tipo no-astringente (PCNA), el fruto va perdiendo la astringencia durante su desarrollo en el árbol, sin embargo en los cultivares astringentes (no-PCNA) el fruto presenta una alta astringencia incluso cuando ha alcanzado su máximo tamaño y la total coloración y solamente cuando los frutos sobremaduran y se vuelven muy blandos llegan a perder la astringencia por completo y se hacen comestibles. Los taninos solubles de los frutos de caqui se acumulan en las vacuolas de células especializadas denominadas “células tánicas” (Gottreich y Blumenfeld, 1991; Yonemori et al., 1997; Salvador et al., 2007). Al comer frutos de caqui de cultivares astringentes, las células tánicas de la pulpa se rompen y los taninos solubles entran en contacto con las proteínas salivares y se ligan a ellas formando complejos insolubles. La formación de estos complejos proteína-tanino disminuye la lubricación salivar entre las superficies de la boca y da como resultado la sensación táctil de astringencia (Thorngate y Noble, 1995; Prinz y Lucas, 2000). El contenido en taninos solubles varía de manera importante entre cultivares, no sólo entre los de tipo astringente y no astringente, sino incluso entre los cultivares astringentes. Así, por ejemplo, mientras los frutos de caqui del cultivar astringente ‘Giombo’ presentan un contenido de taninos solubles alrededor de 0.26% p.f. (Antoniolli et al., 2000), en el cv. Tsurunoko los frutos pueden presentar contenidos tan altos como 2.3% p.f. (Yamada et al., 2002). Además de por el cultivar, la concentración de taninos soluble se ve afectada de manera importante por el estado de madurez del fruto, ya que durante la maduración tiene lugar un descenso en el contenido de taninos; así por ejemplo, el contenido de taninos solubles del caqui ‘Rojo Brillante’ desciende del 0.6% al 0.4% p.f. desde el principio al final de la campaña (Salvador et al., 2007).

www.bibliotecahorticultura.com

301


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Durante algún tiempo se ha aceptado que concentraciones de taninos inferiores al 1% p.f. no provocaban sensación de astringencia (Vidrih et al., 1994, Antoniolli et al., 2000; Yamada et al., 2002; Antoniolli et al., 2003). Sin embargo, es importante destacar, que frutos con concentraciones mucho más bajas, 0.06% p.f., pueden resultar astringentes (Besada et al., 2010b). Hay que tener en cuenta que la percepción de la astringencia puede verse afectada por diferentes factores como la repetición del estímulo, la presencia de azúcares y ácidos e incluso por el flujo y la composición de la saliva de cada individuo. Es lógico por lo tanto pensar que la concentración mínima de taninos que determinará que un caqui sea astringente o no, va a depender tanto de las características de cada cultivar como del estado de madurez del fruto. Químicamente los taninos son mezclas de polifenoles. Los taninos del caqui pertenecen específicamente al grupo de las proantocianidinas, y su estructura química fue dilucidada después de muchos años de estudio por Matsuo y Itoo (1978), determinándose que se trata de proantocianidinas del grupo B con un alto peso molecular. Por medio de reacciones de tiolisis se demostró que las unidades formadoras del polímero son catequina, catequina-3-galato, galocatequina y galocatequina-3-galato; Tanaka et al. (1994) observaron que las uniones interflavan C4-C8 eran las predominantes. En la actualidad es ampliamente aceptado que esta es la estructura de los taninos de caqui y que las proporciones en las se encuentran las unidades flavan-3-ol (catequinas) es específica para cada cultivar. Así, dependiendo del cultivar han sido descritas proporciones de catequin, catequina-3-galato, galocatequina y galocatequina-3-galato tan diversas como 1:1:2:2 (Matsuo y Itoo, 1978) y 4:1:22:6 (Tanaka et al., 1994). Estudios recientes han mostrado que las unidades mayoritarias del caqui ‘Rojo Brillante’ son epigalocatequina y epigalocatequina-galato, mientras que la epicatequina y epicatequina-galato están presentes en menor proporción (Besada et al., 2011). Las proantocianidinas (taninos) del caqui generalmente se encuentran en su forma soluble, sin embargo, en presencia de acetaldehído, compuesto volátil que puede ser producido por los frutos bajo determinadas condiciones, pasan a su forma insoluble por procesos de polimerización. Este mecanismo fue estudiado in vitro y se demostró que en condiciones de pH entre 6-8 los taninos reaccionan con el acetaldehído en un tiempo relativamente corto y pasan a formar un gel (Matsuo y Itoo, 1982). In vivo se observó que los taninos, que en su forma soluble provocan astringencia, por reacción directa con el acetaldehído pasan a taninos insolubles que ya no son detectables a nivel sensorial y no provocan astringencia (Matsuo et al., 1991). El acetaldehído puede ser generado in situ en el fruto a través de la oxidación del etanol endógeno o exógeno y por decarboxilación del ácido pirúvico. Por lo tanto, la acumulación de acetaldehído en el fruto se puede provocar sometiéndolo a condiciones de anaerobiosis o mediante aplicaciones exógenas de etanol; la piruvato decarboxilasa y la alcohol deshidrogenasa son enzimas clave en el mecanismo de acumulación de acetaldehído. El acetaldehído acumulado en el fruto actúa de puente conectando dos proantocianidinas lo que lleva a la insolubilización de estas y por lo tanto a la pérdida de astringencia. 2.2. Pérdida natural de astringencia en el árbol Como se ha mencionado en la introducción de este capítulo, los cultivares de caqui se clasifican en cuatro grupos en función de su patrón de pérdida de astringencia en el árbol: PCNA, PVA, PVNA, PCA. En todos ellos, cuando los frutos son pequeños e inmaduros presentan una elevada astringencia. En el caso de los cultivares no-PCNA, es decir, PVA, PVNA, PCA, la pérdida de

302

www.bibliotecahorticultura.com


2.2. Tecnología poscosecha en caqui

astringencia está relacionada con la habilidad de las semillas de producir volátiles durante el desarrollo del fruto: las semillas de los frutos de tipo PVNA generan importantes cantidades de acetaldehído lo que lleva a una pérdida natural de la astringencia por insolubilización de taninos; las semillas de los frutos de tipo PVA producen cantidades limitadas de acetaldehído lo que resulta en una pérdida localizada de la astringencia en las áreas circundantes a las semillas; en el caso de los frutos de tipo PCA la producción de acetaldehído por las semillas es prácticamente nula, de ahí que el fruto permanezca astringente incluso cuando ya tiene la madurez adecuada para ser recolectado (Sugiura and Tomana, 1983). El mecanismo por el cual los cultivares PCNA (no astringentes) pierden la astringencia en el árbol de forma natural parece ser más complejo; la producción de acetaldehído de las semillas es nula en la mayoría de los cultivares de este tipo, y además la pérdida de astringencia tiene lugar independientemente de la presencia de semillas. Esta característica de los frutos PCNA de perder naturalmente la astringencia es de gran interés para los mejoradores, y durante años diferentes investigaciones han abordado su estudio. La principal causa de la pérdida natural de astringencia en los cultivares PCNA (no astringentes) parece ser una parada del desarrollo de las células tánicas en estados tempranos del crecimiento del fruto, lo que llevaría a la dilución de la concentración de taninos en pulpa a medida que el fruto continúa creciendo. Contrariamente, en los cultivares no-PCNA (astringentes) se ha observado que el desarrollo de las células tánicas es continuo hasta estados avanzados del crecimiento del fruto (Yonemori y Matsushima, 1985; 1987). Técnicas de reconstrucción de imágenes tridimensionales apoyan esta teoría, ya que fue observado un patrón diferente de distribución de las células tánicas en la pulpa de cultivares de tipo no astringente (PCNA) y astringente (concretamente PCA). En ambos casos, en los estados del fruto en los que tiene lugar la división celular, las células tánicas se distribuyen densamente, conectadas unas con otras formando una especie de masa continúa de células tánicas, sin embargo, en los últimos estados de desarrollo del fruto las células tánicas se distribuyen de una forma dispersa en los cultivares de tipo PCNA, mientras que en los de tipo PCA se sigue observando una gran densidad (Yonemori y Suzuki, 2009). Esta parada en el desarrollo de las células tánicas de los cultivares PCNA ha sido relacionada con la expresión de los genes implicados en la biosíntesis de flavonoides, los cuales en estados tempranos del desarrollo del fruto muestran un alto nivel de expresión tanto en los cultivares de tipo PCA como no-PCNA, pero en estados más avanzados del desarrollo pasan a ser indetectables en cultivares PCNA coincidiendo con el momento en que el fruto deja de acumular taninos. En los cultivares PCA estos genes mantienen un alto nivel de expresión hasta los últimos estados de desarrollo del fruto, concordando con una continua acumulación de taninos (Ikegami et al., 2005a, 2005b). Sin embargo, todavía hay algunos aspectos que no están claros, ya que, por ejemplo, en el cultivar chino ‘Luo-tian-tian-shi’ la expresión de los genes implicados en la síntesis de flavonoides es continua a pesar de que haya una parada en el desarrollo de las células tánicas (Kanzaki et al., 2000; Ikegami et al., 2005a). Otro aspecto todavía sin clarificar es por qué varios cultivares de tipo PCNA, como el ‘Fuyu’ presentan taninos residuales cuando son cultivados en climas fríos (Mowat et al., 1988). Se sabe que para que los cultivares PCNA pierdan por completo la astringencia en el árbol son necesarias temperaturas en torno a los 25℃, sin embargo, no se conoce en qué forma está afectando la temperatura a la pérdida de astringencia.

www.bibliotecahorticultura.com

303


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Por otra parte, cabe mencionar, que hay algunas diferencias en las propiedades químicas de los taninos entre cultivares de tipo PCNA y no-PCNA. Así, mediante cromatografía de exclusión se ha observado que el tamaño de las moléculas de taninos es mayor en frutos tipo no-PCNA que en los PCNA (Yonemori y Matsushima, 1985). Además, los frutos de tipo no-PCNA parecen poseer una mayor proporción de unidades de galocatequina (Nakatsubo et al., 2002; Suzuki et al., 2005). Como ocurre en los cultivares astringentes, también dentro del grupo PCNA la proporción de las diferentes unidades que forman los taninos va a depender del cultivar (Suzuki et al., 2005). Un estudio reciente reveló que reveló que la disminución natural de la astringencia durante la maduración de los frutos de caqui está claramente relacionada con un proceso de insolubilización de taninos en el interior de las células tánicas, tanto en los cultivares astringentes (‘Rojo Brillante’ y ‘Giombo’) como en los no astringentes (‘Fuyu’ y ‘Hana Fuyu’) (Tessmer et al., 2016). En cultivares astringentes el proceso de insolubilización de taninos fue gradual, conduciendo a una disminución progresiva de su concentración con la consiguiente reducción del nivel de astringencia. En el cultivar Rojo Brillante la pérdida total de la astringencia tuvo lugar únicamente en el último estado de madurez (fruta muy blanda), cuando los taninos se mostraron precipitados dentro de la vacuola de las células tánicas y no se observaron taninos solubles. Sin embargo, en ‘Giombo’, aunque también se observó una importante insolubilización de taninos en el último estado de madurez, una parte importante de ellos se mantuvo en forma soluble, observándose disperso por el parénquima, lo cual es consistente con el valor más alto de taninos solubles y la astringencia detectada sensorialmente. 2.3. Eliminación artificial de la astringencia en poscosecha En los cultivares de tipo astringente se requiere la aplicación de tratamientos de desastringencia poscosecha para eliminar la astringencia antes de la comercialización. Como ya se ha mencionado, independientemente del tipo de cultivar, todos los caquis acaban perdiendo la astringencia cuando alcanzan estados muy avanzados de sobremaduración. Sin embargo, la sobremaduración implica una pérdida muy importante de firmeza, por lo que en estas condiciones el fruto es realmente blando y su manipulación poscosecha se ve muy limitada. Le pérdida de astringencia por sobremaduración puede alcanzarse bien en el árbol o bien sobremadurando el fruto mediante tratamientos poscosecha con etileno exógeno. Si bien esta última fue durante años la forma habitual de eliminación de la astringencia del caqui, actualmente se ha convertido en una práctica minoritaria debido a la introducción de tratamientos poscosecha que permiten eliminar la astringencia del fruto afectando mínimamente su firmeza, lo que los hace menos susceptibles a la manipulación, almacenamiento y transporte, y les confiere una vida útil más larga. La gran mayoría de los tratamientos poscosecha para la eliminación de la astringencia de caquis recolectados con elevada firmeza se basan en someter al fruto a condiciones que desencadenan la acumulación de acetaldehído. La acumulación de este volátil lleva a la insolubilización de taninos, y por tanto a la pérdida de astringencia, mediante las reacciones de polimerización explicadas anteriormente. Tratamientos basados en la exposición del fruto a vapores de alcohol, a altas concentraciones de CO2 o N2, o tratamientos con agua caliente han sido ensayados durante años y su efectividad ha sido comparada en diferentes cultivares de caqui (Taira et al.,

304

www.bibliotecahorticultura.com


2.2. Tecnología poscosecha en caqui

1989; 1992a; 1992b; Itamura et al., 1991; Tanaka et al., 1994; Yamada et al., 2002; Arnal y del Río, 2003). Un factor común a todos estos tratamientos es que inducen la respiración anaerobia del fruto con la consecuente acumulación de acetaldehído (Ben-Arie y Sonego, 1993). Numerosos estudios han relacionado el descenso de taninos solubles, y por tanto la eficacia como tratamientos de eliminación de astringencia, con el grado de acumulación de acetaldehído en el fruto (Taira et al., 1989; Sugiura y Tomana, 1983; Pesis et al., 1987). La eficacia de un determinado tratamiento depende de manera importante del cultivar; así, en ciertos cultivares el tratamiento de altas concentraciones de CO2 se ha mostrado más efectivo que tratamientos con N2 (Zavrtanik et al., 1999; Arnal y del Río, 2003), mientras que en otros el N2 ha mostrado mayor efectividad (Ahmed y Sobieh, 2007). Tras numerosas investigaciones en este sentido el tratamiento basado en la exposición del fruto a altas concentraciones de CO2 ha sido mayoritariamente adoptado por la industria del caqui, debido a su alto grado de eficacia. La aplicación de este tratamiento consiste en la exposición de los frutos a una atmósfera rica en CO2. Para su aplicación, los frutos se introducen en una cámara, y tras el cerrado de esta se inyecta un flujo de CO2 en su interior que desplaza el aire, quedando los frutos expuestos a concentraciones elevadas de CO2. Mediante sistemas de control y sensores de CO2 en el interior de la cámara, se realizan inyecciones periódicas del gas con el objetivo de mantener la concentración deseada durante la duración del tratamiento. Entre los factores intrínsecos al tratamiento, la concentración de CO2, la temperatura de aplicación y la duración del proceso son los decisivos en la eficacia de este. Concentraciones del 95 al 100% de CO2 aseguran un mayor nivel de eficacia, siendo de gran importancia una distribución homogénea en el interior de la cámara de aplicación, ya que la formación de bolsas de aire comprometerá la correcta desastringencia de la fruta. Concentraciones por debajo estos porcentajes pueden resultar en fruta con cierta astringencia residual (Besada, 2008). La temperatura de aplicación del tratamiento es en sí un factor importante en la eficacia del tratamiento. Temperaturas bajas durante el proceso de desastringencia ralentizan la eliminación de la astringencia (Besada, 2008). La temperatura de aplicación recomendada en el caso del cultivar Rojo Brillante es de 20℃. Otro factor para tener en cuenta en la aplicación del tratamiento de desastringencia con altas concentraciones de CO2 es la duración de este. En el proceso de eliminación de astringencia mediante la aplicación de CO2, así como también en otros tipos de tratamiento, pueden ser diferenciadas dos fases. Una primera fase tiene lugar durante el periodo en que el fruto es expuesto a las condiciones de tratamiento. En esta fase se acumulan altos niveles de acetaldehído y comienza el proceso de insolubilización de taninos. Una segunda fase puede tener lugar posteriormente al tratamiento; si el proceso de insolubilización no ha sido completado y el nivel de acetaldehído acumulado es el suficiente, la insolubilización de taninos puede continuar tras retirar los frutos de la cámara de aplicación. Hay que tener en cuenta que, si bien este hecho permite acortar en cierta medida el tiempo de aplicación, la duración de este debe ser la suficiente para que se acumule el nivel de acetaldehído necesario, ya que de lo contrario la pérdida de astringencia no llegará a ser completa.

www.bibliotecahorticultura.com

305


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

En general la duración del tratamiento es el factor más fácilmente manejable, y es una práctica generalizada prolongar el tratamiento para intentar compensar deficiencias en el control de la temperatura y el porcentaje de CO2. Así, si la temperatura de aplicación o el nivel de CO2 son bajos, será necesario prolongar el tratamiento para asegurar su eficacia. Sin embargo, hay que tener en cuenta que una duración excesiva del tratamiento puede comprometer la firmeza de los frutos y en ocasiones tratamientos muy prolongados puede resultar en la aparición de alteraciones internas durante el periodo de conservación y/o comercialización. Por otra parte, entre los factores extrínsecos al tratamiento, el estado de madurez del fruto influye de manera muy importante en la eficacia de este. Así, fruta de principio y mitad de campaña con una elevada firmeza pierde la astringencia más fácilmente que fruta en estados de madurez más avanzados a final de campaña. Por lo tanto, cierta homogeneidad en el estado de madurez de la fruta en el momento de llevar a cabo el tratamiento de CO2, nos permitirá decidir más adecuadamente la duración de este y obtener mejores resultados. Todos estos factores deben tenerse en cuenta a la hora de optimizar el tratamiento para una variedad determinada. Tras los estudios llevados a cabo en el IVIA, se ha determinado que las condiciones óptimas de aplicación del tratamiento en el caso del cv. Rojo Brillante, son las siguientes: 95-100% CO2, 24h, 20℃. Este tratamiento se ha mostrado efectivo en los diferentes estados de madurez del fruto (Salvador et al., 2007) (Figura 2).

Figura 2. Figura 2. Descenso del contenido de taninos solubles tras el tratamiento de desastringencia (95-100% CO2, 24h, 20℃) aplicado a frutos de caqui ‘Rojo Brillante’ en distintos estados de madurez

Hay que tener en cuenta que las condiciones a las que ha estado expuesto el fruto previamente a recibir el tratamiento de desastringencia pueden afectar también la eficacia del proceso. Se ha observado que fruta conservada por periodos prolongados a temperaturas de 15℃ presentan una mayor dificultad para la eliminación de la astringencia que frutos recién recolectados. Esto se ha atribuido a los cambios estructurales sufridos por la pulpa durante la conservación, ya que la integridad estructural se pierde y la difusión del CO2 se ve dificultada (Salvador et al., 2008). Si la conservación se realiza a bajas temperaturas y el fruto presenta un firmeza elevada tras el almacenamiento no se dan este tipo de dificultadas en el proceso de desastringencia, sin embargo hay que tener en cuenta que es necesario atemperar la fruta antes de su entrada en la cámara de CO2.

306

www.bibliotecahorticultura.com


2.2. Tecnología poscosecha en caqui

Otros factores que pueden afectar la organización estructural del fruto y dificultar el proceso de desastringencia son las condiciones de cultivo. La aplicación de tratamientos para adelantar la maduración o el cultivo bajo condiciones de déficit incontrolado de agua podrían comprometer la eficacia del tratamiento. Así se ha reportado que condiciones de salinidad severas, provocan un avance drástico de la maduración del fruto provocado por los altos niveles de etileno generados en el cáliz que desencadenan la producción autocatalítica de etileno en la pulpa. En estos frutos afectados, se reduce la efectividad del tratamiento con CO2 y se provoca un ablandamiento acelerado durante el periodo poscosecha (Besada et al., 2016).

3. Conservación 3.1. Daño por frío en caqui La frigoconservación es la principal herramienta para prolongar la vida poscosecha de gran número de frutas y hortalizas. Sin embargo, la aplicación de temperaturas inadecuadas puede producir desórdenes, y en el caso de frutas de origen tropical y subtropical pueden desencadenar alteraciones denominadas daños por frío. El término “daño por frío” es usado para describir las alteraciones fisiológicas que se producen en algunos frutos cuando son expuestos a temperaturas por debajo de una temperatura crítica. Tanto la temperatura como la duración de la exposición al frío están envueltas en el desarrollo de los daños. En el caso del caqui, la mayoría de cultivares son susceptibles de manifestar alteraciones de daños por frío cuando son almacenados a bajas temperaturas (Collins and Tisdell, 1995; Arnal y Del Río, 2004). Los síntomas de daños por frío en caqui, aunque dependen del cultivar, en la mayoría de los casos está relacionado con alteraciones en la estructura de la pulpa, relacionándose con una degradación de la pared celular y una pérdida de adhesión intercelular (Luo y Xi, 2005; PérezMunuera et al., 2009; Besada et al., 2014). Así, el principal síntoma de daño por frío en cultivares como ‘Rojo Brillante’ y ‘Suruga’ es un drástico ablandamiento de la pulpa (Collins y Tisdell, 1995; Arnal y Del Río, 2004); mientras el fruto permanece a bajas temperaturas el daño no se hace visible manteniendo la firmeza de recolección, sin embargo, cuando el fruto es transferido a temperaturas de comercialización tiene lugar un importante pérdida de firmeza. Relacionado con la textura del fruto, en caqui ‘Rojo Brillante’ también se ha observado que tras un periodo variable a 1ºC puede producirse un cambio estructural en la pulpa del fruto, y en lugar de sufrir una pérdida de firmeza, la pulpa adopta una textura dura y gomosa (Salvador et al., 2005a, 2005b). Otros síntomas asociados al daño por frío, especialmente en conservaciones muy prolongadas, son el pardeamiento interno, manifestado como un oscurecimiento del área central del fruto, y la aparición de nódulos por compactación de áreas localizadas de la pulpa en la zona superior del fruto (Arnal et al., 2005). En cultivares de caqui, como ‘Fuyu’ o ‘Suruga’, también se han reportado como síntomas de daño por frío la gelificación de la pulpa y oscurecimiento interno, así como una transparencia de la piel (Woolf et al., 1997a).

www.bibliotecahorticultura.com

307


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

En variedades como el ‘Rojo Brillante’, los daños por frío no se observan durante el almacenamiento a bajas temperaturas, manifestándose transcurridos 2 o 3 días desde el paso de los frutos a temperatura ambiente. Sin embargo, si la frigoconservación es muy prolongada los daños puede llegar a observarse durante el almacenamiento en frío. Por otra parte, el estado de madurez también puede afectar a la sensibilidad del caqui a las bajas temperaturas. Así, se ha reportado en diferentes variedades de caqui una mayor susceptibilidad a desarrollar ‘chilling injury’ a principio de campaña que la fruta recolectada a final de campaña (Arnal et al., 2005; Salvador et al., 2005a, 2005b; Krammes et al., 2006). Este hecho podría estar relacionado con la producción de etileno mostrada por el fruto en su desarrollo (Arnal et al., 2005). En este sentido, se ha demostrado que la exposición del fruto a concentraciones de etileno de tan sólo 0.2 µL L-1 previas a la frigoconservaión, pueden agravar los daños por frío (Besada et al., 2010a). 3.2. Tratamientos de control del daño por frío Entre los tratamientos poscosecha estudiados para reducir los daños por frío se incluyen atmósferas controladas, tratamientos por calor y tratamientos químicos. En el caso del caqui, se ha descrito que las atmósferas controladas pueden permitir conservaciones en frío prolongadas, recomendado niveles de 3 a 5% de O2 y de 5 a 8% de CO2 con temperaturas <5℃ y prestando especial atención a la concentración de CO2, pues niveles más altos pueden provocar pardeamiento en la pulpa y desarrollo de sabores desagradables (Crisosto et al., 1995). Sin embargo, hay que tener en cuenta la respuesta a una atmósfera determinada puede variar de forma importante entre las diferentes variedades (Besada et al., 2015), pudiendo incluso ciertas variedades presentar una respuesta negativa a las condiciones mencionadas. Si las condiciones de la atmósfera de conservación no son las adecuadas el fruto puede manifestar alteraciones internas, como manchados y cambios de la textura, pudiendo en ocasiones agravarse los daños por frío. Por lo tanto, es importante ensayar y optimizar la atmósfera de conservación adecuada para cada variedad. La mayor parte de la investigación llevada a cabo a este respecto en la fruta caqui se ha centrado en el uso de bolsas de atmósfera modificada, fundamentalmente de polietileno, en cuyo interior se genera la atmósfera deseada pasivamente durante el almacenamiento a bajas temperaturas de la fruta (Brakmann et al., 1997; Camargo et al, 2004; Cia. et al, 2006). Así en varios países, como Nueva Zelanda, Corea y Japón, el caqui 'Fuyu' es habitualmente almacenado en atmósfera modificada (AM) mediante el sellado en bolas de polietileno de 60 micras (Kim y Lee, 2005; Besada et al., 2010a), con lo que se reducen los síntomas de daños por frío, permitiendo un almacenamiento prolongado a bajas temperaturas (Kim y Lee, 2005). Aunque el almacenamiento bajo AC no es tan común como el embalaje en atmosfera modificada, esta tecnología tiene potencial para mejorar el almacenamiento de la fruta de algunos cultivares (Brackmann et al, 1997; Park, 1999; Donazzolo y Brackmann, 2002). La aplicación de tratamientos de calor previos al almacenamiento frigorífico ha mostrado tener un efecto positivo en la reducción de las alteraciones producidas por las bajas temperaturas en algunas variedades de caqui. En caqui ‘Rojo Brillante’ tratamientos de agua caliente resultaron en un importante control del daño por frío que permitió prolongar la frigoconservación (Besada et al., 2008a). Sin embargo, el efecto sobre la calidad de la fruta dependió del estado de madurez

308

www.bibliotecahorticultura.com


2.2. Tecnología poscosecha en caqui

de esta, así como de la temperatura y duración del tratamiento. La aplicación de baños de agua caliente a temperaturas de 45℃ y 50℃ a fruta recolectada a principio de campaña resultaron en un importante control del daño por frío, sin embargo, cuando se aplicaron temperaturas de 55℃ se observaron alteraciones en la piel del fruto en forma de un agrietamiento de esta. Por otra parte, cuando los tratamientos de agua caliente fueron aplicados sobre fruta recolectada a mitad y final de campaña en todos los tratamientos de agua caliente ensayados la reducción del ablandamiento se vio acompañado de la presencia de alteraciones en la piel, quedando comprometida la calidad del fruto. Así mismo, en caqui ‘Fuyu’, cultivar no astringente, aplicaciones de tratamientos de aire caliente y baños de agua caliente previos al almacenamiento frigorífico también resultaron en una reducción de la gelificación y ablandamiento de la pulpa, síntomas asociados a los daños por frío en este cultivar (Woolf et al., 1997a, 1997b; Burmeister et al., 1997, Lay-Yee et al., 1997). El efecto de los tratamientos de calor en la reducción de los daños por frío se ha relacionado con factores como la inhibición de la síntesis de etileno y cambios en la actividad de las enzimas causantes de la degradación de la pared celular (Woolf et al. 1997b; Lurie et al, 1996). Sin embargo, un aspecto que hay que tener en cuenta en la aplicación de los tratamientos por calor es que éstos pueden provocar alteraciones relacionados con pardeamiento externo e interno sobre todo cuando las temperaturas del proceso son muy elevadas y el tiempo de aplicación es prolongado (Woolf et al, 1997a); es por ello por lo que en la actualidad la aplicación de estos tratamientos no se está realizando a nivel comercial. En el control del daño por frío se han obtenido resultados muy interesantes con la aplicación de 1-Metilciclopropeno (1-MCP), un potente inhibidor de la acción del etileno. Aplicado tras la cosecha, el 1-MCP retrasa los síntomas de ablandamiento y la gelificación durante el almacenamiento a baja temperatura, que son los principales síntomas de daños por frío en las variedades sensibles, como 'Rojo Brillante' (Salvador et al., 2004a, Besada et al., 2008b), 'Fuyu' (Kim y Lee, 2005; Krammes et al., 2006), o 'Youhou' (Zhang et al., 2010). En el caqui ’Rojo Brillante‘, aplicaciones de 1-MCP previas a la frigoconservación permiten el almacenamiento hasta 40 días, lo que no es posible sin dicho tratamiento (Figura 3).

Figura 3. Control de daño por frío en caqui cv. Rojo Brillante mediante la aplicación de 1-MCP

El ablandamiento, como síntoma de daño por frío, es el resultado de la degradación del material de la pared celular con pérdida de adhesión intercelular. El tratamiento con 1-MCP preserva la

www.bibliotecahorticultura.com

309


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

integridad de las paredes celulares y la adhesión entre las células adyacentes (Pérez-Munuera et al., 2009) y reduce la permeabilidad de la membrana durante el almacenamiento en frío, así como cuando la fruta se transfiere a temperatura de comercialización (Zhang et al., 2010). El control de los daños por frío como resultado de la aplicación de 1-MCP también se ha asociado con el mantenimiento de una mayor actividad de enzimas antioxidantes como la superóxido dismutasa (SOD) y catalasa (CAT), así como con una disminución en la actividad de enzimas prooxidantes, como la polifenol oxidasa (PPO) y peroxidasa (POD) (Zhang et al., 2010; Novillo et al., 2015). Por otra parte, la aplicación del 1-MCP también mantiene la calidad durante el almacenamiento del caqui a temperatura moderada, alrededor de los 15ºC, permitiendo alargar su vida útil. Esto ha sido observado en variedades astringentes, como 'Tonewase' y ‘Saijo’ (Harima et al., 2003), ‘Hiratanenashi’ (Kubo et al., 2003), ‘Rojo Brillante’ (Salvador et al., 2004a ) y ‘Triumph’ (Tsviling et al., 2003), así como en muchos cultivares no-astringentes como 'Nathanzy’ (Ramin, 2008), ‘Rendaiji’ (Ortiz et al., 2005), ‘Matsumotowase-Fuyu’ (Niikawa et al., 2005), ‘Bianhua’ (Luo, 2004), ‘Qiandaowuhe’ (Luo, 2007) y ‘Fuyu’ (Fang et al., 2009), entre otros. La efectividad del tratamiento con 1-MCP, además de depender claramente de la variedad, puede verse afectada por el estado de madurez, siendo más efectivo en las etapas inicial e intermedia de madurez (Kurahashi et al., 2005).

4. Confección 4.1. Tratamientos de control del daño por frío Tras la recolección los frutos son sometidos a una serie de operaciones antes del envío al mercado de destino. Este acondicionamiento de los frutos se lleva a cabo en las centrales hortofrutícolas y en el caso concreto del caqui básicamente consiste en la aplicación del tratamiento de eliminación de la astringencia de los frutos cuando se trata de variedades astringentes, la conservación frigorífica cuando la demanda del mercado lo requiere y la confección y preparación de la fruta para su comercialización. Las líneas de confección se utilizan para la limpieza, lavado, tratamiento y encajado de los frutos. Éstas deben estar dimensionadas de forma que haya un caudal constante de fruta que permita una confección eficiente, en la que los operarios puedan desarrollar las tareas de tría y selección con facilidad, y se provoquen los mínimos daños mecánicos sobre la fruta. Por ello en las líneas de confección deben evitarse en lo posible saltos, así como cambios bruscos de altura o de dirección que puedan causar daños en los frutos, que provoquen heridas, rozamientos e incluso en muchos casos alteraciones fisiológicas no perceptibles a simple vista. Los frutos electrónicos, se presentan como una herramienta eficaz para la evaluación de la maquinaria y su impacto sobre los frutos, aunque hay que tener en cuenta que pueden existir golpes por debajo del umbral de daño, pero que repetidos en el tiempo pueden ocasionar graves desórdenes sobre los frutos. Los frutos de caqui son incorporados a la línea de confección mediante un volcado, que puede ser manual o mecánico en función de la capacidad de la línea y del volumen de la fruta a confeccionar. En ambos casos hay que minimizar los impactos de la fruta con la línea, realizando

310

www.bibliotecahorticultura.com


2.2. Tecnología poscosecha en caqui

un volcado cuidadoso de las cajas y acolchando las zonas de contacto de la línea. También se puede llevar a cabo el volcado de los frutos de caqui sobre balsa de agua, en el que la traslación de la fruta se realiza con rodillos, pero impulsados también por corrientes de agua. Este tipo de volcado, en el que la caída del fruto se amortigua de manera considerable, es el que está más implantado en las líneas de confección de frutos muy susceptible a los daños mecánicos, como es el caso de la fruta de pepita. Una vez incorporada la fruta a la línea, es muy importante que se realice una selección o tría en la que se elimina del flujo principal todos aquellos frutos con alteraciones o defectos que puedan evolucionar y provocar la total pérdida del fruto (golpes, cortes, heridas sin cicatrizar, etc.). Una vez triada la fruta, normalmente se le aplica un simple cepillado, que en el caso del caqui es suficiente para conseguir un buen brillo y una buena apariencia del fruto. No obstante, también se puede incorporar a la línea un lavado y posterior secado para conseguir de esta forma un mejor aspecto de la fruta. Además, lavando la fruta conseguimos retirar la suciedad del campo, así como disminuir la concentración de residuos de los productos fitosanitarios aplicados en precosecha. Los detergentes que se utilizan en el lavado han de dosificarse correctamente y han de ser específicos de limpieza de la fruta con distintos pH y distintas composiciones según el uso e intensidad de lavado que queramos aplicar. La aplicación del detergente se puede realizar mediante cortina de espuma (producción de espuma mediante batidora o mediante burbujeo de aire) o barra de goteo, en la que la aplicación se realiza mediante adición continua de gotas de agua con detergente y no un chorro continuo de agua. El aclarado de los detergentes ha de ser siempre perfecto, pues la presencia de detergente nos dará pegajosidad y falta de brillo en la fruta. Hay que dejar suficiente espacio entre la aplicación del detergente y el aclarado para que haya tiempo de contacto y por tanto buen tratamiento y buena limpieza. Al igual que el lavado, y aunque no es frecuente debido a la limitación de tratamientos poscosecha autorizados en caqui, cabe la posibilidad de realizar un tratamiento fito-fortificante aplicado en línea sobre la fruta por vía acuosa (sistema on-line). Consiste en aplicar el tratamiento a bajo volumen, previamente diluido a la concentración deseada, sobre la fruta por pulverización con rotores o boquillas. Se aplicaría posteriormente al lavado y requeriría de un secado posterior con túneles de aire. La fruta debe de llegar a este punto con la menor cantidad de agua posible para evitar la dilución del tratamiento aplicado. Posteriormente a todas estas operaciones se ha de separar la fruta por calibres. La separación por tamaño del fruto se realiza mediante calibradores, utilizándose los de peso y cada vez más los que incorporan visión artificial (electrónicos). Finalmente, el encajado de caqui puede realizarse de forma completamente manual o bien mecánicamente. En el llamado “Rapid Pack” la fruta va depositándose de forma automática sobre las cajas de confección y los operarios disponen la fruta en los alveolos; también puede realizarse de forma completamente automatizada utilizando un sistema de ventosas de succión que llenan las cajas por capas. En caqui el encajado se suele realizar a una capa, y normalmente sobre alveolo plástico o de celulosa. Otra opción que está implantándose cada vez más en la confección de caqui es el prepacking, que consiste en realizar confecciones con un peso y un número de piezas por caja

www.bibliotecahorticultura.com

311


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

previamente determinado (de 0,3 a 1 kg). Posteriormente se recubre la caja con film plástico o con malla plástica.

4.2. Alteraciones asociadas al daño mecánico provocado por el paso por la línea de confección En el proceso de manipulación en la línea de confección, los impactos que sufren los frutos de caqui pueden provocar daños mecánicos que desencadenen alteraciones externas o internas. Los frutos de caqui son muy susceptibles al daño por rozamiento en la línea de confección, bien por un cepillado excesivo o por el paso por rodillos. Normalmente un rozamiento excesivo en la línea se manifestará como un oscurecimiento de la piel o “teñido” en la zona ecuatorial del fruto, que coincide con el área en contacto con el elemento de giro. La intensidad del daño va aumentando con el tiempo que transcurre tras la confección, por lo que puede hacerse visible en el punto de venta, con los consiguientes problemas que esto acarrea para el proveedor. La sensibilidad del caqui al rozamiento es variable a lo largo de la campaña de recolección, por ello es aconsejable la realización de evaluaciones periódicas con objeto de determinar los rozamientos que puede causar la línea. Una alteración muy común que puede limitar de forma muy considerable la comercialización del fruto es el pardeamiento de la pulpa. Este pardeamiento corresponde a un oscurecimiento del tejido, que comienza en la zona más superficial de la pulpa del fruto y va alcanzando profundidad con el tiempo. Puede presentarse sin existir síntoma externo visible, por lo que muchas veces solo se visualiza cuando el fruto es pelado por el consumidor final. En algunas campañas, la incidencia de pardeamiento ha llevado a la devolución de partidas completas, alcanzando unas pérdidas entre 15-20% de producto comercializado. Esta alteración ha sido estudiada en el caqui ‘Rojo Brillante’ con profundidad en el Centro de Tecnología Poscosecha del IVIA (Novillo et al., 2014a). Estos estudios revelaron que el daño mecánico que sufre el fruto cuando éste es sometido al paso por la línea de confección es la principal causa del desarrollo del pardeamiento de la pulpa del fruto. La incidencia y severidad del pardeamiento también se vio claramente afectada por el nivel de astringencia que presenta el fruto en el momento de producirse el daño mecánico. Así se han identificado dos tipos de alteraciones en la pulpa del caqui ‘Rojo Brillante’ cuando se somete a un daño mecánico (Figura 4): -

-

Pardeamiento (‘browning’) que solo lo presenta la fruta sometida al tratamiento de desastringencia con altas concentraciones de CO2 (fruta no astringente) previamente al daño mecánico y que es la que realmente compromete la calidad del fruto durante su comercialización. Manchado rosado, que hemos definido como ‘pinkish bruising’, que se presenta en fruta astringente sometida a daño mecánico severo.

La incidencia de ‘pardeamiento’ es más acusada cuanto menor es el nivel de astringencia del fruto; así fruta con alto nivel de astringencia no suele presentar esta alteración. Contrariamente la incidencia del ‘pinkish bruising’ se incrementa con el nivel de astringencia.

312

www.bibliotecahorticultura.com


2.2. Tecnología poscosecha en caqui

Sin alteraciones

Pardeamiento (Browning)

Mancha Rosada (Pinkish Bruising)

Confección manual Confección mecánica Figura 4. Alteraciones de Pardeamiento y Mancha Rosada asociadas al daño mecánico en caqui ‘Rojo Brillante’.

El desarrollo de estas alteraciones se ha asociado a un proceso de oxidación de taninos motivado por una situación de estrés oxidativo que sufre el fruto cuando recibe el daño mecánico y que se ve agravado por la exposición al tratamiento de CO2 (Novillo et al., 2014a; Novillo et al., 2014b). Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en las investigaciones citadas, las recomendaciones de manejo para minimizar las pérdidas de calidad que provoca la aparición de pardeamiento en pulpa de caqui son: 1) evitar cualquier tipo de daño mecánico en recolección, confección y transporte; 2)realizar las operaciones de confección previamente a la aplicación del tratamiento de eliminación de la astringencia; 3) minimizar la duración del tratamiento de desastringencia, evitando la sobreexposición al CO2; 4) en caso de conservación frigorífica, esta debe ser realizada previamente a la confección y tratamiento de desastringencia y evitar conservaciones prolongadas a baja temperatura posteriores a los procesos de confección.

Bibliografía Agfacts. (2003). Persimmon growing in New South Wales. Agfact H3.1.17. Elizabeth Macarthur Agricultural Research Institute, Camden. NSW, Agriculture. Industry & Investment. NSW Goverment Agustí, M.; Juan, M.; Yagüe, B.; Mesejo, C.; Martínez-Fuentes, A.; Almela, V. (2003). Tratamientos para retrasar la maduración del fruto del caqui (Dyospiros kaki L.). Comunidad Valenciana Agraria, 24: 27-33. Agustí, M.; Juan M.; Martínez-Fuentes, A.; Mesejo, C.; Almela, V. (2004). Calcium nitrate delays climacteric of persimmon fruit. Annals of Applied Biol, 144: 65-69. Ahmed, D.M.; Sobieh M.E. (2007). Removing astringency of Costata persimmon fruits by carbon dioxide y nitrogen enriched atmospheres. American-Eurasian J. Agric and Environ. Sci., 2: 731-740.

www.bibliotecahorticultura.com

313


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Antoniolli, L.R.; de Camargo e Castro, P.R.; Kluge, R.R.; Scarpare Filho, J.A. (2000). Remoção da adstringência de frutos de caquizeiro ‘Giombo’ sob diferentes períodos de exposição ao vapor de álcool etílico. Pesq. Agropec. Bras., 35 (10): 2083-2091. Antoniolli, L.R.; de Camargo e Castro; P.R., Kluge; R.R.; Scarpare Filho, J.A. (2003). Use of polyethylene bags on conservation of 'Giombo' persimmons during cold storage. Rev. Bras. Frutic., 25 (1): 77-80. Arnal, L.; Del Río, M.A. (2003). Removing astringency by carbon dioxide and nitrogen-enriched atmospheres in persimmon fruit cv. ‘Rojo brillante’. J. Food Sci., 68 (4): 1516 - 1518. Arnal, L.; Del Río, M.A. (2004). Effect of Cold Storage and Removal Astringency on Quality of Persimmon Fruit (Diospyros kaki, L.) cv. Rojo Brillante. Food Sci. Tech. Int., 10 (3):179 185. Arnal, L.; Salvador, S.; Monterde, A.; Cuquerella, J. (2005). Alteraciones de caqui ‘Rojo Brillante’ provocadas por las bajas temperaturas. V Congreso Ibérico en Ciencias Hortícolas. IV Congreso Iberoamericano de Ciencias Hortícolas. Oporto, 22-27 Mayo. ASTM. (1995). Standard definitions of terms relating to sensory evaluation of materials and products. Annual book of ASTM standars. American Society for Testing and Materials. Philadelfia. Bellini, E.; Giannelli, G. (1982). Nuovi orientamenti varietali del kaki. L’Informatore Agrario, 38: 27- 44. Ben-Arie; R., Saks; Sonego L.; Frank A. (1996). Cell wall metabolism in gibberellin treated persimmon fruits. Plant Growth Regul., 19: 25-33. Besada, C. (2008). Mejora de la tecnología de la desastringencia, conservación y comercialización de caqui ‘Rojo Brillante’ para consumo en fresco. PhD Thesis. Universidad Politécnica de Valencia. Besada, C.; Salvador, A.; Arnal, L.; Martínez-Jávega J.M. (2008a). Hot Water Treatment for Chilling Injury Reduction of Astringent ‘Rojo Brillante’ Persimmon at Different Maturity Stages. HortScience 43, (7): 2120-2123 Besada, C.; Arnal, L.; Salvador, A. (2008b). Improving storability of persimmon cv. Rojo Brillante by combined use of preharvest and postharvest treatments. Postharvest Biol. Technol., 50: 169-175. Besada, C.; Jackman, R.C.; Olsson, S.; Woolf, A.B. (2010a). Response of ‘Fuyu’ persimmons to ethylene exposure before and during storage. Postharvest Biol. Technol., 57: 124-131. Besada, C.; Salvador, A.; Arnal, L.; Martínez-Jávega, J.M. (2010b). Optimization of the duration of deastringency treatment depending on persimmon maturity. Acta Hort., 858:69-74. Besada, C.; Tanaka, T.; Granell, A.; Salvador, A. (2011). Characterization of Tannins from ‘Rojo Brillante’ persimmon. IV International Conference Postharvest Unlimited. Wenatchee (EE. UU.), 23-26 mayo.

314

www.bibliotecahorticultura.com


2.2. Tecnología poscosecha en caqui

Besada, C.; Novillo, P.; Navarro, P.; Salvador, A. (2014). Effect of a low oxygen atmosphere combined with 1-MCP pretreatment on preserving the quality of ‘Rojo Brillante’ and ‘Triumph’ persimmon during cold storage. Sci. Hort., 179: 51-58. Besada, C.; Novillo, P.; Llorca, E.; Hernando, I.; Salvador, A. (2015). Short-term high CO2 treatment alleviates chilling injury of persimmon cv. Fuyu by preserving the parenchyma structure. Food Control, 51: 163-170. Besada, C.; Gil, R.; Bonet, L.; Quinones, A.; Intrigliolo, D., Salvador, A. (2016). Chloride stress triggers maturation and negatively affects the postharvest quality of persimmon fruit. Involvement of calyx ethylene production.Plant Physiology and Biochemistry, (100):105 -112. Brackmann, A.; Mazaro S.M.; Saquet A.A. (1997). Cold storage of persimmons (Diospyros kaki L.) cultivars Fuyu and Rama Forte. Ciencia-Rural, 27 (4): 561 - 565. Burmeister, D.M.; Ball, S.; Green, S.; Woolf, A.B. (1997). Interaction of hot water treatments and controlled atmosphere storage on quality of ‘Fuyu’ persimmons. Postharvest Biol. Technol., 12: 71- 81. Camargo, L.; Lucchetta, L.; Marini, L.; Zanuzzo, M.; Zanatta, J.; Valmor, C. (2004). Armazenamento refrigerado de caquis ‘Fuyu’, sob atmosfera modificada com adsorção de etileno. Rev. Bras. Frutic. 26 (3): 414-418. Candir, E.E.; Ozdemira, A.E.; Kaplankirana, M.; Toplua, C. (2009). Physico-chemical changes during growth of persimmon fruits in the East Mediterranean climate region. Scientia Hort., 121 (1): 42-48. Cia, P.; Benato, E.A.; Sigrist, J.M.M.; Sarantopóulos, C.; Oliveira L.M.; Padula M. (2006). Modified atmosphere packaging for extending the storage life of ‘Fuyu’ persimmon. Postharvest Biol. Technol., 42: 228-234. Collins, R.J.; Tisdell J.G. (1995). The influence of storage time and temperature on chilling injury in Fuyu and Suruga persimmon (Diospyros kaki L.) grown in subtropical Australia. Postharvest Biol. Technol., 6: 149-157. Crisosto, C.; Mitcham, E.J.; Kader, A. (1995). Perishables Handling 84. Department of Plant Sciences, University of California, Davis. http://postharvest.ucdavis.edu/PFfruits/Persimmon/ Del Bubba, M.; Giordani E.; Pippucci L.; Cincinelli A.; Checchini L.; Galvan P. (2009). Changes in tannins, ascorbic acid and sugar content in astringent persimmons during on-tree growth and ripening and in response to different postharvest treatments. J. Food Composition and Analysis, 22: 668-677. Donazzolo, J.; Brackmann, A. (2002). Effect of CO2 under controlled atmosphere storage on the quality of ‘Fuyu’ persimmons (Diospyros kaki, L.). Rev. Bras. Agrociência, 8 (3): 241-245. Fang, H.; Shu-shang, M.A.; Ji-shu Z.; Qing-mei H.; Gang Z.; Chun-lin W. (2009). Effects of 1methylcyclopropene on postharvest physiology and cell ultra-structure of pollinationconstant and non-astringent persimmon during storage. Acta Hort. Sinica, 4: 487-492.

www.bibliotecahorticultura.com

315


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Gottreich M.; Blumenfeld, A. (1991) Light microscopic observations of tannin cell walls in persimmon fruit. J. Hort. Sci., 66: 731-736. Harima, S.; Nakano R.; Yamauchi S.; Kitano Y.; Yamamoto Y.; Inaba A.; Kubo Y. (2003). Extending shelf-life of astringent persimmon (Diospyros kaki Thunb.) fruit by 1-MCP. Postharvest Biol. Technol., 29 (3): 319-324. Ikegami, A.; Yonemori, K.; Kitajima, A.; Sato, A.; Yamada, M. (2005a). Expression of genes involved in proanthocyanidin biosynthesis during fruit development in a chinese pollination-constant, nonastringent (PCNA) persimmon, `Luo Tian Tian Shi'. J. Amer. Soc. Hort. Sci., 130: 830-835. Ikegami, A.; Kitajima, A.; Yonemori, K. (2005b). Inhibition of flavonoid biosynthetic gene expression coincides with loss of astringency in pollination-constant, non-astringent (PCNA)- type persimmon fruit. J. Hort. Sci. Biotechnol., 80(2): 225-228. Itamura, H.; Kitamura, T.; Taira, S.; Harada, H.; Ito, N.; Takahashi, Y.; Fukushima, T. (1991). Relationship between fruit softening, ethylene production and respiration in Japanese persimmon ‘Hiratanenashi’. J. Japan Soc. Hort. Sci, 60: 695-701. Kader, A.A. (2002). Postharvest Technology of Horticultural Crops. Kader A.A. eds. Division of Agriculture and Natural Resources. University of California. Kanzaki, S.; Yonemori, K.; Sato, A.; Yamada, M.; Sugiura, A. (2000). Evaluation of RFLP analysis for discriminating PCNA genotype in some persimmon cultivars. J. Japan. Soc. Hort. Sci., 69 (6): 702-704. Kim, Y.K.; Lee J.M. (2005). Extension of storage and shelf-life of sweet persimmon with 1-MCP. Acta Hort., 685: 165-174. Krammes, J.G.; Argenta L.C.; Vieira M.J. (2006). Influences of 1-methylcyclopropene on quality of persimmon fruit cv. ´Fuyu´ after cold storage. Acta Hort., 727: 513-518. Kubo, Y.; Nakano R.; Inaba A. (2003). Cloning of genes encoding cell wall modifying enzymes and their expression in persimmon fruit. Acta Hort., 601: 49-55. Kurahashi, T.; Matsumoto, T.; Itamura, H. (2005). Effects of 1-Methylcyclopropene (1-MCP) and ethylene absorbent on softening and shelf life of dry ice-treated japanese persimmon ‘Saijo’ harvested at various maturation stages. J. Japan. Soc. Hort. Sci. 74 (1): 63-67. (En Japonés con resumen en Inglés). Lay-Yee, M.; Ball, S.; Forbes, S.K.; Woolf, A.B. (1997). Hot-water treatment for insect disinfestation and reduction of chilling injury of ‘Fuyu’ persimmon. Postharvest Biol. Technol., 10: 81-87. Lee, Y.M.; Jang S.J.; Lee Y.J. (1997). Effect of preharvest application of MGC-140 and GA3 on storability of ‘Fuyu’ persimmon (Diospyros kaki L.). J. Korean Soc. Hortic. Sci. 38: 157161. (En coreano con resumen en inglés) Luo, Z.S. (2004). Effect of 1-methylcyclopropene on persimmon fruit ripening and pectin metabolism. J. Fruit Sci. 21: 229-232.

316

www.bibliotecahorticultura.com


2.2. Tecnología poscosecha en caqui

Luo, Z. S.; Xi, Y. F. (2005). Effect of storage temperature on physiology and ultrastructure of persimmon fruit. J. Zhejiang University Agri. Life Sci. 31(2): 195-198. Luo, Z. (2007). Effect of 1-methylcyclopropene on ripening of postharvest persimmon (Diospyros kaki L.) fruit. Food Sci. Technol. 40 (2): 285-291. Lurie, S.; Handros A.; Fallik E.; Shapira R. (1996). Reversible inhibition of tomato fruit gene expression at high temperature. Plant Physiol. 110: 1207-1214. Lyman, B.J.; Green, B. (1990). Oral astringency: effects of repeated exposure and interactions with sweeteners. Chem. Senses 15: 151-164 Matsuo, T.; Itoo, S. (1978). The chemical structure of kaki-tannin from immature fruit of the persimmon (Diospyros kaki L.). Agri. Biol. Chem. 42(9): 1637-1643. Matsuo, T.; Itoo, S. (1982). A model experiment for de-astringency of persimmon fruit with high carbon dioxide: in vitro gelation of kaki-tannin by reacting with acetaldehyde. Agri. Biol. Chem. 46: 683-689. Matsuo, T.; Itoo, S.; Ben-Arie, R. (1991). A model experiment for eliciting the mechanism of astringency removal in persimmon fruit using respiration inhibitors. J. Japan. Soc. Hort. Sci. 60 (2): 437-442. Nakano, R.; Yonemori K.; Sugiura, A.; Kataoka, I. (1997). Effect of gibberellic acid and abscisic acid on fruit respiration in relation to final swell and maturation in persimmon. Acta Hort. 436: 203-214. Nakatsubo, F.; Enokita, K.; Murakami, K.; Yonemori, K.; Sugiura, A.; Utsunomiya, N.; Subhadrabandhu, S. (2002). Chemical structures of the condensed tannins in the fruits of Diospyros species. J. Wood Sci. 48: 414-418. Niikawa, T.; Inari, T.; Ozeki, T.; Mitsui, B. (2005). Effects of 1- methylcyclopropene on flesh firmness during storage of pollination-constant and non-astringent cultivars of Japanese persimmon (Diospyros kaki). J. Japan. Soc. Food Sci. Technol. 52 (2): 68-73. Novillo, P.; Salvador, A.; Llorca, E.; Hernando, I.; Besada, C. (2014a). Effect of CO2 deastringency treatment on flesh disorders induced by mechanical damage in persimmon. Biochemical and microstructural studies. Food Chem. 145: 454-63 Novillo, P.; Salvador, A.; Magalhaes, T.; Besada, C. (2014b). Deastringency treatment with CO2 induces oxidative stress in persimmon fruit. Post. Biol. Technol. 92: 16-22. Novillo, P.; Salvador, A.; Navarro, P.; Besada., C. (2015). Involvement of the Redox System in Chilling Injury and its Alleviation by 1-Methylcyclopropene in ‘Rojo Brillante’ Persimmon. HortScience 50(4): 570- 576 Ortiz, G. I.; Sugaya, S.; Sckozawa, Y.; Ito, H.; Wada, K.; Gemma, H. (2005). Efficacy of 1Methylcyclopropene (1-MCP) in prolonging the shelf-life of ‘Rendaiji’ persimmon fruits previously subjected to astringency removal treatment. J. Japan. Soc. Hort. Sci. 74 (3): 248-254.

www.bibliotecahorticultura.com

317


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Park Y.S. (1999). Changes in the incidence of fruit skin blackening, phenolic acids, and ethanol production of non-astringent “Fuyu” persimmon fruit during CA and MAP storage. J. Korean Soc. Hortic. Sci. 40 (1): 83-87. Pérez-Munuera, I.; Hernando, I.; Larrea, V.; Besada, C.; Arnal, L.; Salvador, A. (2009). Microstructural study of chilling injury alleviation by 1-Methylcyclopropene in persimmon. HortScience 44: 742-745. Pesis, E.; Levi, A.; Ben-Arie, R. (1987). The role of acetaldehyde production in the removal of astringency from persimmon fruit under various modified atmospheres. J. Food Sci. 53: 153-156. Prinz, J.F.; Lucas, P.W. (2000). Saliva tannin interactions. J. Oral Rehab. 27: 991-994. Ramin, A.A. (2008). Shelf-life extension of ripe non-astringent persimmon fruit using 1-MCP. Asian J. Plant Sci. 7 (2): 218-222. Salvador, A.; Arnal, L.; Monterde, A.; Cuquerella, J. (2004a). Reduction of chilling injury symptoms in persimmon fruit cv.” Rojo Brillante” by 1- MCP. Postharvest Biol. Technol. 33: 285-291. Salvador, A.; Arnal L.; Monterde, A.; Martínez-Jávega, J.M. (2005a). Influence of ripening stage at harvest on chilling injury symptoms of persimmon cv. ‘Rojo Brillante’ stored at different temperatures. Food Sci. Technol. Int. 11 (5): 359-365. Salvador, A.; Arnal L.; Monterde, A.; Carvalho, C.P.; Martínez-Jávega, J.M. (2005b). Effect of harvest date in chilling-injury development of persimmon fruit. Acta Hort. 687: 399-400 Salvador, A.; Arnal, L.; Besada, C.; Larrea, V.; Quiles, A.; Pérez-Munuera I. (2007). Physiological and structural changes during ripening and deastringency treatment of persimmon fruit cv. ‘Rojo Brillante’. Postharvest Biol. Technol. 46 (2): 181- 188. Salvador A.; Arnal L.; Besada, C.; Larrea, V.; Hernando I.; Pérez-Munuera, I. (2008). Reduced effectiveness of the treatment for removing astringency in persimmon fruit when stored at 15℃. Physiological and microstructural study. Postharvest Biol. Technol. 49: 340-347. Sugiura A. (1983). Origin in varietal differentiation in Japanese persimmon. Recent Advances in Plant Breeding, 25, 29-37 Sugiura, A.; Tomana, T. (1983). Relationships of ethanol production by seeds of different types of Japanese persimmons and their tannin content. HortSci. 18: 319-321. Suzuki, T.; Someya, S.; Hu, F.; Tanokura, M. (2005). Comparative study of catechin compositions in five Japanese persimmons (Diospyros kaki). Food Chemistry 93: 149-152. Taira, S.; Itamura, H.; Abe, K.; Watanabe, S. (1989). Comparison of the characteristics of removal of astringency in two japanesse persimmon cultivars, ‘Denkuro’ and ‘Hiratanenashi’. 1989. J. Japan. Soc. Hort. Sci. 58(2): 319-325 Taira, S.; Oba, S.; Watanabe, S. (1992a). Removal of astringency from ‘Hiratanenashi’ persimmon fruit with a mixture of ethanol and carbon dioxide. Japan. Soc. Hort. Sci. 61(2): 437-443. (En Japonés con resumen en Inglés)

318

www.bibliotecahorticultura.com


2.2. Tecnología poscosecha en caqui

Taira, S.; Satoh; Watanabe, S. (1992b). Relationship between differences in the ease of removal of astringency among fruits of Japanese persimmon (Diospiros kaki Thunb.) and their ability to accumulate ethanol and acetaldehyde. Japan. Soc. Hort. Sci. 60(4): 1003-1009. Taira, S.; Matsumoto N.; Ono M. (1998). Accumulation of soluble and insoluble tannins during fruti development in nonastringent and astringent persimmon. J. Japan. Soc. Hort. Sci. 67 (4): 572-576. Tanaka, T.; Takahashi, R.; Kouno, I.; Nonaka, G. (1994). Chemical evidence for the de-astringency (insolubilization of tannins) of persimmon fruit. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1 (20): 30133022. Tessmer, M.; Besada, C.; Hernando, I.; Appezzato-da-Glória, B.; Quiles, A.; Salvador, A. (2016). Microstructural changes while persimmon fruits mature and ripen. Comparison between astringent and non-astringent cultivars. Postharvest Biology and Technology 120 (2016) 52–60. Thorngate, J.H.; Noble, A.C. (1995). Sensory evaluation of bitterness and astringency of 3R(-)epichatechin and 3S(+)-catechin. J. Sci. Food. Agric. 67: 531-535. Tsviling, A.; Nerya, O.; Gizis, A.; Sharabi-Nov, A.; Ben-Arie, R. (2003). Extending the shelf-life of 'Triumph' persimmons after storage with 1-MCP. Acta Hort. 599: 53-58. Vidrih, R.; Simcic, M.; Hribar, J.; Plestenjak, A. (1994). Astringency removal by high CO2 treatment in persimmon fruit (diospyros kaki). Acta Hort. 368: 652-656. Woolf, A.B.; Ball, S.; Spooner, K.J.; Lay-Yee, M.; Ferguson, I.B.; Watkins, C.B.; Gunson, A.; Forbes, S.K. (1997a). Reduction of chilling injury in the sweet persimmon ‘Fuyu’ during storage by dry air heat treatments, Postharvest Biol. Technol. 11: 155-164. Woolf, A.B.; MacRae, E.A.; Spooner, K.J.; Redgwell, R.J. (1997b). Changes to physical properties of the cell wall and polyuronides in response to heat treatment of ‘Fuyu’ persimmon that alleviate chilling injury, J. Amer. Soc. Hort. Sci. 122: 698-702. Yamada, M.; Taira, S.; Ohtsuki, M.; Sato, A.; Iwanami, H.; Yakushiji, H.; Wang, R.; Yang, Y.; Li, G. (2002). Varietal differences in the ease of astringency removal by carbon dioxide gas and ethanol vapor treatments among Oriental astringent persimmons of Japanese and Chinese origin. Scientia Horticulturae 94: 63-72. Yonemori, K.; Matsushima, J. (1985). Property of development of the tannin cells in nonastringent type fruits of Japanese persimmon (Diospyros kaki) and its relationship to natural deastringency. J. Japan. Soc. Hort. Sci. 54: 201-208. (En Japonés con resumen en Inglés) Yonemori, K.; Matsushima, J. (1987). Changes in tannin cell morphology with growth and development of Japanese persimmon fruit. J. Am. Soc. Hort. Sci. 112: 818-821. Yonemori, K.; Oshida, M.; Sugiura, A. (1997). Fine structure of tannin cells in fruit and callus tissues of persimmon. Acta Hort. 436: 403-413.

www.bibliotecahorticultura.com

319


2. AplicaciĂłn de la tecnologĂ­a poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Yonemori, K.; Suzuki, Y. (2009). Differences in three-dimensional distribution of tannin cells in flesh tissue between astringent and non-astringent type persimmon. Acta Hort. 833: 119-124 Zavrtanik, M.; Hribar, J.; Vidrih, R. (1999). Effect of short anoxia exposure on metabolic changes of persimmon fruits (Diospiros kaki. L). Acta Hort. 485: 405-411. Zhang, Y.; Rao, J.; Sun, Y.; Li, S. (2010). Reduction of chilling injury in sweet persimmon fruit by 1-MCP, Acta Hort. Sinica. 37 (4): 547-552.

320

www.bibliotecahorticultura.com


2.3. TECNOLOGÍA POSCOSECHA EN FRUTA DE HUESO Diego Redondo Taberner dredondo@eead.csic.es Grupo de Investigación de Alimentos de Origen Vegetal, EEAD-CSIC

Índice 1. 2. 2.1. 3. 4. 5. 6. 7. 7.1. 7.2. 7.3. 8.

Control de daños mecánicos Refrigeración Daños por frío Control de humedad Atmósferas modificadas 1-MCP Control de patógenos Nuevas tecnologías Envases activos Oxidantes para la eliminación de fitosanitarios Recubrimientos comestibles Conclusiones

322 323 324 325 326 327 328 330 330 330 331 332

Resumen Todo el mundo sabe que una planta está viva, pero a veces no nos hemos parado a pensar que cuando separamos el fruto de la planta, éste también sigue vivo y, por tanto, dotado de actividad metabólica. Respiran tomando oxígeno y desprendiendo dióxido de carbono y calor. Y también transpiran, es decir pierden agua. Estos efectos no se pueden evitar, pero si se pueden minimizar con las tecnologías adecuadas. Las principales alteraciones poscosecha en frutas de hueso (melocotón, nectarina, cereza, paraguayo, platerina y albaricoque) son relativas a pérdidas de calidad visual, a alteraciones fisiológicas de la pulpa, alteraciones microbiológicas o a una descomposición avanzada, que hacen que el producto sea no comercializable. Entre estas alteraciones poscosecha se encuentran: Daños mecánicos: estos daños son evitables y se manifiestan en forma de golpes, raspaduras o aplastamientos. Pueden derivar de prácticas durante la cosecha poco cuidadosas, del uso de recipientes inadecuados, de un número de frutos por caja elevado o reducido, de una manipulación del producto ya cosechado poco cuidadosa, etc. Daños por frío: afecta a todos los frutos de hueso exceptuando cerezas. Se producen por conservaciones prolongadas a temperaturas inadecuadas.

321


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Pérdida de agua del fruto: se produce de forma natural por transpiración, pero podemos minimizarlo o retrasarlo con determinadas técnicas poscosecha. Otro problema asociado a la pérdida de agua del fruto es la condensación, aunque suele producirse por un mal manejo en la central. Podredumbres: son alteraciones poscosecha patológicas, y que, a diferencia de las alteraciones fisiológicas y otros problemas de origen abiótico, se deben fundamentalmente a mohos. Senescencia: se produce el envejecimiento de las células de los tejidos que lleva a la muerte del producto. La norma es que las pérdidas no deben superar el 10%, bien del peso fresco inicial o bien sobre piezas, envases o embalajes. Por lo tanto, el empleo de tecnologías poscosecha nos puede permitir evitar, reducir o retrasar la aparición de estas alteraciones y, por tanto, reducir las pérdidas. Y si bien es verdad que no hay una solución general, a continuación, se muestran algunas tecnologías que podemos emplear.

1. Control de daños mecánicos Antes o después del enfriamiento, en función del sistema de cada empresa, las frutas de hueso son confeccionadas y almacenada hasta su posterior venta. Este proceso tiene diferentes etapas que se pueden resumir en las siguientes: -

Volcado Separación de las bolsas (si se ha embolsado previamente) Cepillado seco o húmedo (según central) Clasificación según color, diámetro o peso Llenado de las cajas Paletizado y conservación Expedición.

Si no se tiene el cuidado necesario, todas estas etapas provocan daños mecánicos sobre el fruto, muy relacionados con la aparición de lesiones durante la cadena de distribución. Por eso es interesante detectar aquella etapa/s en las que el fruto resulta más dañado y ofrecer alguna solución o alternativa que evite la aparición de roces, magulladuras, lesiones u otros desórdenes durante el periodo de comercialización. Cuando aparecen, su manifestación es muy clara, como se puede observar en la clasificación para el melocotón de la Figura 1.

Figura 1. Escala de intensidad del daño para evaluar la incidencia y severidad de las lesiones originadas durante la línea de confección

322

www.bibliotecahorticultura.com


2.3. Tecnología poscosecha en fruta de hueso

Caso práctico: En ensayos realizados en el Grupo de Investigación de Alimentos de Origen Vegetal de Aragón sobre melocotón, como era de esperar, la incidencia de los daños fue aumentando a lo largo de las diferentes etapas del procesado de los frutos. Por ejemplo, tras 7 días de conservación a 1℃y 4 días a 20℃, el porcentaje de frutos afectados tras la confección era del 90%, con más del 40% de los frutos con un nivel severo de daños. Se detectó que las etapas de volcado y cepillado son las más perjudiciales para los frutos.

2. Refrigeración La temperatura es el factor más influye en la vida poscosecha de las frutas de hueso ya que afecta al proceso respiratorio, disminuyéndolo considerablemente si reducimos la temperatura, y, en consecuencia, retrasando todos los cambios asociados al metabolismo. Y es que se considera que, por cada 10℃ de aumento de la temperatura, la respiración aumenta entre 2 y 4 veces. Además, reduce la producción de etileno, hormona de maduración típica de las frutas, y, en consecuencia, todos los cambios asociados a la misma. También disminuye la pérdida de agua por transpiración y ralentiza el desarrollo de patógenos. Lo ideal es eliminar el calor ya en el campo. Por ello es conveniente evitar las horas más calurosas para la recolección y usar mallas de sombreo para reducir la temperatura de los palots. Una vez llegado el palot a la central, hay que enfriar lo más rápido posible. Para ello se emplean sistemas de hidrocooling o de refrigeración por aire forzado: -

-

Hidrocooling: se ha extendido su uso en frutas de hueso, sobre todo en cereza. Su principal ventaja es su corto periodo de enfriamiento (menos de 60 min). Puede recurrirse a la aplicación de agua fría a una temperatura próxima a los 0 ℃ mediante ducha o mediante inmersión. Además, se puede combinar con el uso de hipoclorito sódico (50 - 120 ppm a un pH de 6,5 - 7,5) para la desinfección. Entre las desventajas encontramos que puede ser vía de entrada de patógenos y que pueden producirse daños mecánicos. Aire forzado: consiste en hacer circular aire frío a una gran velocidad (2-4 m/s) en cámaras frigoríficas especialmente diseñadas para tal fin (como es el caso de los túneles de pre-refrigeración) que contienen los productos ya manipulados y confeccionados. También puede llevarse a cabo en cámaras frigoríficas convencionales e incluso en antecámaras, pero teniendo en cuenta que la potencia frigorífica debe ser elevada, calculada de acuerdo con las necesidades, y que los ventiladores deberán conseguir un coeficiente de recirculación del aire superior a los 100 ciclos/hora. Si se realiza previa a la confección, permite la utilización de las cámaras frigoríficas convencionales, aunque es preferible la utilización de túneles y aplicarla sobre los productos ya confeccionados. Si no se realiza bien, puede provocar deshidrataciones en los frutos, y, por tanto, pérdida de peso.

Una vez enfriado, hay que mantener el producto frío, siendo la temperatura óptima normalmente ligeramente superior al punto de congelación.

www.bibliotecahorticultura.com

323


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Tabla 1. Condiciones de refrigeración para diferentes cultivos de fruta de hueso

Producto Cereza Ciruela Nectarina Melocotón Albaricoque Paraguayo Platerina

Tª (℃) -1 a 0,5 -1,1 a 0 -1 a 0 -0.,5 a 0 -0.,5 a 0 -0.,5 a 0 -1 a 0

HR (%) 90 – 95 90 – 95 90 – 95 90 – 95 90 – 95 90 – 95 90 – 95

Vida útil (semanas) 1–3 3–6 3–5 2–4 2–4 2–4 3–5

Para ello, se usan cámaras de conservación y hay que tener en cuenta varios aspectos: -

Necesidad de almacenar separadamente especies y variedades distintas (temperaturas óptimas para cada producto, valores de O2 y CO2, sensibilidad a las alteraciones). Separar en función del grado de madurez: menor grado, más alta puede ser la temperatura. Separar en función del periodo de conservación pretendido ya que para larga conservación se requieren menores temperaturas. Capacidad de almacenamiento: cada producto tiene una densidad de carga recomendada. Conocer el periodo de almacenamiento máximo para cada producto. Posibilidades diarias de recolección, enfriamiento y acondicionado. Problemas de pérdida de agua por el secado de la superficie debido al aire de refrigeración.

Por último, queda el transporte refrigerado. La idea es mantener la cadena de frio durante toda la comercialización. Para ello, durante el transporte se usan camiones y contenedores refrigerados. Además, se pueden usar sensores de temperatura que monitorizan los valores a lo largo de todo el trayecto, llegando incluso a penalizar a la empresa de transporte si no alcanzan unos valores óptimos de temperatura la mayor parte del tiempo. 2.1. Daños por frío Sin embargo, la conservación a baja temperatura puede presentar problemas si no se alcanza la temperatura óptima de conservación ya que las frutas de hueso, como otros frutos de origen tropical y subtropical, presentan una alteración fisiológica durante la frigoconservación, denominada daños por frío. Por ejemplo, en el melocotón, estos daños aparecen en el rango de temperaturas de 2 a 7℃ aproximadamente. Los daños por frío causan alteraciones citológicas y metabólicas que son reversibles durante un tiempo corto, pero que pronto se convierten en irreversibles. Los síntomas pueden ser de tipo físico y/o cambios fisiológicos y se manifiestan en la pulpa con la aparición de harinosidad (mealiness), textura correosa (leatheriness), pardeamiento interno (internal browning) (Figura 2) y/o enrojecimiento de la pulpa (bleeding).

324

www.bibliotecahorticultura.com


2.3. Tecnología poscosecha en fruta de hueso

Figura 2. Escala de severidad de daños por frío debidos a pardeamiento interno (internal browning) en melocotón

Son numerosos los experimentos que se han llevado a cabo para aliviar los síntomas de daños por frío. Entre las técnicas más aplicadas se incluyen los calentamientos antes del almacenamiento (por ejemplo, 1 día a 39 ℃ antes del almacenamiento en frío (Murray et al. 2007)), los calentamientos intermitentes durante el almacenamiento (por ejemplo, 1 día a 25℃ cada 14 días de conservación en frío (Zhu et al., 2010)), el retraso en el almacenamiento (por ejemplo, 48 horas a 20℃ antes del almacenamiento en frío (Zhou et al. 2000), el enriquecimiento de la atmósfera en CO2 (concentraciones de CO2 que varían entre el 5 y el 20% y con valores de O2 de entre el 3 y el 10% (Zhou et al. 2000), choques de bajo oxígeno a temperatura ambiente (Redondo et al., 2017), etc. Sin embargo, la mejor opción para retrasar su aparición es la conservación a la temperatura adecuada.

3. Control de humedad Como hemos dicho, el control del frío es muy importante para una correcta conservación de la fruta de hueso. Pero también lo es tener una correcta humedad en la cámara de conservación. Sin embargo, el problema es que todo sistema de refrigeración deshidrata el producto fresco almacenado. Por eso, es necesario un control adecuado o equilibrado de la humedad relativa, puesto que, si no se controla, pueden producirse dos escenarios: -

Humedad baja: deshidratación del producto, marchitamiento, pérdida de peso (de hasta el 20%), … Humedad alta: permite y/o promueve el desarrollo de microorganismos y podredumbres.

La solución para este problema es poseer un sistema de control de humedad que nos permita elevar la humedad relativa hasta un nivel en que se equipare con la de las frutas de hueso, que suele estar entre el 85 y el 95% de HR. Aunque incluso niveles más bajos, de entorno al 75% de HR, son beneficiosos para este tipo de frutas. Para ello, la humedad requerida se introduce directamente en el aire usando sistemas específicos que introducen el agua en forma de microgota (< 4 micras) usando sistemas de ultrasonidos y que permiten mantener humedades relativas muy elevadas sin mojar las frutas. Además, ya se pueden ver también este tipo de sistemas de humedad en cadenas de supermercados y grandes superficies en los mostradores de frutas y verduras, haciendo que la calidad de la mercadería se mantenga a través de la cadena de suministro.

www.bibliotecahorticultura.com

325


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Caso práctico: en la figura 3 se puede observar como con una humedad del 90-95% y una temperatura de 0-1℃, la cereza variedad Burlat es capaz de tener un aspecto visual perfecto tras 15 días de conservación en comparación con la muestra no conservada con control de humedad (HR ambiental de 50-60%) (Redondo et al., 2016).

Figura 3. Aspecto Visual cerezas variedad Burlat tras 15 días de conservación a 0-1℃ con control de humedad (90-95% HR, izq.) y sin control de humedad (50-60%, dcha.)

4. Atmósferas modificadas Las frutas de hueso son muy perecederas por lo que el uso de un envase apropiado se hace imprescindible para mantener la calidad y conseguir una vida útil adecuada para, por ejemplo, su exportación a nuevos mercados o para alargar su periodo de comercialización y cubrir así huecos de mercado. Para ello, el desarrollo de nuevos sistemas de envasado y modificación de la atmósfera de conservación cobra cada vez más importancia a la hora de introducir cambios en las nuevas líneas de desarrollo del sector. El empleo de atmósferas modificadas (AM) es una tecnología de conservación de alimentos que modifica la atmósfera gaseosa natural del entorno de un alimento para prolongar su vida útil. Generalmente se consigue con una reducción del O2 y un aumento del CO2. El beneficio que se obtiene con la utilización de AM depende principalmente de la variedad, del cultivar, del grado de madurez, de la calidad inicial de la fruta, de las concentraciones de oxígeno (O2) y dióxido de carbono (CO2) utilizadas, de la temperatura y, por último, del tiempo de exposición. La utilización de AM como método de envasado permite alargar significativamente la vida útil de la mayoría de las frutas. Mientras que, en el envasado en atmósfera modificada activa, el tipo de película plástica utilizada no es de tanta importancia debido a que se utilizan películas que presentan una permeabilidad mínima a los gases, en el caso de modificar la atmósfera de forma pasiva, el papel del film sí que es relevante, ya que será necesario seleccionar adecuadamente un tipo de película que permita obtener las condiciones deseadas dentro del envase, en función del producto que queramos conservar. Los efectos beneficiosos que tienen las AM para alagar la vida útil son: -

326

Disminuye la intensidad respiratoria. Bloquea la síntesis de etileno y, por tanto, retrasa la senescencia del fruto. Ralentiza la velocidad de las reacciones enzimáticas Disminuye el crecimiento de microorganismos, reduciendo así las alteraciones de origen microbiano. Inhibe de la degradación de sustancias pécticas mejorando la textura.

www.bibliotecahorticultura.com


2.3. Tecnología poscosecha en fruta de hueso

-

Limita la pérdida de peso y disminuyen los procesos de deshidratación. Ralentiza el descenso del contenido de azúcares, ácidos y vitaminas.

Por lo tanto, es muy importante encontrar el equilibrio de gases que mejor funciona con cada especie y variedad. Si el porcentaje de O2 no desciende de unos 10 a 12 % no suele ser eficaz para aumentar la vida útil del producto, mientras que concentraciones entre 0,5 y 1,5 % (punto de extinción de la fermentación o punto de compensación anaeróbica, variable con el tipo de producto) se induce la respiración anaerobia, con el consiguiente inicio de desórdenes fisiológicos, maduración anormal, aparición de aroma y sabor anómalos debidos al etanol y acetaldehído producidos, etc. y que afectan a la calidad final de los frutos. Más o menos al contrario sucede con los niveles de CO2, por lo que los efectos de la AM se deben a la tolerancia específica de cada producto a los bajos niveles de O2 y/o a los moderados o elevados de CO2. En general, las frutas, si se mantienen a menos de 5℃ suelen tolerar durante unos días niveles de CO2 incluso superiores a 20 %, pero muy pocos toleran tan elevados niveles algunas semanas. En cerezas, las atmósferas modificadas recomendadas son concentraciones del 10-15% de CO2 y entre el 3-10% de O2. Concentraciones de O2 inferiores al 3% pueden producir procesos fermentativos y el desarrollo de sabores anómalos. Para el resto de las frutas de hueso, los resultados no son tan beneficiosos, y aunque hay estudios en los que con concentraciones de CO2 superiores a 12 % y de O2 inferiores a 5 % consiguen reducir los daños por frío en melocotón (Luchsinger & Artés, 2000), no es una técnica muy empleada hoy en día. Una tecnología que en los últimos años está generalizando su uso, sobre todo para transporte de larga duración, son las bolsas de plástico que emplean unos polímeros especiales que consiguen tanto aumentar la humedad relativa en el interior del envase como conseguir una modificación de la atmósfera. Con ello, se consigue conservar la firmeza del producto, reducir la pérdida de peso, cambiar la atmósfera del aire reduciendo así la síntesis de etileno y el crecimiento de mohos alterantes, etc. Por ejemplo, las bolsas XTEND de Stepac poseen esta tecnología y suelen usarse para empaquetado a granel.

5. El 1-MCP El etileno es una hormona vegetal que afecta al desarrollo de distintos procesos como son la maduración y senescencia de tejidos vegetales en productos hortofrutícolas y ornamentales. Para detener o retrasar su efecto, se ha desarrollado una partícula, el 1-metilciclopropeno (1MCP), que es capaz de inhibir la acción del etileno, así como de mantener la calidad en posrecolección de muchos productos vegetales. Con ello se consigue, además de inhibir la producción de etileno, disminuir la respiración, la pérdida de textura y acidez, los cambios de color, etc. Además, también se ha demostrado que en algunas especies de frutas de hueso puede reducir el pardeamiento de la pulpa y los daños por frío. El tratamiento de este producto se basa en una aplicación gaseosa del producto en una cámara estanca a temperatura de refrigeración. La aplicación del producto se puede hacer como máximo a los 7 días de la recolección, y hay distintos factores que pueden influenciar en los efectos del 1-MCP como son la temperatura, la dosis y el tiempo de tratamiento, el grado de madurez del fruto, el tiempo transcurrido entre la recolección y el tratamiento, además de la

www.bibliotecahorticultura.com

327


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

especie y de la variedad, por lo que no existe un estándar de aplicación y lo ideal es ajustar las dosis en cada fruta.

6. Control de patógenos Los productores de frutas de hueso sufren importantes pérdidas económicas porque la fruta afectada por podredumbres debe desecharse y porque, además, la aparición de estas patologías lleva a la pérdida de confianza de distribuidores y clientes. Las alteraciones poscosecha patológicas, a diferencia de las alteraciones fisiológicas y otros problemas de origen abiótico, se deben fundamentalmente a mohos. Desde el momento de la recolección, las frutas comienzan a sufrir un proceso de deterioro, de manera que disminuyen las barreras naturales que se oponen a la infección por mohos patógenos. Además, muchos de los cambios que se producen en el desarrollo del fruto que son deseables para alcanzar las condiciones organolépticas y nutritivas óptimas para el consumo, son también favorables para el desarrollo de las podredumbres fúngicas. Pero la forma más común de desarrollo de los mohos es debido a heridas y lesiones físicas que inactivan las barreras físicas que se oponen a la infección y que además liberan gran cantidad de nutrientes. En la Figura 4 se muestran algunos de los principales mohos que pueden afectar a las frutas de hueso.

Figura 4. Podredumbres fúngicas más comunes en frutas de hueso: 1. Monilinia laxa; 2. Monilinia fructicola; 3. Botrytis cinerea; 4. Penicillium expansum; 5. Rhizopus stolonifer; 6. Mucor spp.

Entre los factores que favorecen el desarrollo de estas podredumbres podemos destacar los siguientes: -

328

Contaminación inicial Contaminación ambiental (envases, equipos, cámaras, …) Integridad física del fruto Estado de madurez Composición atmosférica Condiciones de almacenamiento: Tª y HR www.bibliotecahorticultura.com


2.3. Tecnología poscosecha en fruta de hueso

La única manera eficaz de controlar su aparición es reducir los microorganismos presentes en el producto fresco, en los equipos, en las zonas de manipulación y en el personal. El método más utilizado a lo largo de los últimos años para combatir las podredumbres ha sido el uso de fungicidas, sobre todo en precosecha, pero también en poscosecha, ya que hoy en día se pueden emplear tanto Fludioxonil como Pirimetanil. Sin embargo, las leyes cada vez más estrictas, el rechazo social debido a problemas toxicológicos que afectan tanto a personas como al medio ambiente y las limitaciones biológicas por la resistencia que inducen, hacen que cada vez sean menos los fungicidas que se pueden usar. Por lo tanto, se usan otras sustancias y tecnologías que permiten lavados en las líneas de confección de las centrales para controlar las podredumbres como son el empleo de sustancias químicas oxidantes (hipocloritos sódico o cálcico, bicarbonato o carbonato sódicos, dióxido de cloro, ozono, ácido peracético), los tratamientos físicos (agua caliente, radiofrecuencia, microondas, ozono o altas presiones), u otros tratamientos químicos (aceites esenciales, extractos vegetales ricos en compuestos fenólicos, baños desinfectantes con etanol), todos ellos efectivos en mayor o menor medida y con un coste y facilidad de aplicación muy diverso. En los últimos años, ha vuelto a tomar fuerza el empleo de agentes de biocontrol, también llamado control biológico. El control biológico consiste en la utilización de uno o varios microorganismos (principalmente levaduras y ocasionalmente bacterias) capaces de reducir el inóculo o la actividad de un patógeno microbiano. Estos agentes de biocontrol pueden frenar el desarrollo de las podredumbres poscosecha colonizando las vías de infección, compitiendo con los patógenos por los nutrientes, secretando compuestos con actividad antifúngica (antibiosis), por parasitismo directo del patógeno o induciendo respuestas de resistencia en el hospedador (Droby & Chalutz, 1994). Actualmente, existe poca disponibilidad comercial de productos utilizados para el biocontrol en poscosecha de frutas de hueso y pepita, cítricos, tubérculos y hortalizas. Sólo “Bio-save 10 LP”, autorizado solamente en USA, y que está constituido por bacterias liofilizadas de Pseudomonas syringae ESC-10 se comercializa de forma regular. Otros formulados como “Shemer” a base de la levadura Metschnikowia fructicola, “Candifruit” procedente de la levadura Candida sake CPA-1 y “Panto vital” elaborada por la enterobacteria Pantoea agglomerans CPA-2 liofilizada, solo están en fase de experimentación y no han alcanzado una distribución comercial. Caso práctico: En la búsqueda de nuevas cepas para su empleo en el control biológico, la Universidad de Zaragoza ha hecho estudios empleando B. amyloliquefaciens BUZ 14, aislada de frutos del aclareo de melocotón. Esta cepa presentó una fuerte inhibición in vitro frente a las especies fúngicas M. laxa y M. fructicola. Por ejemplo, en M. fructicola se estableció una concentración mínima inhibitoria de 106 microorganismos/mL cuando los ensayos se realizaron a temperatura ambiente (20℃) y de 108 microorganismos/mL en refrigeración (4℃) (Calvo et al., 2017).

www.bibliotecahorticultura.com

329


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

7. Nuevas tecnologías En los últimos años, se han desarrollado de forma experimental distintas técnicas que puede que en un futuro están ya presentes en muchas de las centrales hortofrutícolas. 7.1. Envases activos Consiste en emplear un envase que incluye un componente que inhibe mohos y bacterias. Entre los antimicrobianos incorporados a los envases podemos encontrar: dióxido de sulfuro, extracto de semilla de pomelo, nisina, lisozima, allil isotiocianato, etc. Actualmente, en esta tecnología se está estudiando sobre sobre el ritmo de liberación del agente antimicrobiano, en minimizar el flavor aportado por el agente antimicrobiano y en la búsqueda de nuevas sustancias antimicrobianas. Hoy en día, todavía se disponen de pocos envases con esta tecnología. 7.2. Oxidantes para la eliminación de fitosanitarios La legislación actual referente a la comercialización de fruta fresca establece diferentes tipos de exigencias con respecto a residuos de plaguicidas. Principalmente se relaciona o bien con los límites máximos de residuos (LMR), o bien con el número de materias activas permitidas en función del país de destino. Por este motivo, resulta especialmente interesante el empleo de tecnologías que puedan ser fácilmente incorporadas al proceso productivo y que permitan reducir los residuos de pesticidas, asegurando la ausencia o mínima presencia de determinadas materias activas. Un posible tratamiento para la eliminación o reducción de residuos de pesticidas en frutas sería el empleo de sustancias oxidantes (Chen et al., 2013). Entre estas tecnologías se encuentran: Agua electrolizada: tecnología limpia y altamente eficaz para la desinfección, de fácil utilización, relativamente económica y sostenible. Ya ha sido utilizada como método alternativo al uso de hipoclorito en la higienización de frutas y hortalizas y que además posee la ventaja frente a éste de que es una técnica no corrosiva ni peligrosa en su manipulación. Es generada al hacer pasar una solución salina diluida a través de una celda electrolítica, dentro de la cual el ánodo y el cátodo se encuentran separados por una membrana. Al someter a los electrodos a una corriente eléctrica, los iones cargados negativamente como pueden ser Cl- u OH- se mueven al ánodo para ceder electrones y convertirse en O2 gas, Cl2 gas, hipoclorito, ácido hipocloroso y ácido clorhídrico. Por su parte, los iones cargados positivamente como el H+ y Na+ se desplazan al cátodo para tomar electrones y convertirse en H2 gas e hidróxido de sodio (Hsu, 2005). Así, los compuestos generados hacen que el agua electrolizada posea un elevado poder antioxidante con propiedades higienizantes. Dióxido de cloro: es un poderoso oxidante que se ha aplicado hasta hace poco por su poder antimicrobiano y como alternativa al uso de hipoclorito. Además, es mucho más estable, menos peligroso y más selectivo que el ozono y el hipoclorito sódico, permitiendo que su dosificación sea menor. Además, no afecta al sabor o el aroma del producto, por lo que su versatilidad es muy alta. Caso práctico: en el grupo de investigación de Alimentos de Origen Vegetal de la Universidad de Zaragoza se ha ensayado el efecto de estas sustancias para reducir el contenido de varios

330

www.bibliotecahorticultura.com


2.3. Tecnología poscosecha en fruta de hueso

pesticidas: Tebuconazol, Iprodiona y Ciprodinil (Figura 5). Empleando agua electrolizada (pH 6,8, 149 ppm Cl2 libre y 780 mV ORP), se ha conseguido reducir un 35%, un 23% y un 41% el contenido de tebuconazol, Iprodiona y Ciprodinil, respectivamente, tras 15 min de tratamiento, mientras que con el empleo de dióxido de cloro a 10 ppm durante 15 min, en el grupo de investigación se ha conseguido reducir el contenido de los pesticidas en un 63%, 38% y un 31%, respectivamente (Calvo et al., 2018).

Figura 5. Porcentaje de reducción del contenido de fungicida (tebuconazol, Iprodiona y Ciprodinil) empleando agua electrolizada (149 ppm Cl2 libre y 780 mV ORP, 15 min) y dióxido de cloro (10 ppm, 15 min)

7.3. Recubrimientos comestibles Los recubrimientos comestibles son finas películas transparentes que al aplicarse por inmersión envuelven al alimento creando una barrera física. Esto reduce la transferencia de gases (vapor de agua, oxígeno y CO2), la pérdida de aromas, la oxidación de compuestos, el crecimiento microbiano, etc., y por lo tanto permiten aumentar la vida útil del producto. Para la elaboración de los recubrimientos se usan básicamente lípidos, proteínas y polisacáridos. Además, se añaden otros aditivos como plastificantes, emulsificantes, surfactantes, conservantes, etc. de uso alimentario que ayudan a mejorar la integridad mecánica, la calidad y seguridad de los alimentos En los últimos años, se ha ensayado con diferentes compuestos que se han añadido a la formulación básica de los recubrimientos para emplear en fruta entera, centrados sobre todo en sustancias antimicrobianas y/o antifúngicas. Por lo tanto, podrían ser empleados también en frutas de hueso para el control de determinadas alteraciones fúngicas. Aditivos alimentarios: Se ha demostrado la actividad antifúngica de varias sales minerales, sales de ácidos orgánicos, y sales de parabenos incorporados a recubrimientos a base de hidroxipropil metilcelulosa (HPMC) para el control de Botritis cinerea y Alternaria alternata en tomate cherry y M. fructicola en ciruela (Fagundes et al., 2015; Karaca et al., 2014). En manzana, pepino y tomate, se ha empleado sorbato potásico junto con almidón de guisante, almidón de patata o goma guar para controlar patógenos como Cladosporium herbarum, P. oxalicum y Rhizopus sp. (Mehyar et al., 2011). Extractos naturales y aceites esenciales: Debido a su efecto de amplio espectro frente a microorganismos en ensayos in vitro, los aceites esenciales y otros extractos naturales también han sido incorporados a los recubrimientos comestibles. Así, el empleo de carvacrol y cinamato

www.bibliotecahorticultura.com

331


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

de metilo incorporados a un recubrimiento de alginato permitió el control de Escherichia coli O157: H7 y B. cinerea en fresa (Peretto et al., 2014), extractos de semillas de pomelo eran capaces de inhibir el crecimiento de B. cinerea en uva (Xu et al., 2007), aceites de tomillo y lima incorporados a goma de mesquite contra Rhizopus stolonifer en papaya (Bósquez-Molina et al., 2010) o quitosano para el control de la podredumbre marrón causada por M. fructicola en melocotón (Ma et al., 2013) o la podredumbre gris causada por Botritis cinerea en uva de mesa (Romanazzi et al., 2002). Sin embargo, su aplicación a nivel comercial puede verse condicionado en algunos casos por su efecto negativo sobre la calidad sensorial. Agentes de control biológico: Otra de las formas en la que los agentes de control biológico descritos anteriormente se pueden utilizar en poscosecha es su incorporación a recubrimientos comestibles. Si bien es verdad que ya han sido ensayados para control de podredumbres en naranjas (El Ghaouth et al., 2000), manzana (Yu et al., 2007), rambután (Martínez-Castellanos et al., 2009) o pera (Yu et al., 2012), su uso se presenta muy complicado a nivel industrial debido a la dificultad de formular productos que mantengan la viabilidad del agente de biocontrol y que se distribuyan de forma homogénea por la superficie de la fruta a proteger.

8. Conclusión Para una correcta conservación de las frutas de hueso y alargar su vida útil lo máximo posible manteniendo la calidad, es necesario la aplicación de diferentes tecnologías poscosecha, si bien es verdad que no hay una solución general y hay que estudiar cada especie y variedad en detalle. Sin embargo, a grandes rasgos, se pueden estipular las siguientes recomendaciones: -

Manipulación cuidadosa para evitar daños mecánicos Optimizar las condiciones de conservación: refrigeración, ventilación, humedad, composición gaseosa, envases y embalajes, … Uso correcto de las tecnologías de control de patógenos Búsqueda de nuevas técnicas

Bibliografía Bósquez-Molina, E.; Ronquillo-De Jesús, E.; Bautista-Baños, S.; Verde-Calvo, J.R.; Morales-López, J. (2010). Inhibitory effect of essential oils against Colletotrichum gloeosporioides and Rhizopus stolonifer in stored papaya fruit and their possible application in coatings. Postharvest Biology and Technology, 57: 132-137. Calvo, H.; Marco, P.; Blanco, D.; Oria, O.; Venturini, M.E. (2017). Potential of a new strain of Bacillus amyloliquefaciens BUZ-14 as a biocontrol agent of postharvest fruit diseases. Food Microbiology, 63: 101-110. Calvo, H.; Redondo, D.; Remón, S.; Venturini, M.E.; Arias, E. (2018). Efficacy of electrolyzed water, chlorine dioxide and photocatalysis for disinfection and removal of pesticide residues from stone fruit. Postharvest Biology and Technology, 148: 22-31.

332

www.bibliotecahorticultura.com


2.3. Tecnología poscosecha en fruta de hueso

Chen, J.Y.; Lin, Y.J.; Kuo, W.C. (2013). Pesticide residue removal from vegetables by ozonation. Journal of Food Engineering, 114: 404-411. El Ghaouth, A.; Smilanick, J.L.; Wilson, C.L. (2000). Enhancement of the performance of Candida saitoana by the addition of glycolchitosan for the control of the postharvest decay of apple and citrus fruit. Postharvest Biology and Technology, 19: 103-110. Fagundes, C.; Pérez-Gago, M.B.; Monteiro, A.R.; Palou, L. (2013). Antifungal activity of food additives in vitro and as ingredients of hydroxypropyl methylcellulose-lipid edible coatings against Botrytis cinerea and Alternaria alternata on cherry tomato fruit. International Journal of Food Microbiology, 166: 391-398. Hsu, S.Y. (2005). Effects of water flow rate, temperature and salt concentration on chemical and physical properties of electrolyzed oxidizing water. Journal of Food Engineering, 66: 171176. Karaca, H.; Pérez-Gago, M.B.; Taberner, V.; Palou, L. (2014). Evaluating food additives as antifungal agents against Monilinia fructicola in vitro and in hydroxypropyl methylcellulose-lipid composite edible coatings for plums. International Journal of Food Microbiology, 179 72-79. Luchsinger, L.; Artés, F. (2000) Alleviating chilling injuries in stone fruit. En: M.I. Gil; F. Artés, F.; M.A., Conesa (Eds.), Improving Postharvest Technologies for Fruits, Vegetables and Ornamentals. Paris: International Institute of Refrigeration. Ma, Z.; Yang, L.; Yan, H.; Kennedy, J.F.; Meng, X. (2013). Chitosan and oligochitosan enhance the resistance of peach fruit to brown rot. Carbohydrate Polymer, 94: 272-277. Martínez-Castellanos, G.; Shirai, K.; Pelayo-Zaldívar, C.; Pérez-Flores, L.; Sepúlveda-Sánchez, J.D. (2009). Effect of Lactobacillus plantarum and chitosan in the reduction of browning of pericarp rambutan (Nephelium lappaceum). Food Microbiology V (26). 444-449. Mehyar, G.F.; Al-Qadiri, H.M.; Abu-Blan, H.A.; Swanson, B.G. (2011). Antifungal effectiveness of potassium sorbate incorporated in edible coatings against spoilage molds of apples, cucumbers, and tomatoes during refrigerated storage. Journal of Food Science, 76: 210217. Murray, R.; Lucangeli, C.; Polenta, G.; Budde, C. (2007). Combined pre-storage heat treatment and controlled atmosphere storage reduced internal breakdown of ‘Flavorcrest’ peach. Postharvest Biology and Technology, 44: 116-121. Peretto, G.; Du, W-X.; Avena-Bustillos, R.J.; Berrios, J.D.J.; Sambo, P.; Mchugh, T.H. (2014). Optimization of antimicrobial and physical properties of alginate coatings containing carvacrol and methyl cinnamate for strawberry application. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 62: 984-990. Redondo, D.; Díaz, A.; Falcón, J. AQUALIFE. Efectos del sistema de nebulización AQUALIFE en la conservación y calidad de la fruta en condiciones de frío convencional. (2016) https://nebulizacion.eu/wp-content/uploads/2017/05/Informe-CSIC-PRELIMINARAqualife-2016-cereza.pdf. Acceso: 1 March 2019

www.bibliotecahorticultura.com

333


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Redondo, D.; Díaz, A.; Val. J. (2017). Low Oxygen Treatment prior to cold storage to maintain the quality of peaches. Poster session presentation at VI International Postharvest Unlimited, Madrid (Spain) Romanazzi, G.; Nigro, F.; Ippolito, A.; Di Venere, D.; Salerno, M. (2002). Effects of pre and postharvest chitosan treatments to control storage grey mold of table grapes. Journal of Food Science V, 67: 1862-1867. Xu, W.T.; Huang, K.L.; Guo, F.; Qu, W.; Yang, J.J.; Liang, Z.H.; Luo, Y.B. (2007). Postharvest grapefruit seed extract and chitosan treatments of table grapes to control Botrytis cinerea. Postharvest Biology and Technology, 46: 86-94. Yu, T.; Yu, C.; Chen, F.; Sheng, K.; Zhou, T.; Zunun, M.; Abudu, O.; Yang, S.; Zheng, X. (2012). Integrated control of blue mold in pear fruit by combined application of chitosan, a biocontrol yeast and calcium chloride. Postharvest Biology and Technology, 69: 49-53. Zhou, H.W.; Lurie, S.; Lers, A.; Khatchitski, A.; Sonego, L.; Ben Arie, R. (2000). Delayed storage and controlled atmosphere storage of nectarines: two strategies to prevent woolliness. Postharvest Biology and Technology, 18: 133-141. Zhu, L.Q.; Zhou, J.; Zhu, S.H. (2010). Effect of a combination of nitric oxide treatment and intermittent warming on prevention of chilling injury of ‘Feicheng’ peach fruit during storage. Food Chemistry, 121: 165-170.

334

www.bibliotecahorticultura.com


2.4. TECNOLOGÍA POSCOSECHA EN HORTALIZAS Alicia Namesny info@poscosecha.com Poscosecha.com / Postharvest.biz

Índice 1. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 3. 3.1 3.2. 4. 4.1. 4.2. 5. 5.1. 5.2.

Introducción Aspectos generales Tasa respiratoria Sensibilidad al etileno Sensibilidad a sufrir daños por frío Hortalizas de hoja, tallo y flor Principales causas de pérdida de calidad en poscosecha en hortalizas de tejidos foliáceos suculentos Manejo del ambiente en poscosecha Hortalizas de órganos subterráneos Principales causas de pérdida de calidad en poscosecha en hortalizas de órganos subterráneos Manejo del ambiente en poscosecha Hortalizas de fruto Principales causas de pérdida de calidad en poscosecha en hortalizas de fruto Manejo del ambiente en poscosecha

336 336 337 337 338 338 339 339 340 341 341 342 343 343

Resumen Las especies englobadas como hortalizas incluye estructuras botánicas muy diferentes; se las diferencia en hortalizas de tejidos foliáceos suculentos, de órganos subterráneos y de fruto. Se analiza las diferencias fisiológicas (respiración, sensibilidad al etileno, sensibilidad a daños por frío) entre estos grupos y sus consecuencias en el manejo poscosecha. El manejo de la temperatura es para este grupo de vegetales también el principal factor para prolongar su vida poscosecha y se menciona la importancia de la humedad relativa alta para mantener la vitalidad en la mayoría de estos productos, así como las posibilidades de las tecnologías disponibles de control atmosférico para las especies más sensibles y de más valor. Una serie de Tablas incluyen recomendaciones específicas de manejo.

335


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

1. Introducción Las hortalizas se agrupan, desde el punto de vista de sus características poscosecha, en tres grupos que responden a un metabolismo semejante y, en consecuencia, tienen un comportamiento posrecolección similar y requisitos también similares de manejo. Se trata de las (1) hortalizas de hoja, tallo y flor, (2) hortalizas con órganos comestibles subterráneos y (3) hortalizas de fruto. Las primeras incluyen lechugas, coles, espárrago, bróculi, …; las segundas incluyen a patatas, ajos, zanahorias, … y a las hortalizas de fruto pertenecen tomates, pepinos, etc.

2. Aspectos generales Para todas las hortalizas, con independencia del grupo al que pertenezcan, el comportamiento poscosecha dependerá, además de otros dos factores. Por un lado, del estado de desarrollo en que se consuma la hortaliza en cuestión. La conservación de una calabaza, que se recolecta madura botánicamente, es muy superior a la de un calabacín, que se consume comercialmente maduro pero inmaduro fisiológicamente. En tomate, la temperatura óptima depende del grado de madurez del fruto; al estar más maduro soporta temperaturas más bajas. El otro factor que incide en el manejo poscosecha es el origen de la hortaliza; las de zonas tropicales son sensibles a sufrir daños por frío con más probabilidad que las de otras regiones. Las hortalizas comparten con los otros productos hortícolas (frutas y especies ornamentales) el que las prácticas de manejo durante el cultivo afecten su comportamiento poscosecha, la importancia de la determinación del momento de recolección, y el continuar evolucionando una vez separadas de la planta. Igualmente, importante es el propio momento de la recolección, tanto en la que se refiere al estado de madurez del producto, como a las prácticas que se siguen (cuidados al producto). Las hortalizas recolectadas siguen viviendo y respiran, transpiran y experimentan cambios composicionales que alteran el nivel de sustancias de reserva (azúcares, almidón, lípidos), los pigmentos, vitaminas, ácidos orgánicos, sustancias nitrogenadas (proteínas, enzimas), sustancias pécticas, volátiles (etileno, otras sustancias que intervienen en aromas y sabor). También se producen cambios debidos al crecimiento y desarrollo, como la elongación de los espárragos o la apertura de las flores del brócoli. Todo esto afecta a características de interés para el consumo, como son el aspecto (brillo, color, turgencia, etc.), sabor, olor, textura, valor nutritivo, y también a características vinculadas a la conservación, como es el nivel de resistencia a enfermedades. La temperatura es, con diferencia, el principal elemento ambiental a manejar para prolongar la vida poscosecha en las hortalizas. Cuanto menor sea su vida poscosecha potencial, más importante será el preenfriamiento; un ejemplo extremo es la fresa, en enfriarlas rápidamente una vez cosechadas, se produce una mejora considerablemente en su conservación. Para la aplicación de atmósferas controladas existen un número creciente de dispositivos para aplicar a nivel de palet en los productos más valiosos (fresas y otras bayas). Entre las características metabólicas que más afectan a la duración poscosecha se encuentran la tasa respiratoria, la sensibilidad al etileno, y la sensibilidad a sufrir daños por frío.

336

www.bibliotecahorticultura.com


2.4. Tecnología poscosecha en hortalizas

2.1. Tasa respiratoria La clasificación de las hortalizas en función de su tasa respiratoria la muestra la Tabla 1; se observa la mayor tasa respiratoria de las hortalizas en activo crecimiento respecto a los órganos desarrollados y más aún, de los órganos de reserva. Tabla 1. Clasificación de las hortalizas en función de su tasa respiratoria mg CO2/kg.h a 5 ℃

Clase Muy baja

<5

Baja

5-10

Moderada

10-20

Alta

20-40

Muy alta

40-60

Extremadamente alta

>60

Productos Remolacha, apio, ajo, cebolla, patata madura, boniato, melón Col, melón cantalupo, zanahoria sin hojas, pepino, higo, lechuga, patata inmadura, rábano sin hojas, calabacín, tomate, hortalizas de hoja Zanahoria con hojas, coliflor, puerros, lechuga, judías de Lima, rábano con hojas Alcachofa, brotes de soja, brócoli, coles de Bruselas, flores, endibia, cebollas verdes, okra, judía verde, berro Espárrago, setas, perejil, guisante, espinaca, maíz dulce

2.2. Sensibilidad al etileno La sensibilidad al etileno es generalmente mayor en hortalizas poco protegidas, como son las de tejidos suculentos, pero existen efectos específicos, como la alteración del sabor de las variedades antiguas de zanahorias que producía este gas o la inducción o control de la brotación de patatas, en función de la dosis. La Tabla 2 muestra la clasificación de las hortalizas en función de su sensibilidad al etileno. Tabla 2. Clasificación de las hortalizas en función de su tasa de producción de etileno ml C2H4/ kg.h a 20 ℃

Clase

Muy baja

< 0,1

Baja

0,1 – 1,0

Moderada Alta Muy alta

1,0- 10,0 10- 100 > 100

www.bibliotecahorticultura.com

Productos Alcachofa, espárrago, coliflor, fresa, hortalizas de hoja, órganos subterráneos, patata, la mayor parte de flor cortada Pepino, berenjena, okra, aceituna, pimiento, calabacín, sandía Melón, tomate Melón cantalupo -

337


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

2.3. Sensibilidad a sufrir daños por frío La capacidad de los tejidos de las diferentes hortalizas de soportar temperaturas bajas condiciona la posibilidad de aprovechar este factor para prolongar la conservación. Las temperaturas bajas ya que éstas son siempre son beneficiosas por su capacidad de inhibir el crecimiento microbiano y, generalmente, también la tasa respiratoria, y siguen siendo el principal factor para manejar en la poscosecha. Todos los restantes, atmósferas controladas, modificadas, etc., se suman al control de temperaturas, pero no lo sustituyen. Como “daños por frío” se conocen a los que ocurren por encima de 0℃ (frente a los “daños por congelación”, que aparecen a temperaturas menores a 0℃ en términos genéricos. Realmente, por debajo de la temperatura de congelación, que es propia de cada producto). La aparición de cualquier tipo de daño inducido por la temperatura depende del tiempo de exposición. Un ejemplo son los espárragos, que soportan conservaciones breves a temperaturas en torno a 1℃, pero muestran daños en períodos prolongados como pueden darse en envíos por mar. La Tabla 3 muestra qué hortalizas comunes o relativamente comunes en el comercio son sensibles a este tipo de daños. Tabla 3. Hortalizas sensibles a sufrir daños por frío Grupo Hortalizas de tejidos foliáceos suculentos Hortalizas subterráneas Hortalizas de fruto

Especie Espárrago (conservación prolongada) Boniato, mandioca, ñame, patata, taro Berenjena, calabacín, judía verde, melón, okra, pepino, pimiento, sandía

3. Hortalizas de hoja, tallo y flor El grupo de las “hortalizas de hoja, de tallo y de flor” comprende especies consumidas por sus hojas (lechugas, coles, …), por sus tallos (espárragos, hinojo) y por flores (brócoli, alcachofa, …). También deben considerarse dentro de este grupo, por las características de sus tejidos y sus requerimientos poscosecha, a champiñones y setas. Tienen en común el estar formadas por tejidos foliáceos suculentos. Como muestra la Tabla 1, su actividad metabólica es alta, propia de tejidos inmaduros, en crecimiento activo, o de órganos vegetativos. Salvo excepciones, poseen escasas reservas alimenticias. Carecen de tejidos de protección frente a la pérdida de agua. Todos estos factores redundan en una vida posrecolección generalizadamente breve; una excepción es la col repollo, una hortaliza históricamente básica en zonas de inviernos intensos, que por su contenido de azúcares en las hojas, soporta meses de conservación. Este grupo de hortalizas generalmente no es sensible a daños por frío, por lo que pueden aprovecharse los beneficios de las temperaturas bajas en su conservación (Figura 1). La temperatura idónea para conservarlas es de 1℃. Por el elevado metabolismo de estas hortalizas y su escasa vida poscosecha, el preenfriamiento es importante. Con esta práctica se logra disminuir la pérdida de agua, al reducirse tanto transpiración como evaporación, con lo que el marchitamiento se ralentiza, y también disminuye la pérdida de peso, tanto por evitarse el consumo de las sustancias de reserva y de agua.

338

www.bibliotecahorticultura.com


2.4. Tecnología poscosecha en hortalizas

Figura 1. Brócoli en cajas a granel con hielo

Las mismas características de fragilidad obligan a un manejo particularmente esmerado en las restantes operaciones; estudios realizados en lechuga indican que las mayores causas de pérdida de calidad en poscosecha hasta llegar al punto de venta son las roturas de hojas durante la manipulación (Mondino et al. 2007). La producción de etileno en las hortalizas de tejidos foliáceos suculentos es sumamente baja, pero la mayoría de ellas son sensibles a este gas. 3.1. Principales causas de pérdida de calidad en poscosecha en hortalizas de tejidos foliáceos suculentos Las principales causas de pérdida de calidad en las hortalizas de tejidos foliáceos suculentos son la pérdida de agua, el amarilleamiento, las enfermedades parasitarias y los cambios composicionales. 3.2 Manejo del ambiente en poscosecha La práctica del preenfriamiento es esencial en la mayor parte de los integrantes de este grupo de hortalizas, y en especial cuanto mayor sea la temperatura durante la época de recolección. Cuidados simples pero efectivos a partir de la recolección son importantes, uno de los principales evitar la exposición al sol. El método de preenfriamiento más idóneo es el vacío para las hortalizas de hoja (lechugas, escarolas), el enfriamiento por agua para productos que soportan la inmersión como los espárragos, y el enfriamiento por aire húmedo forzado, que se adapta a todas las especies. La temperatura idónea para conservarlas es 0 a 1℃ y la humedad relativa lo más próxima posible al 100%. Por la sensibilidad de las especies de este grupo al marchitamiento por pérdida de agua, el envasado en plásticos es de gran ayuda para mantener la calidad, siempre y cuando el manejo de temperaturas sea correcto. Algunas especies muestran sensibilidad al etileno o a concentraciones altas de anhídrido carbónico o bajas de oxígeno, como ocurre en las atmósferas modificadas que se forman en los envases de plástico (dependiendo de la permeabilidad del film, de la temperatura, etc.). El etileno provoca en lechuga Iceberg un moteado en las nervaduras, russet spotting (punteado rojizo) y las lechugas acogolladas, en general, incluyendo la iceberg, son sensibles a las concentraciones altas de anhídrido carbónico que provoca una mancha parda.

www.bibliotecahorticultura.com

339


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

4. Hortalizas de órganos subterráneos El grupo de las “hortalizas de órganos subterráneos” tiene en común el tratarse de órganos, subterráneos en la mayoría de los casos, donde se deposita material de reserva; botánicamente engloban estructuras diferentes (tubérculos, rizomas, bulbos, tallos engrosados). Estas reservas les confieren, en general, una elevada capacidad de conservación, que constituye su principal característica desde el punto de vista del comportamiento poscosecha. La máxima capacidad de conservación la exhiben los órganos maduros fisiológicamente; en ese momento han acabado la preparación para un período de reposo y su actividad metabólica es mínima. Sin embargo, las formas de consumo hacen que muchos de estos productos se cosechen inmaduros fisiológicamente, lo que lleva asociado una capacidad de conservación considerablemente menor que la potencial. Las zanahorias tiernas no pueden guardarse más allá de dos meses, frente a los cuatro y más de las maduras. También es un factor a tener en cuenta la forma de presentación; si las zanahorias se presentan con hojas, éstas serán el factor limitante de la conservación, ya que su vida poscosecha es tan corta como otras hojas (Figura 2).

Figura 2. Conjunto de patatas para asar Fuente: Ulma Packaging

Otro aspecto que interesa en estas hortalizas es su procedencia; al comercio moderno se han ido incorporando en las últimas décadas especies de origen tropical, que suelen ser sensibles a sufrir daños por frío, con la excepción de la mandioca. En relación con la humedad relativa en el almacenamiento, es el único grupo de hortalizas en el que existen algunas especies para las que una recomendación de un ambiente tan próximo como sea posible al 100% de humedad relativa no es válida. Se trata de ajos y cebollas, que por la presencia de catáfilas que, en ambiente húmedo, son fácilmente colonizadas por hongos (Aspergillus, Colletotrichum) que dan coloraciones negras. Al tratarse de órganos de reserva son tejidos voluminosos; a efectos que cicatricen heridas que se puedan producir durante la cosecha y manipulación subsiguiente, muchos de ellos se benefician del “curado”. Esta es una práctica que consiste en poner al producto en condiciones que favorezcan la cicatrización de heridas durante un período, previo al almacenamiento. De esta forma se reduce la incidencia de enfermedades provocadas por patógenos que entran por heridas.

340

www.bibliotecahorticultura.com


2.4. Tecnología poscosecha en hortalizas

Con relación al preenfriamiento, como en todos los productos, las hortalizas de órganos subterráneos se benefician de llegar a su temperatura óptima lo antes posible, pero mientras esta práctica es muy importante para zanahorias con hojas, no sucede los mismo en una patata madura. En las que se practica el curado, una vez acabado este período, es importante que la temperatura descienda hasta el nivel apropiado pronto. Productos cosechados maduros, como ajos o cebollas de temporada, pasan por un período de inhibición de la brotación que es independiente de la temperatura a la que se almacenen. Las hortalizas de órganos subterráneos producen cantidades insignificantes de etileno y en general no son demasiado sensibles a este gas. Esto no significa insensibilidad; en la zanahoria estimula la brotación y en patata, según los niveles, puede inducir o inhibir la brotación. El control de insectos en el almacenamiento es otro aspecto relevante en la conservación de muchas de las hortalizas de este grupo; su riqueza en nutrientes, así como lo prolongado del período de conservación, a lo que se suma el que se trata de instalaciones que suelen ser más precarias que las cámaras frigoríficas, favorece la presencia de plagas. 4.1 Principales causas de pérdida de calidad en poscosecha en hortalizas de órganos subterráneos En este grupo de hortalizas, al carácter de órgano de reserva se suma que, en muchos casos la parte comestible es la forma de propagación vegetativa; ejemplo típico de ello es la patata. Una de las principales limitantes al almacenamiento en hortalizas subterráneas es pues la emisión de brotes y raíces. Suele haber un período de inhibición natural de la brotación posterior a la recolección, en que las condiciones ambientales no influyen, pero al igual que Al igual que sucede con otros procesos biológicos, el manejo de las temperaturas constituye la principal herramienta para controlar este fenómeno. También puede haber sustancias inhibidoras de la brotación y en los últimos años se han introducido en el mercado varias basadas en sustancias “naturales”, también de uso alimentario. 4.2 Manejo del ambiente en poscosecha El manejo del ambiente poscosecha comprende el curado, el preenfriamiento y las condiciones de almacenamiento, con particularidades diferenciales por especie, recogidas en las tablas siguientes para las principales. Respecto a las zanahorias tiernas, se benefician del preenfriamiento (hidroenfriamiento o por aire forzado húmedo) y la temperatura de conservación óptima es como las hortalizas de hoja, en torno a 1ºC. La sustancia de reserva más común es el almidón, que está en equilibrio dinámico con los azúcares. Las temperaturas bajas favorecen la acumulación de estos últimos, lo que es indeseable especialmente para patatas destinadas a industrializar fritas, ya que las temperaturas a que se las somete producen caramelización de los azúcares y aparición de colores

www.bibliotecahorticultura.com

341


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Tabla 4. Condiciones para el curado Producto Patata Boniato Ñame Mandioca Ajo, cebolla

Temperatura (℃) 15-20 30-32 32-40 30-40 15-20

Humedad relativa (%) 85 85 90 90 60

Duración (días) 5 4 1 2 1

5. Hortalizas de fruto Las hortalizas de fruto tienen en términos generales una conservación intermedia entre las de ambos grupos anteriores, que depende del estado de madurez botánica en que se consuma el fruto en cuestión. En términos generales es de unas 3 semanas, aunque hay melones que se conservan hasta dos meses y calabazas que superan este período. En la duración de la vida poscosecha de los frutos influye el estado de madurez botánica en que se les recoge y si se trata de frutos climatéricos o no. La mayor parte de las hortalizas de fruto no son climatéricas, pero sí lo son el tomate y algunos tipos de melón. Un fruto que ha madurado botánicamente soporta conservaciones más prolongadas que las de un fruto inmaduro; calabaza y calabacín son ejemplos de ambas situaciones. En los frutos climatéricos, al llegar a la madurez fisiológica, aumentan tanto la respiración como la capacidad de producir etileno. En frutos no climatéricos, la producción de etileno no es autocatalítica y el proceso de maduración es independiente de la presencia del gas. La producción de etileno endógena acelera el propio proceso de maduración en frutos climatéricos y si están junto con productos sensibles al etileno, acelerarán la senescencia de estos últimos. En frutos no climatéricos el comportamiento poscosecha parece más influido por el contenido de humedad del ambiente que lo rodea, mientras que en los climatéricos este factor resultad menos importante que las concentraciones de gases (etileno, oxígeno y anhídrido carbónico). La exposición de frutos no climatéricos al etileno induce un deterioro rápido, independientemente del estado de madurez. Varias de las especies que pertenecen a este grupo sufren daños por frío, bien porque provienen de zonas más cálidas o porque el estado de maduración es que se las recoge, con los tejidos inmaduros, las hace más susceptibles. Como ejemplo, la temperatura que soporta un tomate recogido maduro es menor que la que óptima para un tomate verde-pintón. Como se ha mencionado en grupos previos, la sensibilidad a los daños por frío depende del período de exposición. El preenfriamiento beneficia la conservación y el aire forzado húmedo es el método apropiado para las hortalizas de fruto. En frutos como la fresa, que prácticamente carece de tejidos protectores, su aplicación tiene especial importancia para retrasar el desarrollo de hongos (Botrytis) (Figura 3).

342

www.bibliotecahorticultura.com


2.4. Tecnología poscosecha en hortalizas

Figura 3. Conservación de bayas en atmósfera controlada individualizada por palet Fuente: Absoger

5.1 Principales causas de pérdida de calidad en poscosecha en hortalizas de fruto En las hortalizas de fruto las principales causas de pérdida de calidad son similares a las que afectan a las hortalizas de tejidos foliáceos suculentos. La pérdida de agua produce pérdida de brillo y arrugamiento; el amarilleamiento afecta a hortalizas cuyo color deseable es el verde, así como al cáliz con que se comercializan muchas hortalizas de fruto. También inciden las enfermedades. Los síntomas de daños por frío son frecuentes y predisponen al desarrollo de patógenos. Los cambios composicionales son de especial importancia en productos como guisantes o maíz dulce, en que el sabor dulce, deseable, disminuye por pasaje de azúcares a almidón. 5.2 Manejo del ambiente en poscosecha Para muchas de las hortalizas de fruto más importantes en el comercio, la temperatura óptima es la de las “cámaras calientes”, entre 7 y 12℃, y todas se benefician de una humedad relativa alta. Para especies de origen templado o de zonas frías, como fresas y otras bayas, el rango de temperatura óptimo es en torno a 1 ℃. En el siguiente enlace, Marita Cantwell del Postharvest Center, UC Davis, indica las condiciones óptimas de conservación para diferentes especies de hortalizas de los tres grupos considerados: http://postharvest.ucdavis.edu/files/230191.pdf

Bibliografía Kader, A.A. (2007) Tecnología Postcosecha de Cultivos Hortofrutícolas. Davis: UCANR Publications. http://postharvest.ucdavis.edu/Bookstore/Tecnolog%C3%ADa_Poscosecha_de_Cultiv os_Hortofrut%C3%ADcolas/ Mondino, M.C.; J. Ferratto, I.; Firpo, R.; Rotondo, M.; Ortiz Mackinson, R.; Grasso, P. Calani; Longo, A. (2007). Pérdidas poscosecha de lechuga, en la región de Rosario, Argentina.

www.bibliotecahorticultura.com

343


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Horticultura Argentina, 26(60): 17 24. https://www.poscosecha.com/es/noticias/evaluacion-de-perdidas-poscosecha-enlechuga/_id:80737/ Muñoz Gómez, R.M. Enfermedades de patata y cebolla. Curso Poscosecha 2018. https://www.bibliotecahorticultura.com/wpcontent/uploads/2018/02/MU%C3%91OZ-G%C3%93MEZ-Ramona-Mar%C3%ADa.Febrero-2018.-Poscosecha-en-hortalizas-subterr%C3%A1neas-plagas-y-enfermedadesen-cebolla-y-patata-Presentaci%C3%B3n.pdf Namesny, A. (1993). Post-recolección de hortalizas. Vol. I – Hortalizas de hoja, tallo y flor. Reus: Ediciones de Horticultura (*) Namesny, A. (1996). Post-recolección de hortalizas. Vol. II – Bulbos, tubérculos, rizomas, … Reus: Ediciones de Horticultura (*) Namesny, A. (1993). Post-recolección de hortalizas. Vol. III – Hortalizas de fruto. Reus: Ediciones de Horticultura (*) Piccolo, R. (2012). Enfermedades de la zanahoria. En: J. C. Gaviola (Eds.), Manual de Producción de zanahoria. Argentina: INTA. https://inta.gob.ar/documentos/manual-de-produccionde-zanahoria (*) Los contenidos están disponibles en Biblioteca de Horticultura, http://publicaciones.poscosecha.com/es/, poniendo en el buscador el nombre de la especie de interés o Posrecolección_de_hortalizas

344

www.bibliotecahorticultura.com


2.5. TECNOLOGÍA POSCOSECHA EN AGUACATE Apuntes sobre el cultivo del aguacate Esteban Soler López esoler@ruchey.eu Cooperativa de Callosa d’En Sarrià

Índice 1. 2. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7. 4.

Antecedentes Descripción Cultivo Elección de la parcela Suelos y agua Preparación de la plantación Patrones y variedades Nutrición Prácticas culturales Sanidad vegetal Comercialización

345 347 348 348 348 349 349 350 350 352 353

Resumen En la comarca alicantina de La Marina Baixa, especialmente dedicada al níspero japonés, en los años setenta del siglo pasado ya se hicieron plantaciones de aguacates. Treinta años después, frente a la grave crisis de la citricultura valenciana, se ha apostado por este cultivo como complemento al níspero y como sustituto de los cítricos, aprovechando el clima y las aguas de la zona. Se está intentando cultivar este cultivo subtropical bajo condiciones de clima mediterráneo sabiendo lo frágil que puede ser. Para ello, nos apoyamos en centros de investigación, como la Estación Experimental La Mayora (CSIC Málaga), con el fin de aprender a domesticar este cultivo.

1. Antecedentes Las primeras plantaciones de aguacates, de forma regular, que se conocen en la Comarca son de los años setenta y ochenta del siglo XX. En aquellos años las Oficinas Comarcales de Extensión Agraria realizaban funciones que en la actualidad no ejercen: asesoramiento técnico, formación profesional, viajes técnicos a otras zonas de cultivo, introducción de posibles cultivos emergentes, etc. Las relaciones personales entre los directores de las oficinas de Callosa y de Almuñécar (Granada) eran muy fluidas. Eran comarcas con un cultivo en común, el níspero.

345


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Incluso antes de esas fechas ya se produjeron intercambios de variedades, llegando a nuestra zona el Golden Nugger, Magdall, Moggi, Tanaka, etc. Dentro de este intercambio se trajeron plantas de aguacates para ver su adaptación a la zona, así como Chirimoyas, Mangos, etc. Se trajeron las variedades de aguacates Hass, Bacon y Fuerte principalmente. Se realizaron varias plantaciones regulares. Se trataba de un cultivo totalmente opuesto al níspero: poca mano de obra, pocos tratamientos, pocas prácticas culturales, árboles enormes. Hay que tener en cuenta que entonces la mano de obra era muy barata respecto a los precios de las cosechas. Su resultado fue muy pobre. Cultivo vecero, poca producción y poco consumo salvo para los mercados turísticos de Benidorm y alrededores. Aquí nadie conocía ni el cultivo ni la fruta. Su rentabilidad frente a los cítricos y el níspero no tenía comparación. Lo único que tenía era su comodidad: recolectabas cuando querías. Todo se reducía al riego y a la aplicación de fertilizantes, similar al cítrico, y cada 2 o tres años poda. La mayoría de aquellas parcelas piloto desaparecieron. A finales de los años 90 las cosas cambian en dos aspectos: -

-

Su conocimiento por parte del consumidor europeo, lo que implica un aumento exponencial de la demanda lo que implicó un incremento del precio, multiplicándose por cuatro en 20 años. Crisis de la Citricultura. Nosotros fuimos los primeros que sufrimos esta crisis ya que, en nuestras estructuras agrarias, predominando el minifundio, los costes son muy elevados. La entrada en producción de grandes fincas en Murcia y Andalucía, así como la apertura del mercado comunitario a cítricos de países terceros fue agravando el tema. Esto último nos llevó a principios de este siglo a plantearnos en serio el cultivo del aguacate como alternativa a nuestros cítricos.

Nos pusimos en contacto con la Estación Experimental de La Mayora, iniciando unas relaciones excelentes, con viajes de nuestros técnicos a la zona productora andaluza, La Axarquia y con la realización de cursos de formación para nuestros socios por parte de sus técnicos. Empezamos a aprender a cultivar el aguacate, conocer sus problemas, ver su adaptación, el valor la calidad de nuestra fruta por nuestras condiciones agroclimáticas, etc. Es decir, intentamos aprovechar nuestras condiciones únicas: buen clima y agua de calidad y en cantidad. Sabíamos que, en la costa mediterránea, zonas que reunieran estas dos características a la vez eran pocas. Podría tener futuro. Por parte de los operadores comerciales nos insistían el hueco comercial que había en Europa durante el invierno. Otra característica importante que tiene el consumo del aguacate es que el mercado europeo principalmente conoce a la variedad Hass. Esta variedad posee unas características tanto de conservación, transporte como de sabor muy bueno. Es el referente mundial del aguacate, aunque tiene un periodo de recolección amplio ,3- 4 meses, se cultive donde se cultive en algún momento del año termina. En el hemisferio Norte los grandes productores son: México, Estados Unidos, Israel y España. Si México y USA se complementan, el mercado europeo desde febrero a abril es para nosotros. En la actualidad estamos alrededor de 500 hectáreas plantadas e incrementando las mismas año a año.

346

www.bibliotecahorticultura.com


2.5. Tecnología poscosecha en aguacate

2. Descripción El Aguacate, (Persea Americana Mill.), es un frutal de la familia de las Lauráceas (Laurel), de hoja perenne y porte erguido en algunas variedades y chaparro en otras con portes de hasta 10-12 metros o más. Se le considera un frutal de hueso. Es un frutal Subtropical adaptado a las zonas templadas. Su origen lo encontramos en Centroamérica, en la zona entre Guatemala y México. Su nombre común proviene de la lengua maya donde significa el árbol de la mantequilla. Fue traído a Europa por los españoles, primero a las islas Canarias, y posteriormente a la costa mediterránea. En los años sesenta empieza su expansión comercial por las zonas granadina y malagueña, Comarca de la Axarquia. Existen referencias de sus primeros estudios en España durante los años treinta. Su sistema radicular es muy superficial extendiéndose principalmente hasta los 30 cm. de profundidad y con pocas raíces pivotantes y de poca resistencia mecánica, (de ahí sus problemas graves con el viento). Sus hojas son perennes, simples y enteras que oscilan entre 18 y 25 cm de longitud y 10 de ancho, muy aromáticas. Sus tallos son erguidos, aunque emiten ramas laterales bastante horizontales, aunque, como ya hemos indicado, con muy poca resistencia mecánica. Tiene un crecimiento principal en primavera, donde aparecen yemas vegetativas, mixtas y las panículas de flor. En el verano (finales de junio primeros de julio, tras el cuajado y caída de fruta pequeña) suele tener una segunda brotación únicamente vegetativa y de menor importancia, aunque depende de la cantidad de cosecha que posea. Si no tiene cosecha o son plantones jóvenes a la salida del verano vuelve a tener otra vegetativa. Las flores están reunidas en forma de panículas y de racimos de color verde amarillento. En una panícula el número de flores oscila entre 200 y 250. Las flores son hermafroditas. A la salida del invierno, pueden apreciarse las yemas latentes que emergerán en primavera: redondeadas (florales o mixtas) o puntiagudas (vegetativas). La cantidad de cada una de ellas determinara la cosecha. Una característica propia del aguacate y que se manifiesta muy especialmente en las condiciones tropicales, es un comportamiento especial de las flores. En función del tipo de flor que tengan, las variedades se clasifican en tipo A y tipo B. Esto quiere decir que las variedades de tipo A, tienen su ovario receptivo durante 12 horas mientras su polen es infértil, y las del tipo B tienen sus pistilos cerrados durante 12 horas mientras su polen es fértil. (Sincronía Diurna protogínica dicogámica.). Resumiendo, aunque nuestras condiciones no son las tropicales, conviene tener en nuestras plantaciones determinado número de árboles de ambos tipos para garantizar la fecundación con un mínimo del 5% de la variedad polinizadora. Esto mismo nos lleva a la imperiosa necesidad de la colocación de colmenas, un mínimo de dos por hanegada para una normal polinización para asegurar una buena cosecha. En la actualidad ya se están utilizando colmenas de insectos polinizadores como los abejorros con resultados muy buenos. La combinación más frecuente es variedad base Hass y polinizadora Bacon o Fuerte.

www.bibliotecahorticultura.com

347


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Los frutos son de diferentes formas y tamaños según las variedades. Posee una única semilla, aunque posee varios embriones, uno sexual y los otros de la nucela. También su carne puede ser de diversa coloración más o menos pálida y amarilla. Su recolección fluctúa en función de la variedad existiendo fruta desde octubre a agosto. Su momento idóneo de recolección se determina en función del nivel de grasa que tiene. Es un fruto climatérico, es decir, se puede recolectar con un nivel de grasa determinando e ir evolucionando en función de sus condiciones de conservación, temperatura, CO2, etc., aunque su nivel de grasa no sube mucho, pero es muy importante ese nivel inicial de grasa para la calidad final al consumidor. Posteriormente necesitará madurar en textura y dureza externa. Su introducción en la Marina Baixa aparece a partir de los años 80 como alternativa a los cítricos en nuestra zona. En la actualidad tenemos unas 100 hectáreas plantadas y producimos unas 300 toneladas. En la zona de la Axarquia andaluza (Costa andaluza de Málaga y Granada), es donde se encuentran las principales zonas de producción así mismo como los viveros de más prestigio. Actualmente se cultiva por orden de producción en Méjico, USA, Brasil, América Central, Perú, Sudáfrica, Israel, Australia, etc. con un montante aproximado de 250 millones de toneladas.

3. Cultivo 3.1. Elección de la parcela Es muy importante el conocimiento de las características climáticas de la parcela. Estamos hablando de un cultivo subtropical. La parcela debe estar exenta de periodos de heladas. Temperaturas por debajo de -1℃ durante más de 2 horas pueden producir daños irreparables. Así mismo las temperaturas durante el periodo de floración no deben alcanzar temperaturas mínimas inferiores a 10-12℃, ya que el cuajado se ve muy mermado. Por otra parte, el factor viento es muy importante al tener el sistema radicular muy superficial. En nuestra zona, Marina Baixa, nos encontramos en el límite climático de cultivo por lo que cualquier stress en estos factores son determinantes en la cosecha: Humedades relativas bajas, exceso de lluvias en la floración, temperaturas muy elevadas en el cuajado y desarrollo inicial del fruto, fallos en el riego, etc. Las condiciones idóneas de cultivo son temperaturas diurnas entre 20 y 30℃, y las nocturnas superiores a 5℃. Los fríos pueden llegar a dañar no solo las hojas y al fruto sino incluso la madera, con temperaturas inferiores a 0℃ durante 6 horas. 3.2. Suelos y agua Es un cultivo muy exigente tanto en suelos como en calidad y cantidad de agua. Requiere suelos franco-arenosos, con poca caliza activa y sobre todo muy bien drenados. La asfixia radical en

348

www.bibliotecahorticultura.com


2.5. Tecnología poscosecha en aguacate

suelos pesados (arcillosos) es mortal. En suelos salinos hay que manejar muy bien el riego evitando concentraciones en el bulbo húmedo. Respecto a la calidad del agua es muy restrictivo. Conductividades por encima de 1.500 mmho s/cm empiezan a dar problemas. Respecto a toxicidad, los cloruros son determinantes. Los volúmenes necesarios en nuestras condiciones están del orden de 7.000 m3 por hectárea y año. 3.3. Preparación de la plantación Requieren una buena preparación del terreno, eliminando la capa impermeable con el subsolador. Es muy importante la eliminación de restos de raíces por los posibles problemas posteriores de hongos de suelo ya que los patrones normalmente utilizados son muy sensibles a los hongos autóctonos que tenemos en nuestras zonas. (Phytophtora, Rosellinia, Armilaria, principalmente). Evitar zonas de encharcamientos. La tendencia actual es el manejo de árboles de menor tamaño plantados a mayor densidad. En nuestra zona, las terrazas y abancalamientos suelen decidir los marcos de plantación yendo en la actualidad a densidades entre 20 y 30 árboles por hanegada plantándolos como mínimo a 6 metros entre ellos. En bancales planos y llanos los marcos suelen ser de 7X6 o 6X5. El aguacate necesita gran cantidad de luz para funcionar bien, principalmente respecto a la inducción floral. 3.4. Patrones y variedades Dentro de los aguacates, podemos realizar 3 divisiones principales respecto a razas. Mejicanos (más resistente al frío), guatemaltecos (Intermedios) y Antillanos (resistencia a la salinidad). Los patrones normalmente utilizados en la actualidad son: -

-

-

Topa-Topa. Supone aproximadamente el 80% de lo que existe plantado. Se adapta bien a condiciones se suelo desfavorables, caliza y drenaje. Se obtienen de semilla. Muy sensibles a Phytophthora, Rosellinia y Armillaria. Problemas: Poca uniformidad y exceso de vigor. Duke 7 Clonal. Al principio de su utilización eran importados directamente de California. Actualmente ya se producen en España. Etiolado. Son más tolerantes a Phytophthora que el resto. Su mayor virtud es su uniformidad, tanto en crecimiento como en producción. Es el más utilizado en el mundo. Toro Cañón. Parecido al Duke 7 pero con menor experiencia en los años. Dusa. También clonado. De origen sudafricano. Poca experiencia en nuestras condiciones.

Respecto a variedades por orden de precocidad y con variedades cultivadas aquí en España podríamos distinguir: Bacon (B), Zutano (B), Fuerte (B), Pinkerton(A), Hass(A), Lamb Hass (A) y Reed(A). La variedad de mayor calidad con diferencia es el HASS. Es el rey del aguacate. Sus condiciones de maduración, conservación y calidad son magníficas (De Diciembre a Junio). Todas las líneas de mejora tienen como base el Hass.

www.bibliotecahorticultura.com

349


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

El Reed, es el más tardío (julio-agosto), el de mayores rendimientos y el de peor calidad. En la actualidad se recolecta en enero-febrero para la industria farmacéutica. El Bacon es el más precoz (noviembre-diciembre) y de buena calidad en ese periodo de tiempo aunque peor que el Hass en su momento. Zutano, Fuerte y Pinkerton son de mediana estación (enero-marzo) y calidad aceptable. La variedad Lamb Hass, está dando buen resultado de producción y además a los 3 años empieza a dar cosecha. Parece menos vigorosa que la Hass. El problema lo tenemos que su nivel de grasa adecuada se alcanza a finales de mayo primeros de junio, independientemente de su tamaño. Otra de sus características es que bien pronto adquiere el color morado o negro encima del árbol en los meses de abril y mayo, aunque no tenga la grasa. En el aguacate el color negro siempre va asociado a un estado de madurez excesivo y los mercados lo deprecian porque piensan que tienen menor vida comercial. En la actualidad, algunos supermercados ya piden aguacates pre madurado para consumir inmediatamente y no esperar los 2 o 3 días de maduración en casa del consumidor. Salvo el Reed, con rendimientos de 1500 kilos/hanegada, todos los demás por término medio, no suelen pasar de 800 kilos/hanegada por año medio. 3.5. Nutrición Respecto a la nutrición del aguacate me remito al estudio realizado por la Estación Experimental de La Mayora, donde D. José María Farré Massip, titulado “La Nutrición del Aguacate en la Costa del Sol”, donde en líneas generales recomienda para plantaciones adultas los siguientes requerimientos: -

Nitrógeno: 100 a 200 kg de N / ha. año. 2-3 kilos S.A. árbol /año Fósforo: 20 a 40 kg P2O5 / ha. año. 0.2-0.4 kilos FMA árbol/año Potasio: 100 a 200 kg K2O / ha. año. 1-2 kilos NP árbol/año

La distribución de este es bastante similar al de los cítricos, con aportaciones iniciales en primavera fuertes de P y K2O y las de N principalmente en verano alargándose hasta octubre. Respecto a micronutrientes son de gran importancia las carencias de Hierro y de zinc. El Fe se suele aplicar en primavera a razón de 100-150 gramos de quelato por árbol tipo. En el caso del Zinc, es aconsejable, aprovechar algún tratamiento foliar para su incorporación en hoja. 3.6. Prácticas culturales Riegos Ya hemos comentado en el apartado anterior las necesidades de agua en el aguacate. En riego localizado es muy importante tener un volumen adecuado de raíces. Para conseguir esto es preciso como mínimo que consigamos superficies mojadas de bulbo superiores al 70% de la superficie sombreada del árbol. En la zona de producción del Sur, el sistema de riego más extendido en plantaciones adultas es la microaspersión con caudales entre 30-60 l/hora y en otros casos la utilización de un número muy importante de emisores por goteo.

350

www.bibliotecahorticultura.com


2.5. Tecnología poscosecha en aguacate

El agua es en este cultivo uno de los factores limitantes en la cosecha. La falta de agua de riego en los meses de junio a septiembre puede decidir la cosecha, ya que el aguacate, en caso de falta de esta, deja caer la cosecha, así como parte de las hojas. La que se queda tendrá un tamaño reducido. Poda La poda es una práctica cultural que pretende, rejuvenecer, mantener el tamaño del árbol y que entre la luz. En definitiva, domesticarlo. Es un factor determinante en el cultivo. Por otra parte, la madera del aguacate es muy sensible al sol, por lo que debemos proteger la madera con pinturas blancas sobre todo si se realizan las podas en pleno verano. Podemos distinguir dos tipos de poda: -

-

La poda de formación y mantenimiento que puede ser en forma de vaso o seto según el tipo de plantación. En nuestra zona normalmente es en vaso. La época suele ser a la salida del invierno, finales de febrero principios de marzo aprovechando un corte de fruta. Si el árbol ha tenido una cosecha normal, podar de manera suave: quitando supones altos, ramas interiores, faldas que tocan el suelo, lo habitual en un frutal de hoja perenne. En el caso de vecería, año con exceso de carga y tamaño pequeño, y al siguiente muy poca cosecha. La poda es la herramienta adecuada para paliar este problema. Como la vecería está asociada al árbol individual podemos concluir que la poda del aguacate es individualizada. Según la cosecha que tenga o haya tenido requerirá una poda distinta.

Si estamos en el año que le toca cargar en exceso. Año ON: -

-

Este año va a producir un exceso de flor y por lo tanto ha tenido el año pasado poca cosecha, conviene en febrero podar fuerte eliminando un porcentaje elevado de futuras flores, así como despuntar esas ramas donde ya se aprecian las yemas florales. Si nos hemos olvidado de hacer lo anterior (en febrero) y estamos a la entrada del verano, con exceso de cosecha: clarear los frutos y/o podar: debemos eliminar frutos para evitar la excesiva competencia y que la fruta se quede pequeña. En paralelo reforzar los abonados.

Si estamos en el año sin carga, el árbol ha tenido o tiene mucha cosecha del año anterior: -

En febrero no tocar el árbol. reforzar los abonados en primavera. Si llega el final del verano y continúa sin cosecha y el árbol muy vigorizado, debemos eliminar en octubre los chupones y brotes que sobren, así como doblar y torsionar los que dejemos, así mismo debemos rayarlos. Esto les quitará vigor y regulará la floración la primavera siguiente.

Para evitar vencerías conviene recolectar pronto (marzo y abril como máximo), ya que la presencia de exceso de fruta provoca una menor floración a la campaña siguiente. Aclareos esporádicos En la variedad Hass, puede ocurrir algún año de un exceso de cuajado, por lo que en los primeros estadios se le realiza un aclareo manual de fruta. (Primeros de julio). Ver apartado anterior. Esto

www.bibliotecahorticultura.com

351


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

es conveniente porque si no el árbol se agota tanto que al año siguiente no produce y los de ese año se quedan pequeños. Esto también se soluciona podando selectivamente en julio, donde eliminaremos exceso de cosecha. Recolección, clasificado y envasado Ya hemos comentado, que los niveles para determinar el momento de recolección vienen dados por la grasa que contengan. Ya hemos indicado los periodos de recolección aproximada en nuestra Comarca. En la práctica, a todas las variedades de primera y media campaña (Bacon, Fuerte, Zutano, Pinkerton) se les suele dar un par de pases lo antes posible una vez tengan un mínimo de tamaño y peso de 200 gramos. A mayor tamaño mejor precio. Estas variedades convienen recolectarlas pronto ya que, si se solapan con el Hass, bajan mucho su precio. Con el Hass, se suelen dar 2-3 pases con los mismos criterios de tamaño. Suele haber una clara relación entre tamaño y contenido en grasa por lo que con pesos superiores a 200 gramos la grasa ya es la adecuada. Si puede ser por tamaño antes de Navidad el primero, el segundo en marzo y el tercero en mayo. La variedad Reed, debe siempre esperar a que se termine el Hass si quiere tener un precio decente. En la actualidad, nosotros la vendemos a la industria farmacéutica. 3.7. Sanidad vegetal Plagas En condiciones normales no existen plagas dignas de tener en cuenta salvo condiciones excepcionales muy puntuales. Entre ellas destacaremos: -

-

352

Trips: Ataques en primavera que pueden dañar a los frutos y producir defoliaciones. Anecdótica. Protoplumbinaria: Es una cochinilla blanda que produce mucha melaza. Suele tener 4 generaciones. Es relativamente fácil de combatir, pero es muy apetecida por las hormigas por la gran cantidad de melaza que producen, lo que significa reinfestacciones en otoños. Tiene muchos parásitos y depredadores naturales pero las hormigas dificultan su labor. La solución está en dejar crecer la hierba silvestre para que las hormigas gramíneas se posiciones sobre este territorio y expulsen a las pequeñas. Se terminan los problemas. Anecdótica. Ácaro cristalino. Especie importada de Méjico. Muy agresiva en sus fases iniciales. La abamectina funciona bastante bien. Las temperaturas invernales más la presencia de depredadores de ácaros como Fitoseidos suelen reducir mucho sus efectos. En plantaciones adultas sus daños parecen más bien estéticos. No se debe tratar salvo plantones.

www.bibliotecahorticultura.com


2.5. Tecnología poscosecha en aguacate

Enfermedades Predominan los hongos de suelo, tales como Phytophthora, Armillaria y Rosellinia, que son el verdadero problema del aguacate. Cualquiera de estas tres especies ataca fulminantemente al aguacate y en especial Phytophthora. Las medidas preventivas son fundamentales en su control. Elección de los suelos, plantación en alto, evitar humedades en la base del cuello, eliminación de restos vegetales, plantas de viveros autorizados etc. En riegos localizados no colocar los emisores a menos de 20 cm del tronco. La utilización del patrón Duke-7, parece ser una buena medida de control ya que parece más tolerante. Si aparece la enfermedad, los dos o tres tratamientos anuales a base de Fosetil-Al se hacen imprescindibles.

4. Comercialización En el apartado de recolección se ha comentado las épocas y variedades de aguacates. El mercado europeo está prefiriendo un aguacate de tamaño medio, de 200-250 g que sirva como unidad para una familia tipo. A pesar de su alto contenido energético, su consumo per cápita está aumentando en todos los países europeos, destacando entre toda Francia. El consumo francés es en la actualidad el quíntuple del español por lo que es ese mercado el de referencia para todos. Suele ir envasado en platones de cartón de 4 kg netos, variando el número de piezas, 12, 16, 20, 24, 28, 32 y 36, siendo los más atractivos hasta el 24. Como competencia, a nivel mediterráneo únicamente tenemos a Israel, que últimamente ha bajado sus exportaciones. A nivel mundial, Sudáfrica es un gran productor y de alta calidad, suministrándonos la variedad Hass, cuando nosotros no la tenemos haciendo que la Bacon y Reed estén más baratas aún. Perú sé está posicionando como un suministrador muy fuerte con plantaciones en zona tropicales de ladera con altas producciones y muy precoces, llegando la variedad Hass a Europa en mayo. Los aguacates chilenos están saliendo hacia USA de momento, aunque los altos precios que se alcanzan en Europa hacen atractiva su importación. Opino que debemos vigilar a México. Está en nuestro hemisferio, con costes muy baratos de producción y transporte y sin pagar aranceles. De momento no se esmeran mucho en las calidades y además su principal mercado es USA y la industria del guacamole, que tanta aceptación tiene en aquellos mercados. La situación política proteccionista del Presidente Trump puede influir en la llegada de fruta a Europa. El gran desconocido es el mercado español. Se deberían realizar mucha más promoción para su consumo porque es un mercado muy próximo, atractivo y con muy bajo consumo.

www.bibliotecahorticultura.com

353


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

En la zona de la Axarquia, están poniendo en marcha una denominación de Origen del Aguacate de la Costa del Sol, con unas normas de calidad y control muy severas. La puesta en valor del aguacate español es una asignatura pendiente. Tenemos una gama de variedades cultivadas en España que abarcarían desde octubre a agosto: Bacon, Hass, Fuerte, Lamb y Reed. El producto de cercanía, criterios medioambientales (Kilómetro cero, Huella de carbono, etc.) podrían ayudar a crear una línea de aguacate autóctono de buena calidad para el consumo español frente a las importaciones del hemisferio sur.

Bibliografía Galán Sauco, V. (1992). Los frutales tropicales en los subtrópicos. Madrid: Mundiprensa. José María Farré y otros. Junta de Andalucía. Olalla Mercadé, L. (1992). Riego y Nutrición del Aguacate en el Litoral Oriental Andaluz. Sevilla: Consejería de Agricultura y Pesca Rodríguez Suppo, F. (1991). El aguacate. A.G.T. Editor Téliz, D., Mora, A. (2006). El aguacate y su manejo integrado. México D.F.: Mundi-Prensa.

354

www.bibliotecahorticultura.com


2.6. TECNOLOGÍA POSCOSECHA EN KIWI Carlos Vila Costas carlosvila@kiwiatlantico.com Kiwi Atlántico

Índice 1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 3.

Cultivo Edad de la plantación Condiciones climáticas de cultivo Condiciones edáficas de cultivo Podas de invierno y verano Nutrición y riego Cosecha Características del fruto según momento de cosecha Conservación en cámaras frigoríficas Sistemas de refrigeración Control ambiental en cámaras frigoríficas Control del etileno Control de hongos y bacterias Control de la dureza del kiwi Evolución de la fruta en las cámaras según la época de cosecha

356 356 356 356 356 356 357 357 357 357 358 358 359 359 359

Resumen Para poder hablar de poscosecha en el kiwi, debemos antes explicar que además de las instalaciones y equipos de conservación, influyen muchos más factores. Lo que se va a exponer a continuación está basado en la experiencia de la empresa Kiwi Atlántico durante sus 30 años de existencia y especialización en el cultivo, conservación y comercialización de esta fruta. Vamos a indicar los principales puntos que debemos tener en cuenta: -

Cultivo Conservación en cámaras frigoríficas Evolución de la fruta en las cámaras según la época de cosecha

Desglosaremos los diferentes puntos con el fin de poder tener una visión general sobre la poscosecha del kiwi.

355


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

1. Cultivo 1.1. Edad de la plantación Durante los primeros dos o tres años de producción, la fruta tiene peores características para la conservación. Es posible conservarla con las durezas adecuadas de 3 a 4 meses como máximo. Por el contrario, en el tercer y cuarto año de cultivo la fruta ya tiene condiciones para poder ser conservada de 6 a 7 meses manteniendo su dureza. 1.2. Condiciones climáticas de cultivo Los cultivos situados en zonas con problemas frecuentes de viento presentan una peor conservación debido al roce de los frutos entre sí y con las ramas y al estrés producido por las roturas y deshidratación. Los riesgos de heladas que tienen lugar a partir de finales de octubre son también perjudiciales porque obligan a cosechar la fruta en condiciones de inmadurez (menos de 6,2 ºBrix. El resultado final es una fruta con peor calidad organoléptica y conservación, a pesar de entrar con durezas mucho más altas. 1.3. Condiciones edáficas de cultivo El tipo de suelo también condiciona la conservación. Suelos muy fértiles, con capa freática alta o simplemente con mucha humedad suelen tener problemas de conservación, sobre todo a partir del tercer o cuarto mes en cámara, presentando un ablandamiento rápido del fruto. 1.4. Podas de invierno y verano A veces, se quiere incrementar la producción a base de dejar muchas varas productivas. No obstante, si estas están a menos de 20 cm entre sí, suelen provocar una falta de ventilación e iluminación de la fruta. El contenido en materia seca normalmente disminuye y la capacidad de conservación es menor, produciéndose un mayor ablandamiento e incidencias de hongos. Durante el verano, se debe realizar podas en verde, sobre todo a principios de septiembre con el fin de aumentar la ventilación y la luminosidad en el fruto. De esta forma, se mejorará su capacidad de conservación. 1.5. Nutrición y riego La nutrición es un elemento fundamental. Como norma general, aplicar más de 80 uf de N2/ha es demasiado para obtener una fruta con buena capacidad de conservación. Niveles adecuados de calcio y potasio ayudan a tener una fruta mejor en cuanto a sus características para la guarda. Sin embargo, suelos muy ricos en calcio y pH altos pueden provocar bloqueos, sobre todo de hierro, y aunque la conservación sea adecuada, la calidad organoléptica va a ser mala. Un mal manejo del riego, por ejemplo, regando demasiado, va a provocar en la planta un crecimiento de la vegetación, reduciendo la materia seca del fruto y por lo tanto su capacidad para la conservación.

356

www.bibliotecahorticultura.com


2.6. Tecnología poscosecha en kiwi

1.6. Cosecha Se trata de una etapa del cultivo que, por desgracia, no recibe el valor que realmente merece. Una mala cosecha puede hacer que la fruta no tenga posibilidades de conservarse ni de comercializarse correctamente. Además, la fruta del kiwi cuando se cosecha es dura y no existe ninguna marca de color que nos indique que está madura. ¿Dónde se producen los problemas durante la cosecha? -

Golpes de la fruta en los recipientes de cosecha Golpe de la fruta al vaciar los recipientes de cosecha en palox de almacenamiento

Resultado final: -

Fruta que se madura en la cámara antes de tiempo y que afecta a la totalidad de la fruta que está en la misma cámara Fruta con golpes y por tanto no comercializable como categoría primera

1.7. Características del fruto según momento de cosecha En la Tabla 1 se detalla la calidad alcanzada por los kiwis en función de los valores medidos para diferentes parámetros en el momento de su cosecha. Tabla 1. Calidad del kiwi en función de los parámetros medidos en el momento de su cosecha

Calidad Óptima Aceptable Deficiente

SST (ºBrix) 6,5 – 7,5 6,5 – 7,5 Menor de 6,5

Parámetros Materia seca (%) Dureza (kg/cm2) Mayor a 17 Mayor a 7 15 – 17 4–7 Menor a 15 Menor a 4

I.S.K. Mayor a 1 Mayor a 1 Menor a 1

2. Conservación en cámaras frigoríficas 2.1. Sistemas de refrigeración Es fundamental tener en cuenta el sistema de refrigeración porque el cultivo se mantiene hasta siete meses en cámara. Gases refrigerantes tipo R-404 Son sistemas más antiguos y cada vez menos presentes debido a que van gravados con impuestos pues pueden afectar la capa de ozono y favorecer el efecto invernadero en caso de fuga. En el interior de la cámara hay hasta 1℃ de diferencia entre frutos. Por lo tanto, cuando la conservación es superior a los 4 meses, se incrementa bastante el porcentaje de frutos blandos.

www.bibliotecahorticultura.com

357


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

Amoniaco Es un sistema de refrigeración muy bueno por la estabilidad del frío en las cámaras, con diferencias entre frutos de menos de 0,4℃ y por lo tanto con buena capacidad para la conservación a largo plazo. El principal problema es que, en caso de fuga, puede afectar de forma importante al personal de las instalaciones. Agua glicolada Es un sistema tan bueno como el amoniaco al presentar una gran estabilidad del frío en el interior de las cámaras, con diferencias inferiores a 0,4℃ entre frutos. La principal ventaja es que en caso de fuga no hay peligro para el personal. Por lo tanto, desde nuestro punto de vista es el mejor sistema de refrigeración 2.2. Control ambiental en cámaras frigoríficas Atmósfera normal En el caso del kiwi, es un sistema que en general funciona si se controla el etileno, ya que puede conservarse hasta 7 meses. -

Dureza final de la fruta inferior a las obtenidas mediante atmósfera controlada o dinámica pero suficiente, con valores finales promedio 2 kg/cm2 La fruta evoluciona correctamente en el punto de venta

Atmósfera controlada (AC) Igual que en otras frutas, la AC mantiene perfectamente la dureza. No obstante, una vez que la cámara se abre, hay que comercializar toda la fruta en menos de 10 días. Consiste en mantener niveles de O2 muy bajos y de CO2 altos, de forma que la respiración de la fruta es menor. -

La dureza final es mayor La fruta se madura más rápido

Atmósfera dinámica (AD) En los cultivos en los que más se utiliza la AD son la manzana y pera. Es similar a la AC, con niveles muy bajos de O2, pero que se pueden ir variando a lo largo de la conservación. No tenemos experiencia en este sistema de control, no obstante, lo vamos a implementar en unas cámaras equivalentes al 15% de nuestra capacidad frigorífica. 2.3. Control del etileno Catalizadores de etileno Es el sistema más utilizado y consiste en absorber el aire del interior de la cámara, pasarlo por una resistencia eléctrica a 250℃ de forma muy rápida, produciéndose una descomposición de la molécula de etileno (C2H4) en anhidrido carbónico (C02) y agua (H2O).

358

www.bibliotecahorticultura.com


2.6. Tecnología poscosecha en kiwi

Sistemas de oxidación Permanganato potásico: consiste en unos aparatos que se instalan en el interior de las cámaras, normalmente debajo de los evaporadores, y que hacen que el aire interior de las cámaras pase a través de una especie de arcilla (sepiolita) mezclada con permanganato potásico. Ozono: se utiliza con un controlador de etileno, pero en realidad no funciona como tal, sino que lo que hace es reducir la respiración de la fruta. No es efectivo para controlar el etileno. 2.4. Control de hongos y bacterias Aplicación de especies reactivas (ROS) Este sistema, que se instala en el interior de las cámaras, utiliza el propio oxígeno ambiental para oxidarlo, de forma que reduce la respiración de la fruta y realiza funciones fungicidas por oxidación. Nuestra experiencia es que ayuda a la conservación, mejorando algo la dureza de la fruta. Aplicación de ozono Es un sistema similar al anterior, pero en este caso no se utiliza el oxígeno interno de la cámara, sino que se aporta ozono que se genera en el exterior y que, mediante un sistema de mediciones, se ajusta para conseguir una mejora en la conservación desde el punto de vista fúngico. Nuestra experiencia con ambos sistemas es similar, mejora la conservación, sobre todo en cuanto a problemas de bacterias y hongos, pero no mejora la dureza de la fruta. 2.5. Control de la dureza del kiwi 1-MCP (1-Metilciclopropeno). - conocido comercialmente como Smart-Fresh En el caso del kiwi, nuestra experiencia es mala, ya que consigue que lleguemos a la última parte de la conservación (5 a 7 meses) con la fruta: -

Durezas altas: (4 a 5 kg/cm2), SST mucho más bajo de lo normal (8 - 10 º Brix) La evolución posterior de la maduración es rápida y con arrugamiento de la fruta Normalmente la columela de la fruta está dura

Hay una técnica actual que utiliza alguna empresa, sobre todo en Chile, que mediante la aplicación de etileno en dosis muy bajas, con un periodo corto de aplicación y temperaturas de 20℃, han conseguido mejorar la fruta. Nosotros no obstante no consideramos esta opción como buena para el kiwi.

3. Evolución de la fruta en las cámaras según la época de cosecha A continuación, se compara el efecto de cosechar tempranamente los kiwis sobre su capacidad para la conservación, determinando para ello el nivel de dureza (Figura 1) y contenido en SST (Figura 2). Se observa en ambas gráficas que los frutos cosechados de manera temprana tienen una dureza y contenido en SST similares a los cosechados de manera tardía durante los tres

www.bibliotecahorticultura.com

359


2. Aplicación de la tecnología poscosecha en cultivos de la Comunidad Valenciana

primeros meses de conservación. Posteriormente, los kiwis tempranos pierden más dureza que los tardíos hasta quedarse completamente blandos y por lo tanto no comercializables en mayo. Respecto al contenido en SST, su valor aumenta en mayor medida en los kiwis tardíos que en los tempranos a medida que aumenta el tiempo de conservación, alcanzándose una diferencia de más de 1ºBrix en mayo. Por lo tanto, cosechar de manera temprana genera kiwis con peor calidad al final de su almacenamiento.

Figura 1. Evolución de la dureza de kiwis recogidos de manera temprana (azul) o convencional (naranja)

Figura 2. Evolución del contenido en SST (ºBrix) de kiwis recogidos de manera temprana (azul) o convencional (naranja)

360

www.bibliotecahorticultura.com


III. TECNOLOGÍAS DE PROCESADO DE FRUTAS Y HORTALIZAS

361



3.1. IV GAMA DE FRUTAS Y HORTALIZAS 3.1.1. Procesado mínimo en fresco de hortalizas Francisco Artés Calero fr.artes@upct.es Grupo de Investigación sobre Postrecolección y Refrigeración, Universidad Politécnica de Cartagena

Índice 1. 2. 3. 4. 5. 6. 6.1. 6.2. 7. 8. 9.

Definición y concepto Desarrollo, producción y consumo de los PMPF Tratamientos aplicables Materias primas Aspectos fisiológicos y bioquímicos Preparación y elaboración de los productos Diagrama de proceso Calidad y seguridad. Normativa sanitaria Algunas innovaciones de interés Conclusiones Agradecimientos

364 365 369 370 371 373 374 383 385 387 387

Resumen Los consumidores prefieren los productos vegetales naturales, frescos, preparados sin tratamientos químicos y sin aditivos, dispuestos para el fácil consumo, saludables, sanitariamente seguros, de elevado valor nutritivo y que ahorren tiempo para la preparación culinaria. Los productos mínimamente procesados en fresco o de la Cuarta Gama vienen experimentando el mayor crecimiento de la industria alimentaria mundial por atender esa demanda así como los nuevos hábitos de compra a un costo razonable. Este Tema expone la definición, concepto y desarrollo comercial de estos productos, así como las técnicas habituales de procesado, por métodos físicos, bajo estrictas normas de higiene y control de calidad. Los productos permanecen vivos, son muy perecederos y están preparados para su consumo íntegro e inmediato. Se recogen las características deseables de las materias primas hortícolas para su procesado mínimo en fresco, así como las etapas desde la manipulación y procesado hasta el consumo. Ofrece un diagrama general, seguido de los protocolos y métodos de elaboración, incluyendo las fases de recolección, tría, transporte a la factoría, recepción, prerrefrigeración, refrigeración, acondicionado, cortado, lavado, desinfección, enjuague, escurrido, secado, envasado, conservación, transporte y distribución comercial. En ellas se revisan los factores que afectan la

363


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

calidad, seguridad y vida comercial de los productos, con especial atención al deterioro microbiológico y enzimático y las técnicas idóneas para su control. Por la fragilidad de los tejidos vivos que constituyen esta gama de alimentos, que pierden la protección natural de su epidermis en el procesado, además de emplear métodos apropiados para evitar alteraciones y preservar la calidad y seguridad, es esencial una buena cadena de frío inferior a 5ºC durante el procesado, la logística, la venta y la permanencia en los frigoríficos de restaurantes y domésticos, bajo condiciones óptimas de envasado en atmósfera modificada que se detallan.

Se exponen también diversos aspectos de interés para el diseño técnico de estas instalaciones desde artesanales hasta industriales. Finalmente se citan aportaciones relevantes en este campo de destacados autores y de nuestro Grupo de Investigación sobre Postrecolección y Refrigeración de la Universidad Politécnica de Cartagena y algunas tendencias de interés.

1. Definición y concepto Para satisfacer nuevas demandas de los consumidores, ha experimentado un gran desarrollo comercial en los años recientes una nueva gama de productos vegetales vivos, acondicionados para su consumo íntegro y directo, elaborados bajo refrigeración con técnicas sostenibles y métodos físicos (despedunculado, deshojado, desvainado, desemillado, deshuesado, pelado, partido, cortado, rallado u otros), lavados, desinfectados, mantenidos refrigerados y, generalmente, envasados en atmósfera modificada (EAM) en una película plástica. Estos productos mantienen las propiedades sensoriales y nutritivas del producto original con calidad y seguridad garantizada. En este auge comercial influyen los nuevos hábitos familiares de compra de los consumidores, con aumento de las ventas en libre-servicio, que prefieren los productos naturales, frescos, no tratados, sin aditivos, de elevado valor nutritivo, dispuestos para el consumo, saludables, sanitariamente seguros, que ahorren tiempo para la preparación culinaria, sean elaborados con compromiso ético y satisfagan el gusto de moda por lo crudo y crujiente y por las ensaladas multicolores. En este sentido, un estudio reciente (Mercabarna, 2017) muestra que las tendencias de los consumidores más relevantes en el futuro de la agroalimentación en fresco son: el aumento del número de consumidores, en particular de los seniors, que están hiperconectados y disponen de más poder adquisitivo; en los hogares viven muchas personas solas y las familias tienen pocos miembros; falta tiempo, en especial para cocinar; y al elegir los productos e ingredientes, los consumidores prefieren los aspectos saludables y valoran la sostenibilidad y las marcas locales. El concepto de estos productos mínimamente procesados en fresco (PMPF) o de la Cuarta Gama de la Alimentación, se basa en que el producto original recibe tratamientos suaves que producen cambios poco notables en sus propiedades deseables como alimento y, en particular, las nutritivas y organolépticas, mejorando su facilidad de utilización o conveniencia. El PMPF queda sencillamente preparado para consumo inmediato, con casi idénticas características que el original y solo con su parte comestible, por lo que su aprovechamiento es íntegro y óptimo. En los países anglosajones europeos la denominación habitual de los PMPF es mínimamente procesados (“minimally”, “slightly” e incluso “partially processed”) y, algo menos, dispuestos

364

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

para comer (“ready to eat”) o para consumir (“ready to use”), mientras en Francia es “4ème Game” y en Italia “Quarta gamma”, por el orden en que han aparecido en el mercado. En EE. UU. se está imponiendo frescos cortados (“fresh cut”) y, en menor medida, mínimamente procesados. En España no tienen un nombre preciso, aunque comercialmente se les suele llamar de la Cuarta Gama. Como la gran mayoría de agentes en la cadena de su producción y comercialización y los consumidores desconocen qué significa Cuarta Gama y muchos de estos productos no sufren cortes en su procesado (espinaca, brotes de hoja “baby leaves” y orientales, canónigos, rúcola, colleja, perejil, col de Bruselas, plántulas, semillas germinadas, brotes, zanahoria mini, rabanito, tomate tipo ciruela y cereza -“cherry”-, maíz, guisante, uva, flores, etc.), sería preferible denominarlos mínimamente procesados por ajustarse de forma fidedigna a su método de preparación (Artés, 2000; Artés y Artés-Hernández, 2000b, 2010).

2. Desarrollo, producción y consumo de los PMPF La preparación de alimentos por el hombre ha evolucionado a través de diferentes categorías o gamas de productos: los productos frescos naturales, los conservados por la acción del calor (deshidratados y appertizados o conservas clásicas), los congelados, los PMPF o de Cuarta Gama y, finalmente, los precocinados envasados dispuestos para el consumo (denominados comercialmente de la Quinta Gama). Industrialmente los PMPF se desarrollaron hacia 1975 en EEUU para los restaurantes de comida rápida y los llamados “bares de ensaladas” con lechuga Iceberg como producto básico. En Europa empezaron en Alemania, por las Olimpiadas de 1972, pero a escala industrial sucedió hacia los primeros años 1980, en Alemania y Suiza, continuando hacia 1985 en Inglaterra, Francia, Italia y Países Bajos. En España, esta innovación alimentaria no se inició hasta casi finales de esa última década y su expansión fue y es aún menor que en los países de la UE más avanzados, aunque experimentó un crecimiento sostenido en torno al 15-20% anual acumulativo hasta 2007, con excelentes perspectivas actuales. Incluso durante la reciente crisis económica ha continuado creciendo más del 5% anual, siendo el subsector agroalimentario que muestra una tendencia más favorable a crecer. En Europa, el liderazgo en la producción y consumo de PMPF corresponde a Inglaterra y Francia, seguidos de Holanda e Italia y, a mayor distancia, de Alemania. En España, la fabricación se concentra en prácticamente una decena de empresas de dimensión nacional, que atienden un consumo aún reducido si se compara con el de los países líderes. La demanda fundamental tiene lugar en los comedores de instituciones y empresas y en las cadenas de establecimientos de comidas preparadas; en menor medida los demandan los restaurantes y el consumo doméstico. Su distribución se ha extendido progresivamente a grandes y medianas superficies, supermercados y a comercios de alimentación, incluso no especializados. En el desarrollo del consumo de los PMPF, han influido diversos factores. Destacan la tendencia a incrementar la participación de los productos vegetales en las dietas por su beneficio para la salud, tan ensalzado en la dieta mediterránea, los nuevos hábitos familiares con mayor valoración del tiempo libre, menor tiempo para preparar las comidas y su simplificación por la creciente incorporación de la mujer al mundo laboral.

www.bibliotecahorticultura.com

365


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

El compromiso ético en la preparación, la moda alimenticia de alimentos sin aditivos o con algún atributo que los hagan más saludables y eleven su valor nutritivo, así como del gusto por lo fresco, crudo y crujiente, con gran aprecio por las mezclas de hortalizas en ensaladas multicolores son vectores que impulsan el consumo de PMPF. También influyen factores demográficos como el aumento de personas que viven solas y el progresivo envejecimiento de la población (MAPA, 2007, Figuras 1 y 2).

Figura 1. Factores que orientan el consumo alimentario español Fuente: MAPA, 2007

Figura 2. Lineales refrigerados en supermercados con productos hortícolas MPF

En España, el perfil del comprador de PMPF es el 65% mujeres, el 55% amas de casa de más de 45 años, el 67% sin hijos, el 76% con estudios superiores y el 47% con alto nivel adquisitivo (MAPA, 2007). Sin embargo, persisten factores que retrasan el desarrollo comercial de nuevos alimentos, incluida esta gama, como son el limitado conocimiento tecnológico para resolver algunos problemas, insuficiencia de normativa comercial, limitaciones socioculturales, competencia de

366

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

los productos existentes y, a veces, económicas por el precio relativamente elevado (Artés y Artés- Hernández, 2010; Borrero, 2010). En 2009 el consumo de hortalizas MPF con marca (sin incluir la patata preparada para hostelería, restauración y catering -HORECA-) alcanzó 123.800 t en Italia, 105.500 t en Francia y 72.000 t en España, con unas ventas respectivas de 816, 583 y 324 M € (Floristán, 2010). Según FEPEX (2015) el volumen comercializado en 2014 de frutas y hortalizas MPF con marca en España ascendió a 81.500 t (un 4,9% más que en 2013) con 79.000 t de hortalizas y 2.500 t de frutas, del que se estima que el 80% se destinó a distribución y el 20% a HORECA (Figura 3). Lamentablemente no existen datos fiables sobre el consumo global per capita de los PMPF.

Figura 3. Evolución de las ventas anuales (t) en España de productos de Cuarta Gama con marca Fuente: FEPEX y MAGRAMA, 2015

Los tipos de hortalizas MPF que se consumen en la Unión Europea, y probablemente también en España, son un 75-80% lechugas solas o en ensaladas con otras hortalizas, un 7-9% espinaca y un 3-5% acelga y zanahoria rallada. El resto se reparte entre, cebolla 1%, pimiento 1%, puerro 1%, mezcla para sopas 1%, brotes foliáceos de rúcola, lechuga pigmentada, lechuga romana, espinaca, berros, acelga roja, colleja y brotes orientales (tat soi, mizuna, etc.) 1%, coles de Bruselas, apio, col lombarda y radicchio 1%, floretes de coliflor, bróculi y romanesco, con menos del 1% pero con tendencia muy creciente, y champiñón, setas y patata con menos del 1% (Figuras 4 y 5). Algunas hortalizas de pequeño tamaño (“mini”) y sabor intenso, como zanahorias, rabanitos y tomate tipo ciruela o cereza, tomate rallado y ajo pelado también se elaboran y se encuentran en el mercado español (Artés y Artés-Hernández, 2010, ArtésHernández et al., 2010; Floristán, 2010).

www.bibliotecahorticultura.com

367


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

Figura 4. Principales productos hortícolas MPF elaborados en España y tendencias del mercado español Fuente: Artés y Artés Hernández, 2006

Figura 5. Consumo de algunas hortalizas foliáceas MPF y tendencias en la UE Fuente: Floristán, 2010

En alrededor del 90% de los hogares de EEUU se consumen PMPF al menos una vez al mes y el crecimiento anual acumulativo viene siendo del orden del 10%. Las ventas al por menor fueron 6.000 M$ en 2005, representando el 16% del total de ventas de productos hortofrutícolas. De ellas, el 21% fueron frutas y el 79% hortalizas (el 88% en envases de consumo y el 12% en graneles). En España, también ha venido experimentado un crecimiento en las ventas de PMPF, con unas 45.000 t de hortalizas y menos de 100 t de frutas en 2005, que alcanzaron unos 200 M€ (un 75% en la distribución comercial y el 25% en HORECA). El consumo per capita anual estimado en 2005 fue de unos 30 kg en EEUU, 13 kg en Inglaterra, 7 kg en Francia y unos 2,5 kg en España (Figura 6), lo que es un indicador del recorrido que aún podrán tener las PMPF en nuestro país.

368

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

Figura 6. Consumo per capita de productos de la Cuarta Gama con marca en EE.UU. y Europa Fuente: Fruit Today, 2006

En 2009, el crecimiento en las ventas totales de PMPF con marca fue del orden del 8% respecto a 2008 a pesar de la crisis económica (Floristán, 2010). En 2013, del volumen total comercializado en España (77.740 t) el 96,9% fueron hortalizas y el 3,1% frutas, con 63.633 t en la distribución y 14.107 t en HORECA, y se exportaron 10.227 t (FEPEX, Alimarket 2104). En 2014 el volumen comercializado en España de frutas y hortalizas MPF con marca fue 81.500 t (un 4,9% más que en 2013) con 79.000 t de hortalizas y 2.500 t de frutas, del que un 80% fue a distribución y el 20% a HORECA (FEPEX, 2015).

3. Tratamientos aplicables Los investigadores y técnicos industriales que trabajan sobre el procesado mínimo en fresco de hortalizas tratan de optimizar las técnicas de preparación, de conservación y de distribución, haciéndolas cada vez menos severas para el producto y más respetuosas con el medio ambiente. Esta industria pretende satisfacer la demanda de productos cada vez más atractivos, frescos, naturales y fáciles de consumir. Para ello necesita mejorar continuamente su base tecnológica, renovar sus líneas de procesado e implantar técnicas alternativas o emergentes de conservación que optimicen la calidad, reduzcan pérdidas, aporten más seguridad al producto y prolonguen su vida comercial, aunque esto último sea algo relativamente menos relevante. En la preparación de los PMPF se aplican tratamientos simples o combinados, que los salvaguarden de pérdidas de valor nutritivo y frente al desarrollo de alteraciones fisiológicas, así como de microorganismos patógenos y/o producción de toxinas, que pueden alterar su calidad organoléptica y sanitaria (Artés, 2000, 2004; Leistner y Gould, 2002, Figura 7).

www.bibliotecahorticultura.com

369


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

Figura 7. Pérdidas en las hortalizas MPF Fuente: Artés y Allende, 2005ab - modificada

Al tratarse de producciones y consumos básicamente locales o regionales, antes se les exigía a estos nuevos elaborados una vida comercial de 3 a 4 días. Actualmente, por el desarrollo nacional e incluso internacional de su consumo se les exige de entre unos 7 hasta 14 días, dependiendo de la distancia a los mercados y del tipo de producto. En una interpretación excesiva del concepto de esta nueva gama de alimentos, se ha pretendido que incluya a los sometidos a otros tratamientos físicos, químicos o biológicos. Entre los primeros están el empleo de campos eléctricos y magnéticos, de radiaciones a distintas frecuencias o de altas presiones; entre los químicos, los de acción directa sobre los microorganismos y los que modifican el producto (actividad de agua, pH o potencial redox) y entre los biológicos, microorganismos beneficiosos por modificar favorablemente el producto y de agentes biológicos inocuos que compiten con un cierto patógeno. Pero el concepto más aceptado de PMPF, que defendemos y al que aquí nos referiremos, es que permanezcan frescos (vivos) y reciban solo tratamientos físicos de preparación, seguidos de refrigeración y normalmente envasado en atmósfera modificada (EAM), con algún coadyuvante específico, como desinfección con Cl u otra alternativa y/o acidificación del agua de lavado, la utilización de N2 o de CO2 (para la generación activa en su caso de la atmósfera inicial en el EAM), el empleo de eliminadores de etileno o de recubrimientos comestibles.

4. Materias primas Para preparar hortalizas MPF, que predominan en el mercado por su facilidad de elaboración y la mayor dificultad relativa de preparación doméstica, se utilizan frutos (tomate, melón, sandía, pimiento, pepino, berenjena, calabacín…), hojas (lechuga, escarola, espinaca, acelga, endibia, coles de Bruselas, perejil, canónigos, rúcola, colleja, acelga roja, brotes orientales…), tallos (espárrago, apio), raíces (zanahoria, patata, cebolla, rábano, rabanito, ajo…), semillas (guisante, maíz, haba,…), inflorescencias (brócoli, coliflor, alcachofa…), plántulas (soja germinada), flores comestibles (pensamiento, calabacín, clavel, rosa…) y plantas aromáticas (tomillo, romero, eneldo…).

370

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

Las materias primas de las industrias de PMPF suelen ser las mismas que se consumen en fresco o en conservas convencionales, cumpliendo unos elevados requisitos de calidad y que ofrezcan continuidad y regularidad de aprovisionamiento a lo largo del año. Sin embargo, se han de seleccionar las variedades que mejor soporten el procesado mínimo a aplicar, ya que las principales vías de alteración las originan los cortes en los tejidos, con destrucción de membranas, degradación de compuestos lipídicos y de las proteínas asociadas y la descompartimentación celular, lo que induce reacciones enzimáticas indeseables y mayores riesgos microbiológicos (Figura 8).

Figura 8. Factores que afectan la alteración microbiana y la vida útil en relación con la seguridad alimentaria de las hortalizas MPF Fuente: Leistner y Gould, 2002; Artés y Allende, 2005b - modificada

Existen variedades de lechuga y champiñón (Tomás-Barberán et al., 1997) poco susceptibles al pardeamiento (con menor contenido en enzimas polifenol oxidasas -PPO-), de tomate con la placenta bien adherida (Aguayo et al., 2001), o resistentes al ablandamiento (por menor actividad poligalacturonasa -PG-), o de larga duración (“long life”), de endibia poco amargas, o nuevos híbridos mejor aceptados (Silveira et al., 2013, Martínez-Hernández et al., 2013a). Los proveedores deben estar acreditados como productores de materias primas bajo prácticas de cultivo sostenibles, que aseguren ausencia de residuos de plaguicidas y de riesgos de tipo sanitario, siendo preferibles los de producción integrada. Es todavía infrecuente, pero van en ascenso, las producciones orgánicas o ecológicas.

5. Aspectos fisiológicos y bioquímicos La fisiología de los PMPF se relaciona muy estrechamente con la de los tejidos dañados en el procesado. La intensidad de la respuesta al daño depende de factores como la especie, variedad, concentraciones de O2 y CO2 y vapor de agua en el ambiente que los rodea y posible presencia de inhibidores.

www.bibliotecahorticultura.com

371


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

Los daños mecánicos infringidos al producto al elaborarlo (pelado, partido, cortado, rallado, descorazonado, etc.), provocan una inmediata respuesta fisiológica y bioquímica que se traduce en una aceleración de su metabolismo. Así, aumenta la actividad respiratoria y la velocidad de consumo de ácidos tricarboxílicos, se acentúa el funcionamiento de la cadena de transporte de electrones (lo que acorta la supervivencia comercial) y aumenta la emisión de etileno (que acelera la maduración y la senescencia) y la transpiración (con pérdidas de peso y mayor riesgo de marchitamiento). Además, al romperse las células se liberan enzimas intracelulares como PPO que oxida substratos fenólicos y causa el pardeamiento, PG y pectinesterasa que provocan ablandamiento, y lipoxigenasas que oxidan sustancias lipídicas con aparición de aromas extraños, así como diversas modificaciones sensoriales y nutritivas perjudiciales (pérdida de firmeza, azúcares, ácidos y vitaminas hidrosolubles, de volátiles responsables del aroma, de pigmentos, fuga de electrolitos, insipidez, etc.). Estos sucesos reducen la vida comercial del elaborado (Ahvenainen, 1996; Tomás-Barberán et al., 1997; Artés et al., 1998a, 2006; Soliva-Fortuny et al., 2003; Chisari et al., 2010, 2011). La actividad respiratoria suele ser muy superior en el PMPF que en el original intacto, aunque depende del producto y de la temperatura y hay excepciones. Por ej. entre 2,5 y 7,5℃ es de 2 a 3 veces mayor en la lechuga cortada y 2 veces en rodajas de zanahoria, aunque en otros es similar (guisante, calabacín o pimiento), muy ligado a la intensidad del daño al elaborarlo. En todos los casos, cuanto menor es la temperatura, menor es la tasa respiratoria y la velocidad de degradación de los tejidos. El valor del Q10 entre 0 y 10℃ es en general al menos la mitad del correspondiente a entre 10 y 20℃ (Martínez et al., 2005). Debido a la importancia decisiva de este factor, durante la preparación, transporte y distribución de los PMPF, se aconseja que la temperatura sea lo más reducida posible (entre 0 y 5℃). No suelen ocurrir daños por el frío, ya que la corta duración de la vida comercial (solo unos días), generalmente no sobrepasa el periodo inductivo o de latencia de la alteración fisiológica. Otro factor que afecta su fisiología es el grado de troceado ya que, al aumentar, aumenta la superficie de oxidación y de intercambio de gases (consumo de O2 y emisión de CO2, de C2H4 y otros volátiles, y de vapor de agua), aumentando la deshidratación, la sensibilidad al etileno y la velocidad de maduración y entrada en senescencia. La recíproca es igualmente cierta (Martínez et al., 2005). Además, los tejidos dañados suelen sintetizar diversos metabolitos (de tipo fenólico, flavonoides, terpenoides, taninos, ácidos grasos de cadena larga, alcoholes, alcaloides, etc.), para tratar de cicatrizar las heridas (como la formación de peridermo) y para defenderse de ataques de microorganismos, que con frecuencia producen modificaciones indeseables del sabor, aroma, color y valor nutritivo de los PMPF. Por ejemplo, en la zanahoria se acumulan isocumarinas que le proporcionan sabor amargo. El estado de madurez guarda estrecha relación con la capacidad de los tejidos para soportar la pérdida de textura que provoca el acondicionamiento, y también con la respuesta al aumento en la emisión de etileno de herida. En los productos con una pauta respiratoria climatérica (como el tomate) dicha respuesta es mucho mayor en estado preclimatérico que una vez iniciado el climaterio.

372

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

6. Preparación y elaboración de los productos Las técnicas de preparación de los PMPF deben resolver dos problemas clave: su óptimo acondicionamiento respetando la parte comestible (para simplificar su utilización y consumo) y su extrema perecibilidad, por las lesiones que sufren y al quedar desprovistos generalmente de sus cubiertas protectoras naturales. Cada producto hortícola MPF exige un protocolo y método de elaboración específico que suele encontrarse en la bibliografía especializada, aunque con frecuencia sin el suficiente detalle. En el caso de las hortalizas están disponibles, por ejemplo, para lechugas Iceberg, Romana o especialidades pigmentadas o no (Lollo rosso, Lollo biondo, Hoja de roble, etc.) en distintos tipos de corte, espinaca, tat soi, mizuna, endibia, rodajas y cascos de tomate, aros de hinojo o de pimiento, tiras y dados de colirrábano o pimiento, bastones tallos y secciones de apio, secciones, cilindros y tajadas de melón, secciones de sandía, brócoli convencional e híbrido, coliflor, zanahoria rallada, en rodajas o “sticks”, rabanitos o tomate ciruela y “cherry”, etc. Existen particularidades en los distintos países sobre el método de acondicionamiento, por la tecnología aplicada, por los hábitos de consumo o por la temperatura durante la preparación, transporte y distribución (cadena de frío), a su vez influenciadas por la legislación de cada país, particularmente en cuanto a uso de aditivos, exigencias microbiológicas y otras normas de calidad. Para evitar los procesos de degradación de los PMPF se debe extremar la higiene en la elaboración, así como recurrir a la refrigeración constante a temperatura inferior a 5℃. Además, los PMPF deberán estar protegidos de contaminaciones secundarias o cruzadas (evitando siempre la procedente de productos como la carne o el pescado) que se producen comúnmente a través de las personas, cuchillos, cortadoras, esponjas o toallas de secado y otros utensilios, para lo que se recurre a la aplicación de envolturas plásticas especialmente adaptadas a esta finalidad (bolsas o tarrinas). Cada día más, los polímeros utilizados son reciclables. Para reducir la carga microbiana natural o añadida, los PMPF solo reciben habitualmente una cloración combinada con la acidificación del agua de lavado (o más raramente ozonización). Debido a los riesgos que entrañan las reacciones del Cl con la materia orgánica al producir derivados potencialmente tóxicos para la salud, entre ellos los trihalometanos y las cloraminas, se ha prohibido su uso en Alemania, Países Bajos, Bélgica y Suiza, lo que muy probablemente orientará la tendencia futura en el resto de Europa. En el proceso de elaboración se debe controlar, al menos una vez por semana, que se siguen unas buenas prácticas de procesado y es imprescindible implementar un sistema de análisis de peligros y puntos críticos de control (APPCC) convenientemente comprobado y auditado (al menos una vez al año), de manera que se garantice al consumidor un producto de calidad y seguro. De hecho, el Real Decreto 2207/1995 trasladó a España la normativa higiénico- sanitaria europea recogida en la Directiva 93/43/CEE, donde se adoptan los principios del sistema APPCC, de obligada implantación y recomienda la aplicación de las normas ISO 9000 de aseguramiento de la calidad, como la ISO 9001:2008 que fija los requerimientos de los sistemas de gestión de la calidad en la industria alimentaria, y la ISO 22000, de 2005, de implementación de sistemas de

www.bibliotecahorticultura.com

373


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

gestión de la inocuidad de los alimentos en toda organización de la cadena alimentaria. Para facilitar el cumplimiento de las normativas sobre calidad microbiológica de los PMPF se puede seguir la Guía de Buenas Prácticas de Producción (FEPEX, 2012). También existen guías técnicas para procesar hortalizas, como la editada por la FAO para las tropicales (James y Ngarmsak, 2010). 6.1. Diagrama de proceso En el procesado mínimo de hortalizas se suele seguir el diagrama general y las etapas que se describen seguidamente y recoge el esquema de la Figura 9, pero los diferentes productos pueden tener singularidades, en particular de las condiciones de proceso.

Figura 9. Diagrama de proceso en la preparación de hortalizas MPF Fuente: Artés-Hernández y Artés, 2005

A continuación, se ofrecen unas recomendaciones genéricas, que pueden ser válidas para la preparación de muy diversas hortalizas MPF (Artés, 2000, 2004, 2006; Artés Hernández y Artés, 2005; FEPEX, 2012). En todo caso, se ha de asegurar la trazabilidad desde el aprovisionamiento de las materias primas hasta la venta al detalle.

374

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

Materias primas Las variedades hortícolas para utilizar como materias primas se deben seleccionar para este fin. Todos los órganos vegetales para procesar deben estar sanos, sin defectos, recolectados lo más recientemente posible, con textura adecuada para soportar el procesado, reducir daños mecánicos y minimizar el destrío, y deben tener la mínima carga microbiana posible, porque ello determina la calidad microbiana final del elaborado (Allende et al., 2004). Además de adaptarse al procesado, han de ser homogéneos, de buena calidad global, con inocuidad sanitaria, tanto en la carga microbiana, decisiva para asegurar unos niveles aptos para el consumo, como en plagas (gusanos, pulgones, áfidos, etc.), residuos de plaguicidas y de excesivos nitratos (en ciertos casos, como lechuga, espinaca y acelga, están regulados). Tras el destrío previo en el campo, llegan a la industria dispuestos en cajas o palox (“bins”), que deben evitar la insolación directa, sobre remolques o pequeños camiones, a temperatura ambiente o refrigerada según la duración del transporte y el clima. Recolección, previa tría, transporte, recepción, prerrefrigeración y prealmacenamiento La recolección debe realizarse en el estado óptimo del producto para soportar el proceso a sufrir, evitando que esté inmaduro o sobremaduro, las manchas, defectos o alteraciones o que incumplan otras normas de calidad. Para asegurar una buena calidad conviene efectuar una previa tría en el campo, descartando los productos inadecuados, e incluso eliminando parte del producto recolectado que no va a ser utilizable (en lechuga Iceberg del 30 al 50%), como raíces, tallos, hojas, etc. Dependiendo del tipo de materia prima (por su sensibilidad a la deshidratación), de la época de recolección (por el clima) y de la duración del transporte desde el lugar de recolección hasta el de elaboración, si la temperatura ambiente es inferior a unos 20ºC y no supera 2 a 3 horas, el transporte se suele realizar en camión cubierto y ventilado. Pero para preservar al máximo la calidad se debe refrigerar hasta 1 a 2ºC inmediatamente tras la recolección, por lo que incluso se dispone en el propio campo de equipos móviles de prerrefrigeración bajo vacío (hortalizas de hoja) o por agua fría (zanahoria o remolacha). Si se preenfría en campo, el producto se transporta a la factoría en camión frigorífico. A la llegada de los productos a temperatura ambiente, se prerrefrigeran en la factoría para frenar rápido la intensa actividad fisiológica y enzimática y la emisión y efectos del etileno y, con ella, el ablandamiento y pardeamiento, la deshidratación, el marchitamiento y el crecimiento de hongos y bacterias causantes de podredumbres. Prerrefrigerar preserva la calidad inicial y prolonga la vida útil y tiene, además, la gran ventaja cuantitativa y cualitativa de poder recolectar las hortalizas con su máximo peso y calibre, que son atributos de calidad, con mejor resultado económico y en plena madurez de consumo, con sus cualidades organolépticas bien desarrolladas. Aleatoriamente, en la recepción se efectúa un control de calidad y un escandallo para clasificar porcentualmente cada partida por sus atributos (incluso de calidad sensorial), útil para pagar a los productores o para contratos basados en la calidad y, si se considerara necesario, análisis microbiológicos en un laboratorio especializado. Antes del almacenamiento frigorífico, a veces las materias primas se lavan con agua clorada (con unas 100 ppm de Cl libre) a temperatura ambiente, para eliminar los restos de tierra, suciedad,

www.bibliotecahorticultura.com

375


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

plagas, residuos de plaguicidas y otros materiales extraños, además de disminuir algo la carga microbiana. Para diseñar e instalar el equipamiento adecuado es preciso elegir bien el método (aire frío, agua fría, hielo o vacío parcial), que dependerá del producto, de su sensibilidad al frío y/o a estos medios de enfriamiento, del tipo de envase en que se encuentre (caja o palox), de la rapidez exigible de enfriamiento, y/o de limitaciones económicas. El aire frío forzado es el método de mejor eficiencia energética y de utilización universal, aunque algo menos indicado para hortalizas de hoja, que pueden marchitarse. El hidroenfriamiento a 0℃ no se aconseja para hortalizas acogolladas y de hoja, que pueden sufrir podredumbres, o para productos sensibles al agua o al Cl (imprescindible para controlar los microorganismos), con la ventaja de ser unas quince veces más rápido que el aire frío. El hielo en escamas o líquido (que es una técnica emergente), depositado sobre o entre el producto, se emplea mucho para hortalizas de raíz (zanahoria), inflorescencias (bróculi y coliflor), puerro, especialidades de lechugas e incluso melón. Para lechugas, apio, espinaca o coliflor suele ser preferible bajo vacío hasta unos 5 mbar para alcanzar 0/1ºC por el enfriamiento producido al evaporar del 2 al 4 % del agua de constitución del producto, aun siendo el más costoso de instalar y mantener. Esta elección condicionará el diseño industrial de la instalación. Como la elaboración industrial de hortalizas se hace habitualmente bajo demanda, una vez prerrefrigeradas las materias primas permanecen solo unas horas o algún día en cámaras frigoríficas adecuadas, según las exigencias de temperatura (de 0 a 5℃, pero a veces superior), humedad relativa (HR) y sensibilidad al etileno, para regular el abastecimiento de las líneas de procesado según los programas de elaboración, por lo que se dispondrán, al menos, dos cámaras frigoríficas. A esas temperaturas no existe un riesgo elevado de producir daños por frío a los productos por el corto almacenamiento. Desde que se enfrían las materias primas hasta el consumo final del PMPF, deben controlarse los tiempos y temperaturas, y minimizar daños mecánicos y el consiguiente riesgo de crecimiento microbiano. Este control debe incluirse en un sistema de Análisis de Peligros y Puntos Críticos de Control (APPCC). Selección, acondicionado, cortado y mezclado Las hortalizas almacenadas se conducen a la sala de selección y acondicionado a 4/5℃, que no suele disponer de ventanas y debe tener las puertas cerradas con cierres automáticos para prevenir la contaminación del exterior. En dicha zona sufren diversas operaciones que dependen del tipo de producto y de la elaboración a efectuar. El acondicionado suele realizarse a mano, eliminando las partes no comestibles (hojas externas y dañadas, tallos, cálices, corazones, placentas, pedúnculos, vainas, semillas, etc.), en mesas y puestos de trabajo especialmente diseñados para ello, con cuchillos u otras herramientas que han de permanecer muy afiladas y que deben desinfectarse con frecuencia por inmersión en un desinfectante. A las lechugas para mezclar en ensalada, se les elimina manualmente algunas hojas externas y todo el tallo por cortes especiales, cada vez más mecanizados. El destrío de estas operaciones puede ser de hasta el 70% del peso fresco inicial. Las lechugas son entonces cortadas a mano, disponiendo el número de operarias apropiado para trabajar cada variedad (por ej., escarola lisa o rizada, lechuga Iceberg y Hoja de roble o Continental) y obtener así la proporción deseada de

376

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

cada una, y se mezclan en una cinta de transporte. La mezcla se lleva a los baños de lavado y desinfección, situados preferiblemente en una sala colindante, para lograr mayor asepsia. Si la producción es exclusiva o muy mayoritaria, por ej. de lechuga Iceberg, tras el destallado manual o mecánico, las hojas se conducen a las cortadoras mecánicas. En su caso, el mezclado se produce alimentando manual o mecánicamente la línea de abastecimiento del lavado. Una vez acondicionado, el producto se transporta por cinta a las cortadoras, dotadas de aspas o discos muy afilados de acero inoxidable, que giran a gran velocidad transversalmente al avance del producto, dejando una separación regulable entre cortes. Algunas cortadoras recurren a turbinas o a la fuerza centrífuga para propulsar los productos a través de cuchillas fijas muy afiladas. En ocasiones se emplean peladoras mecánicas (en hortalizas de raíz como zanahoria y patata generalmente abrasivo, con carborundo, en melón y sandía con punzón rotatorio, etc.). Los productos se cortan en mitades, cuartos, rodajas enteras o partidas, tiras, dados, aros, se rallan o se trocean en otras formas. Las cortadoras son un punto crítico para la calidad final y se deben limpiar y desinfectar a diario y en cada cambio de producto para impedir la acumulación de residuos orgánicos, y han de tener un diseño higiénico especial. Para evitar la recontaminación de los productos ya acondicionados se debe separar físicamente las áreas de trabajo de las materias primas (“zonas sucias”) y el área de lavado desinfección y siguientes, situadas ya en la primera de las “zonas limpias”. El acceso de personal a estas zonas debe estar restringido, cumpliendo una estricta higiene. La temperatura ambiente en las salas de manipulación, acondicionamiento, cortado, mezclado, lavado, centrifugación y envasado debe ser siempre inferior a 10℃ (en ocasiones se trabaja próximo a 0℃). Ello contribuye a reducir daños mecánicos, la emisión de etileno de herida y la contaminación microbiana y, en consecuencia, favorece la calidad global. Por ello hay que dotar de vestimenta adecuada a los trabajadores y prever relevos periódicos del personal que atiende estas operaciones. Lavado-desinfección y enjuague Los trozos se transportan bien en seco o preferiblemente en agua fría (inferior a 5℃) hasta la balsa de lavado-desinfección que elimina suciedad, impurezas, elementos extraños, insectos y carga microbiana causante de pérdida de calidad y podredumbres. También elimina jugos celulares exudados en el pelado y cortado previos. Si la suciedad del producto lo exige, se realiza un prelavado. El lavado y desinfección son cruciales, porque son las únicas operaciones que reducen la carga microbiana del producto, mientras el cortado, la centrifugación y el enjuague, por este orden, las aumentan. En las "zonas limpias", que deben estar entre 0 y 5℃, se disponen las balsas de prelavado (opcional según el producto) y de lavado-desinfección, ambas de acero inoxidable, con agua entre 1 y 4℃ de buena calidad sensorial y microbiológica, con NaClO (entre 50 y 150 ppm de Cl activo) y, en su caso, aditivos autorizados como ácidos peroxiacético, cítrico o ascórbico y sus sales (entre 250 y 300 ppm), para llevar el pH a un rango de 6,5 a 7,5 en el que la eficacia bactericida del Cl es óptima. Según los países, se autorizan aditivos como el NaCl y KCl (para preservar la firmeza). El lavado suele prolongarse entre 30 y 45 segundos en hortalizas foliáceas

www.bibliotecahorticultura.com

377


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

y hasta 3 minutos en zanahoria. Hay que asegurar que no induzca contaminación cruzada y conseguir la máxima letalidad microbiana con las mínimas dosis de desinfectante. Para optimizar el lavado se generan turbulencias con inyectores de aire a presión, y/o se utilizan duchas a presión que separan los productos (fundamental en hortalizas cortadas) y ayudan al avance, cadenas de arrastre, tambores rotatorios o lavadores vibratorios. También se suelen usan filtros para eliminar de la superficie de las balsas los insectos aportados por los productos. El producto lavado pasa a una balsa de enjuague con agua sin Cl y a temperatura aconsejable de 1 a 2℃, combinada o no con duchas, para eliminar los restos de aditivos. El consumo de agua de lavado y enjuague varía entre 6 y 12 L/kg de producto acondicionado, por lo que ha de recuperarse. El tiempo de contacto entre el producto y el agua no suele llegar a 5 minutos incluyendo el prelavado, desinfección y/o enjuague. Para favorecer la calidad del producto procesado se debe renovar poco a poco el agua de enjuague y reutilizarla para alimentar la balsa de lavado. Singularmente, para evitar el pardeamiento enzimático se ha propuesto en lechuga Iceberg cortada en tiras un choque térmico en agua a 45℃ durante 90 segundos, aunque no se conoce su puesta en práctica. En las balsas de prelavado, lavado y enjuague se debe verificar la temperatura, el pH, la cloración y su eficacia (tiempo y recuentos microbianos) y en el centrifugado su duración, la velocidad de giro y la humedad residual. Para reducir el pardeamiento enzimático, solo se puede emplear acero inoxidable o plástico en contacto con el producto, evitando el aporte de Cu++ que lo favorece. A continuación, se enjuaga por baño o ducha de agua fría (se recomienda entre 1 y 2℃) y exenta o con muy poco Cl (1 a 2 ppm) para eliminar este residuo sobre el producto, que será finalmente inferior a 5 ppm. Escurrido, secado y mezclado El producto enjuagado se deja escurrir en la misma sala, con frecuencia en tamices vibratorios de acero inoxidable. Seguidamente, en una sala contigua, en la que se suelen encontrar también las envasadoras, se realiza el secado, que tiene lugar por centrifugación semiautomática (lo más frecuente) o automática, por aire frío (a veces con N2 o CO2 líquidos) o por combinación de aire caliente y aire frío (Turatti, 2011), hasta que la superficie del vegetal quede solo ligeramente húmeda. Para volúmenes muy reducidos existen centrifugas industriales, hasta de una caja. En ocasiones, en la centrifugación se mezclan las distintas variedades o, si vienen dos mezcladas, se añade una tercera (por ej. con las lechugas pigmentadas -Lollo rosso y Hoja de roble- se suele mezclar Continental, o con lechuga Iceberg y escarola, Hoja de roble o Red chard). Pesado, envasado y controles de peso, de metales y de calidad La sección de envasado es la más crucial para el éxito del elaborado. En ella, mediante elevadores de cangilones, se conduce el producto solo o mezclado a la distribuidora de una pesadora-asociadora electrónica, con un microprocesador que calcula en cada instante la combinación óptima de unas células de pesada, para alcanzar el peso programado para cada envase. Desde estas, el producto cae por el tubo de envasado (en las envasadoras de flujo vertical -flow pack-), en las que se va formando el envase flexible empleando un polímero idóneo a la vez que se llena y, a continuación, se termosella y se corta con una doble mordaza,

378

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

separándose los envases una vez que contienen el producto. Alternativamente se pueden envasar en flujo horizontal, para barquetas, tarrinas o cuencos ("bowl") de plástico rígido o semirígido impermeable, termoselladas en el borde con un polímero plástico adecuado bajo AM pasiva o activa (poco usual). Los rendimientos varían desde unos 30 a 90 envases/min. Para pequeñas producciones de algunas especialidades se usan mesas de trabajo en acero inoxidable para el llenado manual. El EAM suele ser esencial para los PMPF por su gran susceptibilidad a la pérdida de agua, al pardeamiento enzimático y a la acción del etileno y microbiana. Por ello, el EAM ha tenido un gran desarrollo en los últimos veinticinco años (Brecht, 1995; Gorny, 1997; Artés et al. 1998a, 2005; Artés, 2006b; González-Buesa et al., 2011). La atmósfera inicial dentro del envase suele ser aire (AM pasiva), aunque muy excepcionalmente se puede inyectar una atmósfera preparada exteriormente (AM activa), empobrecida en O2, empleando un barrido de N2, y a veces enriquecida en CO2, que es fungistático, para lograr un efecto más rápido de la modificación de la atmósfera sobre el producto. Los materiales de envasado se abastecen desde un local contiguo y están constituidos por polímeros plásticos de uso alimentario y propiedades idóneas para cada producto, en especial su permeabilidad al O2 (PO2) y al CO2 (PCO2). Los más empleados son poliolefinas (polietileno y polipropileno) por su baja permeabilidad al vapor de agua y alta a los gases, buen sellado térmico, con buenos resultados y resultan muy económicos. Incluso se laminan de forma conjunta para mejorar el sellado. En las películas no perforadas utilizables en el EAM, la PO2 suele ser de 3 a 6 cc/in2.día y la relación PCO2/PO2 debe estar entre 2 y 8. Las poliolefinas fabricadas con resinas de metaloceno pueden llegar a de 5 a 10 cc/in2.día, con gran claridad y baja temperatura de termosellado. Los productos de muy elevada intensidad respiratoria requieren polímeros aún más permeables, por lo que a veces se recurre a los microperforados (por calor, agujas frías, descarga eléctrica o láser), o a los microporosos (con carbonato cálcico disperso en la película) usados como ventanas de difusión de polímeros simples, con PO2 y PO2 de 10 a 15 cc/in2.día (igual para ambos gases al perder la selectividad), para generar altos niveles de CO2 y de vapor de agua, con moderado nivel de O2. La capacidad de los envases normalmente varía desde 250 g en los individuales para el consumidor final hasta unos 5 kg de lechuga ensaladas o espinacas para colectividades y HORECA. Se ha de evitar la anaerobiosis prolongada en los envases, tanto inicial en el EAM activa, como durante la vida comercial, por el riesgo de desarrollo de bacterias patógenas, capaces de producir toxinas mortales. En el envase estará marcada la fecha de caducidad, que suele ser de entre 7 y 15 días, según los elaborados. A los envases termosellados se les controla el peso, se realiza una inspección visual, se muestrean para realizar los controles de hermeticidad, calidad global y microbiológica, y se pasan todos por un detector de metales para asegurar su ausencia. A continuación, los envases (bolsas o tarrinas) se disponen en cajas apilables (generalmente telescópicas de cartón ondulado o de plástico reutilizable tipo IFCO). Para elaborar productos específicos se efectúan procesados especiales (Figura 10), como por ej. lechugas Romana o especialidades pigmentadas o no (Lollo rosso, Lollo biondo, Hoja de roble, Lollo rosso baby leaf, Swiss chard, radicchio, etc.), trozos de melón, rodajas de tomate, aros de

www.bibliotecahorticultura.com

379


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

hinojo y pimiento, dados y tiras de pimiento y colirrábano, tallos de apio, floretes y tallos de brócoli, espinaca, tat soi, mizuna, alcachofa, haba o guisante, muchas de ellas desarrolladas en nuestro Grupo de Investigación (Aguayo y Artés, 2004; Artés et al., 1996, 1998b, 1999, 2002, 2006, 2014; Artés y Aguayo, 2000; Artés, 2006c; Artés Hernández et al., 2006, 2010; Conesa et al., 2007; Escalona et al., 2004, 2005ab, 2006; Gómez y Artés, 2005; Martínez-Hernández et al., 2013ab; Otón, 2017; Robles et al., 2010; Rodríguez-Hidalgo et al., 2006ab; Silveira et al., 2006, 2013; Tomás-Callejas, et al. 2011).

Figura 10. Esquema de línea de procesado mínimo de pimiento Fuente: Artés-Hernández y Artés, 2005

Paletizado, expedición, distribución y venta Los palets conteniendo las cajas de envases se forman a veces en la misma sala de envasado a baja temperatura y, con frecuencia, se expiden sin llegan a pasar por las cámaras frigoríficas. Pero lo más habitual es que pasen a una cámara a 0/1℃ (evitando el riesgo de congelación superficial, ya que el punto de congelación de las hortalizas foliáceas suele estar próximo a -1℃) y se formen los palets definitivos, que suelen ser mixtos, atendiendo los programas y órdenes de venta. Allí permanecen el mínimo tiempo necesario para preparar las cargas en el área de expediciones, también a 0℃ y diseñada para cargar los vehículos de distribución a igual temperatura, contando con muelles de abrigo. Seguidamente se expiden en transporte frigorífico (se recomienda a 1℃), distribuyéndose directamente al consumidor institucional (comedores colectivos de empresas o de centros de enseñanza, del ejército, hospitales, instituciones, etc.), a redes comerciales mayoristas (plataformas logísticas, mercados centrales y otras), a grandes y medianas superficies, empresas del canal HORECA e incluso a comercios al por menor. Las salas de venta al detalle suelen disponer de expositores o vitrinas refrigeradas entre 1 y 5ºC (es preferible 1℃). La duración más frecuente de la vida comercial, o período transcurrido entre la elaboración y el consumo, manteniendo la calidad y seguridad, suele ser de unos 10 hasta 14 días como máximo, y la de cada producto debe estar reflejada en el envase como fecha límite para información del consumidor. La vida comercial útil de las hortalizas MPF depende de factores intrínsecos y extrínsecos. Entre los primeros se encuentran la actividad respiratoria y la emisión de etileno (a mayor respiración y producción de etileno, menor vida comercial, por lo que conviene frenar ambos procesos con

380

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

la baja temperatura y el EAM), la acidez (a pH mayor de 4,5 que es propio de la mayoría de hortalizas, existe riesgo de crecimiento de bacterias y levaduras), la actividad de agua (muy elevada, sobre 0,95) que facilita el crecimiento microbiano, y la dificultad de los tejidos vegetales a la difusión de gases, lo que influye en los riesgos de anoxia y procesos fermentativos, con producción de etanol y acetaldehído, causantes de alteraciones del sabor y aroma. Entre los factores extrínsecos destacan el estado de madurez (por la calidad sensorial y la sensibilidad a daños mecánicos), los cuidados en la manipulación, desgarros en los cortes (hay que utilizar cuchillas muy afiladas), tamaño del corte (cuanto menor, mayor riesgo), higiene rigurosa y sistemática (sin contaminación secundaria la vida útil se prolonga), la cadena de frío (atendiendo las recomendaciones se alarga la vida útil frenando el metabolismo, la actividad enzimática y el desarrollo de microorganismos psicrófilos y mesófilos), HR del 90-95%, para reducir la pérdida de peso y el marchitamiento, evitando condensaciones para limitar el desarrollo fúngico y envasar con un polímero de permeabilidad idónea (Artés y Martínez, 1998; Artés, 2000; González-Buesa et al., 2011). Como los PMPF no reciben tratamientos con calor ni aditivos conservantes, para prolongar su vida comercial se deben mantener refrigerados y bajo una atmósfera estable que frene su metabolismo, el desarrollo microbiano y la deshidratación. Se deberá tener siempre presente que la acción sinérgica del frío y el EAM idóneos inhiben el desarrollo bacteriano, aunque no tienen efectos letales sobre los microorganismos, salvo casos excepcionales. En relación con el envase y el contenido, se debe evitar la excesiva acumulación de CO2 y de etileno así como la excesiva disminución de O2 cuyo nivel ha de ser bajo, pero siempre superior al punto de extinción de la fermentación (entre 1 y 2 kPa según el producto), lo que limita riesgos de metabolismo fermentativo y desarrollo de bacterias anaerobias patógenas como Clostridium botulinum, Staphilococcus aureus, o Listeria monocytogenes, coliformes como Yersinia enterocolitica, Enterobacter sp. y Escherichia coli, Aeromonas hydrophila, Salmonella sp., etc., que pueden crecer a temperatura inferior a 5℃. Sin embargo, las bajas concentraciones de O2 deben limitar el desarrollo de hongos y de reacciones oxidativas indeseables, como las enzimáticas (PPO, lipoxigenasa y otras) o las de degradación de vitaminas, con pérdida de valor nutritivo. Como el riesgo de desarrollo microbiano aumenta con el aumento de la temperatura y la duración de la vida comercial, se debe revisar visualmente a diario el estado de los PMPF en los lineales o muebles de venta, eliminando inmediatamente los que muestren cualquier signo de deterioro, incluso solo del envase (desgarro, manchas, perforaciones accidentales, etc.). No parece admisible la práctica comercial de reducir los precios de venta en los PMPF con síntomas iniciales de deterioro o muy próximos a la fecha límite de venta marcada en la etiqueta (se deben dejar dos días como mínimo). Conviene reseñar que las composiciones gaseosas recomendadas para el EAM de las hortalizas MPF durante su almacenamiento, transporte y distribución, han de tomarse como meramente orientativas (Tabla 1) y, por tanto, se deben contrastar con las informaciones de los Departamentos de Investigación especializados y que cuenten con experiencia en el producto a elaborar.

www.bibliotecahorticultura.com

381


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

Tabla 1. Composiciones gaseosas recomendadas durante el almacenamiento, transporte y distribución de diversas hortalizas MPF. Fuente: Gorny, 1997; Artés, 2000; Artés y Artés-Hernández, 2010

Debido a la fragilidad de estos tejidos vivos, que pierden su protección natural al procesarlos, ya que al eliminarles la epidermis se pierde el control de la difusión de gases y la barrera a la instalación y desarrollo de microorganismos, además de emplear la tecnología idónea para evitar alteraciones y preservar la calidad y seguridad, es esencial una buena cadena de frío en el procesado, la logística, la venta al por menor, la cadena HORECA y en los frigoríficos domésticos. En países cálidos debe mantenerse entre 1 y 5℃, aunque en la Unión Europea la legislación sobre temperaturas máximas de los productos vegetales MPF no es uniforme: en España son 5℃, en Inglaterra 8℃, en Francia, 4℃ y en Bélgica entre 7 y 10℃.

382

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

Figura 11. Condiciones recomendadas de tiempos y temperaturas en el procesado y distribución de hortalizas MPF Fuente: Artés y Allende

La Figura 12 recoge un ejemplo de distribución en planta de una factoría proyectada para elaborar entre 20 y 40 t/día de hortalizas MPF.

Figura 12. Distribución en planta de una factoría proyectada para elaborar entre 20 y 40 t/día de hortalizas MPF. Fuente: Artés y Artés-Hernández, 2010

6.2. Calidad y seguridad. Normativa sanitaria El consumidor exige una calidad global (sensorial y microbiológica) que garantice su satisfacción y seguridad. Por ello es imprescindible cumplir las normas higiénico-sanitarias y de calidad, basadas en el sistema de APPCC. El hecho de que los tratamientos que recibe el producto durante su procesado mínimo no lo pasteurizan, ni esterilizan, exige una estricta higiene y control de la temperatura, como únicos procedimientos capaces de garantizar la salubridad y seguridad de los PMPF. Para ello se deben implantar códigos específicos de buenas prácticas de procesado. Los objetivos del sistema de APPCC son prevenir la contaminación de los productos

www.bibliotecahorticultura.com

383


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

antes de que suceda y reducir el riesgo de vender un producto peligroso, mediante la organización, control y documentación de una producción segura para cada producto, incorporando intervenciones eficientes con preferencia a comprobar la contaminación microbiana (Buchanan, 1995; Artés y Allende, 2005a). El control de calidad incluye elegir bien las especies y variedades de mayor calidad organoléptica y valor nutritivo, técnicas de cultivo (evitando usar aguas residuales, abonos orgánicos, pesticidas inadecuados o sin respetar el plazo de seguridad, excesivo abonado nitrogenado, etc.), momento y forma de recolección, destriar en el campo, prerrefrigerar tan pronto como sea posible y respetar la cadena de frío, como más importantes. En las salas de elaboración debe efectuarse un control de temperaturas, pH y del nivel de desinfectante en el agua de proceso, controles de eficacia del lavado de productos (tiempo, temperatura y recuentos microbianos) y del centrifugado (tiempo, velocidad de giro y humedad residual). Todo ello estará recogido en el sistema de trazabilidad de que debe disponer cada factoría. Es imprescindible un buen mantenimiento, limpieza y desinfección diaria de los elementos de las líneas y de la maquinaria de procesado y al menos semanalmente de las instalaciones, cámaras frigoríficas, de los locales de fabricación y almacenamiento (paredes, techos y suelos, incluidos las rejillas de desagüe y los sumideros) y, tras cada uso, de los elementos ligados al transporte: cajas, palets, contenedores y remolques. Además, en cada factoría se deben implantar Planes de Prevención de Riesgos Laborales y cuidar la higiene y el estado de salud de todo el personal en contacto con los productos y los elementos que directa o indirectamente intervienen en el proceso productivo. Los empleados deben estar equipados con ropa de trabajo limpia, guantes de goma, redecillas o protectores del cabello y dispositivos de lavado de manos con jabón germicida. Cualquier empleado con síntomas de enfermedad (enfriados, con infecciones, dolor de garganta, etc.) nunca debe entrar en contacto con las materias primas ni con el producto en elaboración. Igualmente, los empleados nunca deben comer, estornudar o toser mientras trabajan en la preparación de cualquier PMPF (Artés y Artés-Hernández, 2016). En el proceso de elaboración se debe controlar que se siguen unas buenas prácticas de procesado e implementar un sistema APPCC idóneo. Se ha citado anteriormente la exigencia de cumplir el Real Decreto 2207/1995 sobre la normativa higiénico- sanitaria recogida en la Directiva 93/43/CEE para asegurar la calidad microbiológica de los PMPF. Sobre el producto terminado conviene controlar aleatoriamente la hermeticidad de los cierres en los envases, supervisar la atmósfera generada en el interior de los mismos, controlar la película plástica del envase posible causante de migraciones de componentes al producto, comprobar la calidad sensorial y comercial (pesos, tamaños, proporciones de mezclado, otras especificaciones, etc.) y análisis microbiológico (recuentos de unidades formadoras de colonias y controles de crecimiento de microorganismos aerobios y anaerobios, recién envasado el producido, durante la vida comercial y hasta la fecha de caducidad, con un seguimiento durante las fases de distribución, venta y consumo). El análisis microbiológico debe asegurar que el elaborado cumpla la legislación vigente en el punto de venta. La española (Real Decreto 135, 2010), que traspone la europea (Reglamento CE 1441/2007) para la seguridad alimentaria, exige ausencia de Salmonella spp. y Listeria monocitogenes en 25 g de producto y entre 102 y 103 unidades formadoras de colonias por gramo de E. coli.

384

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

La temperatura es el factor más decisivo de la vida comercial de los PMPF. Por ello, en diversos países se incorpora integradores tiempo-temperatura en los envases como indicadores visuales del “frescor” o vida útil, para garantizar el respeto de la cadena de frío, lo que proporciona confianza adicional a los consumidores sobre la calidad y vida útil del producto que adquieren. En su caso, si la factoría se abastece de productos importados, hay que tener en cuenta los riesgos de variaciones de las condiciones de conservación a que han sido sometidos durante el transporte. Ello es aún de mayor consideración al no existir en la UE una reglamentación específica común de calidad para los PMPF. Sería conveniente que se regularan aspectos específicos respecto del envase (tipo e integridad) y que se disponga en todos los países de la UE de códigos oficiales de buenas prácticas de elaboración de PMPF, cuyo cumplimiento vigile la inspección sanitaria competente en favor de los consumidores. Durante toda la vida comercial, se debe controlar la composición de la atmósfera y los recuentos microbianos, así como la apariencia del envase y la calidad sensorial. Ya se ha indicado la necesidad de revisar a diario el estado de los envases en los muebles de venta, eliminando los que muestren cualquier deterioro, aunque sea solo externo

7. Algunas innovaciones de interés A continuación, se exponen, muy someramente, algunos progresos recientes de las técnicas de procesado mínimo en fresco de hortalizas. En relación con las materias primas hortícolas, además de la selección de variedades que mejor se adaptan a esta elaboración, se está implantando la aplicación de sistemas de cultivo más higiénicos y seguros como las bandejas flotantes (Fernández et al., 2006; Rodríguez-Hidalgo et al, 2006; Niñirola et al., 2011), así como nuevos productos y nuevas presentaciones (melón, sandía, pepino, haba, guisante, champiñón, alcachofa, apio, espárrago, colleja, rúcola, tomate rallado, brotes, etc.). En el procesado, se aplican técnicas para optimizar el ahorro de agua ante su escasez y encarecimiento progresivo, mediante la aireación y el uso de O3 para su reutilización (Turini et al., 2010). El uso del Cl en los alimentos está cuestionado porque, como se ha indicado, puede generar productos de reacción con la materia orgánica potencialmente tóxicos y es previsible que se restrinja su uso (Capece, 2001). Se ha avanzado mucho en la desinfección de hortalizas foliáceas usando dosis muy bajas de Cl estabilizado capaces de evitar la contaminación cruzada y la acumulación de subproductos. Se investigan sistemas de desinfección simples o combinados, con agentes coadyuvantes o alternativos aplicables en línea, basados en O3, aunque no está autorizado en algunos países en contacto directo con los productos, la radiación no ionizante UV-C o el agua electrolizada ácida o neutra. Otros posibles sustitutos del Cl son ácidos orgánicos (ascórbico, málico y cítrico), ClO2, PO4Na3 y H2O2, el ácido peroxiacético y el vapor de H2O2. También se ensaya la desinfección por filtrado mecánico, la aplicación tratamientos térmicos y gases nobles (Ar o He) y de atmósferas con niveles de O2 superiores a 70 kPa en la modificación activa del EAM para inhibir el crecimiento microbiano, la actividad enzimática y reacciones químicas no deseadas, que a veces incluso

www.bibliotecahorticultura.com

385


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

mejoran la calidad organoléptica (Allende et al., 2001, 2002 y 2006; Allende y Artés, 2003ab; Aguayo et al., 2005, 2006, 2007, 2008; Conesa et al, 2007; Robles et al., 2010; Turatti, 2011; Artés et al., 2011; Tomás-Callejas et al., 2011, 2012; Martínez- Hernández et al., 2013b; NavarroRico et al., 2015, Artés y Artés-Hernández, 2016). Para evitar el deterioro que causa la centrifugación, se está usando en Europa y EE.UU. el secado por aire caliente y después frío que fluye transversalmente a las bandas perforadas transportadoras del producto escurrido (Turatti, 2011). También se ha iniciado el secado por infrarrojos, aunque es un sistema caro y de escasa eficiencia ya que su óptimo funcionamiento es para rendimientos inferiores a 600 kg/h de producto procesado. Igualmente se están aplicando sistemas para eliminación de cuerpos extraños antes del envasado y el cortado de algunas hortalizas (tomate, lechuga, apio…) mediante chorro de agua a alta presión (Turatti, 2011). En las salas de mezclado y envasado se comienza a utilizar la tecnología de filtrar el aire mediante sistemas adecuados siguiendo el concepto de “sala limpia o blanca” para mejorar su calidad microbiológica. Se aconsejan las Clases tipo 100 y tipo 100.000, para asegurar la ausencia en el ambiente de partículas con diámetro superior a 5 µm/pie3 en las de clase 100, y menos de 700 de ese tamaño en las de clase 100.000 (Silveira et al., 2006, 2010; López-Gómez et al., 2016). En los materiales de envase se están usando aditivos de arcilla y plaquetas minerales en las resinas para lograr permeabilidades de hasta 100 cc/in2.día y plásticos “inteligentes”, que aumentan mucho su permeabilidad al aumentar la temperatura, o que incorporan sustancias antimicrobianas o que aportan o eliminan C2H4, CO2, O2, humedad, aromas, etc., aún relativamente caros. En el EAM activa, las atmósferas sobreoxigenadas (con 70 kPa o más de O2) pueden mejorar la calidad global del producto al impedir la anaerobiosis y el pardeamiento enzimático y reducir el crecimiento microbiano (Allende et al., 2001, 2002; Conesa et al., 2007; Tomás Callejas et al., 2012). También se ha propuesto usar N2O y aire enriquecido en Ar, aunque sin eficacia suficientemente contrastada. En el mercado continúan apareciendo nuevos envases que disponen de sistemas de cierre fácil o de cremallera, etc., y envases activos para optimizar el EAM. También se están desarrollando nuevos recubrimientos comestibles y envases “inteligentes”, que eviten la anoxia si la temperatura es excesiva, o que aporten sustancias para eliminar excesos de C2H4 o de CO2, o aportar antimicrobianos, para prolongar la vida útil de los PMPF, con nuevos agentes antivaho, que liberen antioxidantes, que absorban o liberen aromas, etc. (Catalá et al, 2005; Gavara et al., 2005). Para frenar alteraciones en el EAM de PMPF puede interesar combinarlo con pretratamientos de 1-metil ciclopropeno, que inhibe el ablandamiento inducido por el C2H4, o con vacío moderado solo o aplicado con antioxidantes (Artés y Artés-Hernández, 2016). Recientemente se ha propuesto emplear nanoemulsiones de aceites esenciales naturales antimicrobianos para prolongar la vida útil de los PMPF (Amaral y Bhargava, 2015; López-Gómez et al., 2016). También se pueden practicar en línea microperforaciones a los envases que les proporcionan las permeabilidades idóneas adatadas al PMPF que contengan (González Buesa et al., 2011).

386

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

Otros envases de PMPF incorporan integradores tiempo-temperatura que revelan la vida comercial o están preparados para su uso enhornos de microondas o barbacoas. Estos nuevos envasados crean posibilidades de minimizar pérdidas de producto y procuran una distribución más eficiente (Artés y Artés-Hernández, 2016).

8. Conclusiones Los principales factores de éxito en las plantas de PMPF son los siguientes: -

Personal cualificado y entrenado, con estricta higiene Seleccionar cv y genotipo por calidad y aptitud para el procesado Implantar, cumplir y auditar APPCC, códigos de Buenas Prácticas Agrícolas, Buenas Prácticas de Manipulación y Buenas Prácticas de Procesado Diseño industrial e higiénico óptimo y mínimo consumo de agua Instalaciones adecuadas, automatizadas y bien mantenidas Manipular materias primas separadas totalmente del producto procesado Separación física de áreas sucias y limpias En el procesado combinar técnicas sostenibles, sustancias GRAS y temperaturas inferiores a 10℃ EAM con diseño óptimo, funcional y atendiendo las tendencias comerciales Establecer sistemas idóneos de trazabilidad, control de calidad y gestión del producto Expedir, transportar y vender a temperatura inferior a 5℃ Optimizar el procesado para cada producto en mejora continua, atendiendo a los consumidores

9. Agradecimientos Se agradece a Plásticos de Alzira, S.A. y Sakata Seed Ibérica S.L.U. (Valencia), a Repsol Petróleo S.A. (Madrid), a Frutas Mira Hermanos S.L. (Alicante), a Primaflor SAT (Almería), a Canarihorta (Las Palmas de Gran Canaria), a Kernel Export S.L., Pozosur S.L., Frutas Esparza S.L., Perichán SAT y G´s España S.L. (Murcia), y a Sacramento Grapes de Lima (Perú) los encargos de contratos de investigación, proyectos industriales y asistencias técnicas sobre esta temática.

Bibliografía AFHORLA. (2006). Informe Anual de la Asociación española de frutas y hortalizas lavadas listas para su empleo. No publicado. Aguayo, E.; Artés, F. (2004). Elaboración del tomate mínimamente procesado en fresco. En: A. Namesny (Coord.). Tomates. Producción y comercio. Compendios de Horticultura 15. (Cap. 11, pp. 121-133). Ediciones de Horticultura S.L. Reus (España).

www.bibliotecahorticultura.com

387


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

Aguayo, E.; Artés, F. (2007). Processamento minimo de tomate. En: Moretti C.L. (Ed.). Manual de processamento minimo de frutas e hortaliças. (Capítulo 27, pp. 497-527). SEBRAE – EMBRAPA. Brasil. Aguayo, E.; Escalona, V.; Artés, F. (2002). Comportamiento metabólico de cuatro cultivares de melón enteros y procesados en fresco. I Congreso Español de Ciencias y Técnicas del Frío. Cartagena. España. Aguayo, E.; Escalona, V.; Artés, F. (2005). Revisión: El ozono y su utilización en la industria agroalimentaria. Alimentaria, 366: 34-47. Aguayo, E.; Escalona, V.; Artés, F. (2006). Effect of the cyclic exposure to ozone gas on phytochemical, sensorial and microbial quality in whole and sliced tomatoes. Postharvest Biol. Technol. 39: 169-177. Aguayo, E.; Giménez, J.; Artés, F. (2001). Caracterización agronómica y atributos de calidad de dieciséis variedades de tomate para procesado en fresco. Alimentación, Equipos y Tecnología, 159: 83-88. Aguayo, E.; Escalona, V.; Gómez, P.; Artés-Hernández, F.; Artés, F. (2007). Técnicas emergentes y sostenibles para la desinfección de frutas y hortalizas mínimamente procesadas. Phytoma España, 189: 138-142. Aguayo, E.; Escalona, V.; Gómez, P.; Rodríguez-Hidalgo, S.; Artés, F. (2008). Tratamientos térmicos en sandía mínimamente procesada en fresco. V Congreso Español de Ingeniería de Alimentos y II Congreso Iberoamericano de Seguridad Alimentaria. Barcelona. CD rom. Allende, A.; Artés, F. (2003a). UV-C radiation as a novel technique for keeping quality of fresh processed Lollo rosso lettuce. Food Res. Int., 36: 7, 739–746. Allende, A.; Artés, F. (2003b). Combined ultraviolet-C and modified atmosphere packaging treatments for reducing microbial growth of fresh processed lettuce. Lebensm-Wissens u-Technol., 36: 779-786. Allende, A.; Aguayo, E.; Artés, F. (2004). Microbial and sensory quality of commercial fresh processed red lettuce throughout the production chain and shelf life. Int. J. Food Microbiol., 91:2, 109-117. Allende, A.; Barba, M.C.; Artés, F. (2002). Effect of high O2 and CO2 atmosphere on microbial and sensorial quality of fresh processed Lollo Rosso lettuce. Postharvest Unlimited. Leuven, Belgium. CD rom. Allende, A.; Jacxsens, L.; Devlieghere, F.; Debevere, J.; Artés, F. (2001). Microbial and sensorial quality of fresh processed lettuce salad under high O2 atmosphere throughout the distribution chain. Controlled Atmosphere Research Conference. Rotterdam, The Netherlands. CD rom. Allende, A.; Mc Evoy, J.L.; Luo, Y.; Artés, F.; Wang, C.Y. (2006). Effectiveness of two-sided UV-C treatments in inhibiting natural microflora and extending the shelf life of minimally processed ‘Red Oak Leaf’ lettuce. Food Microbiol., 23: 241–249.

388

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

Amaral, D.M.F.; Bhargava, K. (2015). Essential oil nanoemulsions and food applications. Adv. Food Technol. Nutr. Sci. Open J., 1(4): 84-87. Artés, F. (2000). Productos vegetales procesados en fresco. En: M. Lamúa (Ed.). Aplicación del frío a los alimentos (Capítulo 5. pp: 127-141.) A. Madrid Ediciones. Madrid. España. Artés, F. (2004). Refrigeration for preserving the quality and enhancing the safety of plant foods. Bulletin of the International Institute of Refrigeration, LXXXIV, 1: 5-25. Artés, F. (2006a). Retos y avances en el procesado mínimo de hortalizas. IV Congreso Español de Ingeniería de Alimentos. Córdoba, España. CD rom. Artés, F. (2006b). El envasado en atmósfera modificada mejora la calidad de consumo de los productos hortofrutícolas intactos y mínimamente procesados en fresco. Revista Iberoamericana de Tecnología Poscosecha, 7 (1): 41–47. Artés, F. (2006c). Challenges and advances in the chilling storage and minimal processing of artichoke heads. VI International Symposium on Artichoke, Cardoon and their wild relatives. International Society for Horticultural Science. Lorca, Murcia, España. CD rom. Artés, F. (2010). Proceso general de elaboración de hortalizas mínimamente procesadas. En: IV Curso Internacional Tecnología Postcosecha y Procesado Mínimo Hortofrutícola. Edit. Universidad Politécnica de Cartagena. España. CD rom. Artés, F.; Allende, A. (2005a). Consumer-oriented approach for keeping quality of minimally fresh processed vegetables. Acta Horticulturae, 682: 1801-1810. Artés, F.; Allende, A. (2005b). Minimal fresh processing of vegetables, fruits and juices. En: Sun D.W. (Ed.). Emerging Technologies in Food Processing. (Chapter 26. pp: 675-715). Elsevier (Academic Press). Artés, F.; Allende, A. (2014). Minimal processing of fresh fruit, vegetables, and juices. En: Sun D.W. (Ed.). Emerging technologies in food processing (Chapter 31. pp: 583-597). Elsevier (Academic Press). 2nd edition. Artés, F.; Artés-Hernández, F. (2003). Principios y diseño de industrias de procesado en fresco de hortalizas. En: Envasado y comercialización de frutas y hortalizas mínimamente procesadas. (Capítulo V. pp: 65- 92). Edit: Gobierno de La Rioja. Artés, F.; Artés-Hernández, F. (2010). Tecnología de productos mínimamente procesados en fresco. En: C. Saucedo-Veloz y A.E Becerril-Román (Ed.). Manejo postcosecha de productos hortofrutícolas. (Capítulo 9. pp: 243)Edit. Colegio de Postgraduados. Montecillo, Texcoco, México. Artés, F.; Artés-Hernández, F. (2016). Tendencias y retos de la postrecolección hortofrutícola. VI Congreso Internacional de Ingeniería Química y Biotecnología Alimentaria. La Habana, Cuba. CD rom Artés, F.; Martínez, J.A. (1998). Gas transmission characteristics of different films used for packaging intact and minimally processed fruit and vegetables. En: Ben Yehoshua S. (Ed.). Plastics in Agriculture (pp: 481-486). Tel Aviv. Israel.

www.bibliotecahorticultura.com

389


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

Artés, F.; Artés-Hernández, F.; Otón, M. (2014). Método industrial para el procesado mínimo en fresco de habas y de guisantes y planta de procesado. Patente española nº 2 412 959. Artés, F.; Castañer, M.; Gil, M.I. (1998a). El pardeamiento enzimático de frutas y hortalizas mínimamente procesadas. Food Sci. Technol. Inter., 4 (6): 377- 389. Artés, F.; Gómez, P.; Artés-Hernández, F. (2006). Modified atmosphere packaging. Stewart Postharvest Review. 5: 2, 13 p. Artés, F.; Gómez, P.; Artés-Hernández, F. (2007). Physical, physiological and microbial deterioration of minimally fresh processed fruits and vegetables. Food Sci. Technol. Inter., 13 (3): 177–188. Artés, F.; Gómez, P.; Artés-Hernández, F. (2009). Pérdidas de calidad y su control en productos hortofrutícolas mínimamente procesados en fresco. En: G. González-Aguilar. (Ed.) Vegetales frescos cortados. Aspectos nutricionales y sensoriales. (Capítulo 1: pp. 19-43). Edit. Trillas. México. Artés, F.; Martínez, J.A.; Marín, J.G. (1999). Quality changes in minimally processed ‘Romaine’ lettuce as affected by several treatments. En: Hägg, M., Avenhainen, R., Evers, A.M. and Tiikkala, K. (Eds.). Agri-Food Quality. Pp. 115-118. The Royal Society of Chemistry. London. England. Artés, F.; Sánchez, J.J.; Sánchez, D. (1998b). Quality changes in minimally processed melon. Oral presentation at the COST Meeting. Madrid. CD rom. Artés, F.; Vallejo, F.; Martínez, J.A. (1996). Determining gas permeability characteristics of some suitable plastic films for minimally processed foods. En: Morton I.D. and Spring J.A. (Eds.). Minimal Processing of Foods. EFFOST- GDL. Cologne. Germany. CD rom. Artés, F.; Gómez, P.; Tomás-Callejas, A.; Artés-Hernández, F. (2011). Sanitation of fresh-cut fruit and vegetables: new trends, methods and impacts. En: McMann J.M. (Ed.). Potable water and sanitation. pp. 1-36. NovaScience Publishers. New York, USA. Artés, F.; Gómez, P.; Aguayo, E.; Escalona, V.H.; Artés-Hernández, F. (2009). Sustainable sanitation techniques for keeping quality and safety of fresh-cut plant commodities. Postharvest Biol. Technol., 51: 287–296. Artés, F.; Gómez, P.; Artés-Hernández, F.; Aguayo, E.; Escalona, V.H. (2007). Improved strategies for keeping overall quality of fresh-cut produce. Acta Horticulturae, 746: 245-258. Artés-Hernández, F.; Artés, F. (2005). Concepción y ejecución de instalaciones industriales para el procesado mínimo en fresco de productos vegetales. En: González-Aguilar, G., Gardea A.A. y Cuamea F. (Eds.). Nuevas tecnologías de conservación de productos vegetales frescos cortados. (Capítulo 25. pp: 456-472).Edit. CIAD-CYTED- CONACYT. México. Artés-Hernández, F.; Conesa, A.; Artés, F. (2006). Elaboración de pimiento mínimamente procesado en fresco. En: A. Namesny (Coord.). Pimientos. Compendios de Horticultura 16. (Capítulo 11: pp: 131-138). Ediciones de Horticultura S.L. Reus, España.

390

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

Artés-Hernández, F.; Aguayo, E.; Gómez, P.; Artés, F. (2009). Innovaciones tecnológicas para preservar la calidad de productos vegetales mínimamente procesados o de la “Cuarta Gama”. Horticultura Internacional, 69: 52-57. Artés-Hernández, F.; Gómez, P.; Artés F. (2010). Fisiologia postraccolta e tecnologia degli ortaggi di IV gamma. En: Cattaneo T.M. y Ferrante A. (Edits). Valutazione della qualità di ortaggi di IV gamma. Analisi non distruttive durante la shelf life. (Capítulo I. pp: 19-46). Aracne Editrice. Artés-Hernández, F,; Gómez, P.; Aguayo, E.; Artés, F. (2010). Technological innovations to preserve quality and safety of fresh-cut horticultural products. En: C. Nunes. (Ed.). Environmentally friendly and safe technologies for quality of fruits and vegetables. pp: 192-200. Edit. Universidade do Algarve, Faro, Portugal. Artés-Hernández, F.; Gómez, P.; Aguayo, E.; Tomás-Callejas, A.; Artés, F. (2013). Sustainable processing of fresh-cut fruit and vegetables. En: Tiwari, B.K., Norton, T.N., Holden M. (Eds.). Sustainable food processing. (Chapter 10. pp: 219-268). John Wiley & Sons Ltd. London. England. Ahvenainen, R. (1996). New approaches in improving the shelf life of minimally processed fruit and vegetables. Trends Food Sci. Technol. 7(6): 179-187. Borrero, J.D. (2010). Introducción y panorámica actual de la postcosecha hortofrutícola y de los productos vegetales mínimamente procesados en fresco. En: Encuentro Frutas de IV y V gama: una oportunidad para la agricultura onubense. Edit. Universidad Internacional de Andalucía. CD rom. Brecht, J.K. (1995). Physiology of lightly processed fruits and vegetables. HortSci. 30: 18–22. Buchanan, R.L. (1995). The role of microbiological criteria and risk assessment in HACCP. Food Microb. 12:421-424. Capece, P. (2001). Trihalomethanes and our water supply. Southern Data Systems 20(3), 35 Catalá, R.; Lagarón, J.M.; Gavara, R. (2005). Envases activos. De la protección pasiva a la defensa activa de los alimentos envasados. Simposio Internacional CYTED Nuevas tecnologías de conservación y envasado de frutas y hortalizas. La Habana. Cuba. CD rom. Chisari, M.; Barbagallo, R.N.; Spagna, G.; Artés, F. (2010). Distribution of degradative enzymatic activities in the mesocarp of two melon groups. Int. J. Food Sci. Technol., 45, 3: 10161023. Chisari, M.; Barbagallo, R.N.; Spagna, G.; Artés, F. (2011). Improving the quality of fresh-cut melon through inactivation of degradative oxidase and pectinase enzymatic activities by UV-C treatment. Int. J. Food Sci. Technol., 46, 3: 463- 468. Conesa, A.; Artés-Hernández, F.; Geysen, S.; Nicolaï, B.; Artés, F. (2007). High oxygen combined with high carbon dioxide improves microbial and sensory quality of fresh-cut peppers. Postharvest Biol. Technol. 43: 230-237.

www.bibliotecahorticultura.com

391


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

Comunidad Europea, Reglamento CE nº 1441/2007 de la Comisión, de 5 de diciembre de 2007, que modifica el Reglamento CE nº 2073/2005 relativo a los criterios microbiológicos aplicables a los productos alimenticios. DOUE- L2007-82244 Escalona, V.H.; Aguayo, E.; Artés, F. (2004). Optimización de la calidad y vida comercial del hinojo entero y mínimamente procesado en fresco. Alimentaria, 354: 129-134. Escalona, V.H.; Aguayo, E.; Artés, F. (2005a). Overall quality throughout shelf life of minimally fresh processed fennel. J. Food Sci. 70, 1: 13-17. Escalona, V.H.; Aguayo, E.; Artés, F. (2006). Metabolic activity and quality changes of whole and fresh-cut kohlrabi (Brassica oleracea L. gongylodes group) stored under controlled atmospheres. Postharvest Biol. Technol. 41: 181-190. Escalona, V.H.; Artés-Hernández, F.; Artés, F. (2005b). Gas composition and temperature affects quality of fresh-cut fennel. HortScience 40, 3: 737-739. Federación Española de Asociaciones de Productores Exportadores de Frutas y Hortalizas, Flores y Plantas Vivas (FEPEX). (2012). Guía de buenas prácticas de producción de frutas y hortalizas preparadas. Comité de Frutas y Hortalizas Preparadas. www.fepex.es Acceso, enero 2017. Federación Española de Asociaciones de Productores Exportadores de Frutas y Hortalizas, Flores y Plantas Vivas (FEPEX). (2015). http://marcasderestauracion.es/wp-content/uploads/ 2015/ 03/Grafica- ventas-cuarta-gama.jpg Acceso, enero 2017. Fernández, J.A.; Artés, F.; González, A.; López, J.; Navarro, A.; Signore, A. (2006). Producción de nuevas hortalizas de hojas en cultivo de bandejas flotantes. Agrícola Vergel 89-95. Floristán, J.M. (2010). Situación actual y perspectivas de la Cuarta Gama. 3er Congreso de Cooperativas Agrarias de Murcia. Torre-Pacheco. Cd rom. Gavara, R.; Lagarón, J.M.; Catalá, R. (2005). Materiales poliméricos para el diseño de envases activos. Simposio Internacional CYTED Nuevas tecnologías de conservación y envasado de frutas y hortalizas. La Habana. Cuba. Cd rom. Gómez, P.; Artés, F. (2005). Improved keeping quality of minimally fresh processed celery sticks by modified atmosphere packaging. Inter. J. Food Sci. Technol. 38, 4: 323-329. Gómez, P.; Artés-Hernández, F.; Aguayo, E.; Escalona, V.H.; Artés, F. (2007). Problemática de los alimentos vegetales mínimamente procesados en fresco. Phytoma España. 189: 124129. González-Buesa, J.; Oria, R.; Salvador, M.L. (2009). A mathematical model for packaging with microperforated films of fresh-cut fruits and vegetables. J. Food Engineering. 95: 158165. Gorny, J. (1997). A summary of CA and MA recommendations for selected fresh-cut fruits and vegetables. International CA Conference Davis. USA. Edit. University of California. Gould, G.W. (1996). Methods for preservation and extension of shelf life. Int. J. Food Microbiol., 33: 51-64

392

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

International Fresh-cut Produce Association. (1997). Fresh-cut produce handling guidelines. Ed. IFPA. 31 p. International Fresh-cut Produce Association. (2006). The fresh facts on fresh cut: fresh-cut produce trends. IFPA Technical Sessions. EEUU. Cd rom. James, J.B.; Ngarmsak, T. (2010). Processing of fresh-cut tropical fruits and vegetables: A technical guide. RAP PUBLICATION 2010/16. FAO, Bangkok. Leistner, L.; Gould, G.W. (2002). Hurdle technologies: combination treatments for food stability, safety and quality. Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York. López-Gómez, A.; Ros-Chumillas, M.; Maté, J.; Soto-Jover, S.; Antolinos, V. (2016). Surface decontamination with essential oil nanoemulsion and ultraclean MAP packaging increases the shelf life of refrigerated fresh cut pineapple. VIII Congreso Ibérico y VI Congreso Iberoamericano de Ciencias y Técnicas del Frío. Coimbra. Portugal. CD rom. Martínez, J.A.; Chiesa, A.; Tovar, F.; Artés, F. (2005). Respiration rate and ethylene production of fresh-cut lettuce as affected by cutting grade. Agric. Food Sci. 14, 354-361. Martínez-Hernández, G.B.; Artés-Hernández, F.; Gómez, P.; Artés, F. (2013a). Comparative behavior between kailan-hybrid and conventional fresh-cut broccoli throughout shelflife. LWT- Food Sci Technol, 50: 298-305. Martínez–Hernández, G.B.; Gómez, P.; Artés, F.; Artés-Hernández, F. (2013). New broccoli varieties with improved health benefits and suitability for the fresh–cut and fifth range industries: an opportunity to increase its consumption. En: Lang, M. (Ed.). Brassicaceae: Characterization, functional genomics and health benefits. (Chapter 3. pp: 67-92). Nova Science Publishers. Martínez-Hernández, G.B.; Artés-Hernández, F.; Gómez, P.; Formica, A.C.; Artés, F. (2013b). Combination of electrolysed water, UV-C and superatmospheric O2 packaging for improving fresh-cut broccoli quality. Postharvest Biol. Technol. 76: 125–134. Mercabarna. (2017). Tendencias en alimentación fresca. https://www.mercabarna.es/media/upload/arxius/serveis/observatori Acceso: enero, 2019. Navarro-Rico, J., Martínez-Hernández, G.B.; Gómez, P.; Artés, F.; Artés- Hernández, F. (2015). Alternativas desinfectantes mediante clorito sódico acidificado y agua ozonizada en brócoli mínimamente procesado en fresco. En: Artés-Hernández, F., Egea- Cortines, M., Fernández J., Baille, A., Calatrava, J. (Eds.). 4th Workshop on Agri-Food Research. Edita: Universidad Politécnica de Cartagena. Niñirola, D.; Egea-Gilabert, C.; Conesa, E.; Artés-Hernández, F.; Martínez, J.A.; Artés, F.; Fernández, J.A. (2011). Influence of aeration of the nutrient solution on the quality changes of two baby leaf lettuce cultivars grown in a floating system at harvest and during shelf life as fresh-cut product. II International Conference on Quality Management of Fresh-Cut Produce. Torino, Italia. CD rom.

www.bibliotecahorticultura.com

393


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

Otón, M. (2017). Elaboración industrial de haba mínimamente procesada en fresco. Optimización de su calidad y vida comercial. Tesis Doctoral. UPCT. Reglamento CE no 1441/2007 de la Comisión, de 5 de diciembre de 2007, que modifica el Reglamento CE no 2073/2005 relativo a los criterios microbiológicos aplicables a los productos alimenticios. Diario Oficial de la Unión Europea L 322, 12-29 Robles, P.A.; Tomás-Callejas, A.; Escalona, V.H.; Artés, F.; Artés-Hernández, F. (2010). High helium controlled atmosphere storage decreases microbial growth and preserves quality on fresh-cut Mizuna baby leaves. Acta Horticulturae, 877: 663-668. Rodríguez-Hidalgo, S.; Artés-Hernández, F.; Chollet, E.; Artés, F. (2006a). Procesado mínimo en fresco de cuatro variedades de colleja (Silene vulgaris) cultivadas en bandejas flotantes. IV Congreso Español de Ingeniería Alimentos. Córdoba. CD rom. Rodríguez-Hidalgo, S.; Silveira, A.C.; Artés-Hernández, F.; Artés, F. (2006b). Evolución de la calidad de cuatro variedades de espinaca “baby” cultivadas en bandejas flotantes y mínimamente procesadas en fresco. VIII Simposio Nacional y V Ibérico de Maduración y Post-recolección. Orihuela, Alicante. CD rom Silveira, A.C.; Aguayo, E.; Artés-Hernández, F.; Artés, F. (2006). Radiación UV- C y envasado en sala blanca, alternativas a la desinfección con cloro de melón Galia mínimamente procesado en fresco. En: D. Valero y M. Serrano (Eds.). Innovaciones fisiológicas y tecnológicas de la maduración y post-recolección de frutas y hortalizas. pp: 181-185. Edit. Limencop S.L. Elche. Silveira, A.C.; Aguayo, E.; Artés, F. (2010). Emerging sanitizers and clean room packaging for improving the microbial quality of fresh-cut Galia melon. Food Control, 21: 863-87, 0900150R1. Silveira, A.C.; Aguayo, E.; Artés, F. (2013). The suitability of three Galia melon cultivars and different types of cuts for the fresh-cut industry. J. Sci. Food Agric. 93: 3826-31. Soliva-Fortuny, R.C.; Martin-Belloso, O. (2003). New advances in extending the shelf-life of freshcut fruits: a review. Trends in Food Sci. Technol. 14(9): 341- 353. Tomás-Barberán, F.A.; Gil, M.I.; Castañer, M.; Artés, F.; Saltveit, M.E. (1997). Effect of selected browning inhibitors on phenolic metabolism in stem tissue of harvested lettuce. J. Agric. Food Chem. 45: 583-589. Tomás-Callejas, A.; Martínez-Hernández, G.B.; Artés, F.; Artés-Hernández, F. (2011). Neutral and acidic electrolyzed water as novel sanitizers on fresh-cut mizuna baby leaves. Effects on safety and quality attributes. Postharvest Biol. Technol., 59: 298–306. Tomás-Callejas, A.; Otón, M.; Artés, F.; Artés-Hernández, F. (2012). Combined effect of UV-C pretreatment and high oxygen packaging for keeping the quality of fresh-cut tat soi baby leaves. Innov. Food Sci. Emerging Technol. 14: 115-121. Tomás-Callejas, A.; Bariain, N.; López, J.J.; Robles, P.A.; Artés, F.; Artés- Hernández, F. (2008). Radiación UV-C en brotes de hortalizas foliáceas: una alternativa a la desinfección con

394

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

cloro en el procesado mínimo en fresco. Alimentación, Equipos y Tecnología. 231: 4649. Turatti, A. (2011). Equipamiento, líneas e instalaciones en el procesado mínimo en fresco hortícola. En: Curso Internacional de Tecnología Postcosecha y Procesado Mínimo Hortofrutícola. UPCT. CD rom. Turini, M.; Moreira, G.; Kluge, R.; Artés, F.; Aguayo, E. (2010). Determinación de la efectividad y posibilidad de reutilización del agua ozonizada en lechuga (Lactuca sativa L.) mínimamente procesada en fresco. VI Congreso Español de Ingeniería de Alimentos. Logroño. CD rom

www.bibliotecahorticultura.com

395



3.1.2. Investigación y desarrollo en productos IV gama de fruta Félix Martínez Macías Vicente Peris S.A. calidad@vicenteperis.com

Índice 1. 2. 3.

Optimización de un envase para fruta mínimamente procesada Caracterización del aire en sala blanca mediante el método de sedimentación en placa Caracterización de la higienización en lavadora de borboteo y ducha de frutas y verduras, por potencial redox

2 16 20

Resumen En los últimos años se ha incrementado el interés por conseguir que los productos vegetales conserven durante un tiempo más largo sus características sensoriales, nutricionales y microbiológicas que son las que determinan su calidad y vida útil. Aunque hay procesos físicos y químicos que permiten estabilizar y preservar la calidad de los alimentos, es necesario el uso de un envase adecuado en la última parte del proceso de preservación. La nueva tendencia hacia el consumo de productos frescos y naturales, unido al menor tiempo disponible por parte de los consumidores para preparar sus alimentos, ha incrementado la demanda de frutas y hortalizas mínimamente procesadas y listas para su consumo (Schlimme, 1995 y Hussein et al., 2000). La producción de IV gama implica la eliminación de su protección contra la deshidratación y la contaminación y potencia los procesos de oxidación y respiración, lo que contribuye a acelerar el deterioro de la calidad sensorial del producto y a reducir su vida útil. El control de microorganismos sólo es posible con una higienización muy estricta durante las etapas de elaboración y una adecuada conservación en atmósfera modificada en condiciones de refrigeración. La calidad de estos productos listos para consumir es el resultado de una combinación compleja de atributos relativos a la calidad organoléptica como son la apariencia, la textura, el olor y el sabor, y otros relativos a la calidad nutricional y a la seguridad alimentaria. En función del producto que se vaya a procesar, se intenta seleccionar el envase más adecuado, que incluye desde bolsas a barquetas, tarrinas o bandejas transparentes para que el consumidor pueda evaluar el estado del producto. El almacenamiento se realiza en condiciones de refrigeración hasta su consumo. En la definición de IV gama según Escalona y Luchsinger (2008) se incluyen los productos como vegetales, frutas y hortalizas frescos sin sufrir tratamiento térmico, preparados, lavados y envasados que han podido ser objeto de troceado, corte o cualquier otra operación relativa a la integridad física del producto, listos para consumir o cocinar y destinados al consumo humano. El producto debe mantener sus propiedades naturales y frescas, con la diferencia de que viene

397


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

lavado, troceado y envasado, y exige como requisito el mantenimiento de la cadena de frío para su perfecta conservación presentando una fecha de caducidad en torno a los 7 días. El objetivo de nuestro trabajo es desarrollar y conocer la combinación de diferentes tecnologías barrera para la aplicación a productos derivados de hortalizas y frutas mínimamente procesados que nos permitan mantener las cualidades organolépticas de cada tipo de producto, con la mayor vida útil, cubriendo las necesidades cada vez mayores de los consumidores por disponer de productos frescos listos para consumir de elevadas cualidades nutricionales y organolépticas.

1. Optimización de un envase para fruta mínimamente procesada Tal y como hemos comentado en la introducción, la nueva tendencia hacia el consumo de productos frescos y naturales, unido al menor tiempo disponible por parte de los consumidores para preparar sus alimentos, ha incrementado la demanda de frutas y hortalizas mínimamente procesadas y listas para su consumo (Schlimme, 1995 y Hussein et al., 2000). Por esta razón para evitar el crecimiento de los mohos, y por consiguiente la producción de micotoxinas, se ha implantado el uso de atmósferas modificadas mediante la sustitución de la atmósfera que rodea al producto en el momento del envasado por otra especialmente diseñada para cada tipo de alimento y el termosellado final del envase, para mantener estas condiciones del envasado durante el almacenamiento. El éxito de este tratamiento no depende exclusivamente de la composición de la mezcla de gases, si no que han de tenerse en cuenta otros factores, como son la temperatura de almacenamiento, el equipo de envasado y el material de envase. Por tanto, para obtener productos de calidad, seguros y con un alto valor nutricional, las industrias necesitan implementar estrategias de mejora, introduciendo o combinando técnicas, especialmente en los procedimientos estándar de sanidad (Artés et al., 2009). Las técnicas más empleadas para alargar la vida útil de los productos de 4ª gama son la conservación a bajas temperaturas y el uso de atmósferas modificadas. Este tipo de productos no pueden ser sometidos a tratamientos térmicos ni incorporar ningún tipo de aditivo ni conservante. Exigen como requisito básico el mantenimiento de la cadena de frío para su perfecta conservación y tiene una fecha de caducidad que ronda de los 7 a los 10 días, pasada esta fecha de caducidad no es recomendable su consumo (https://marcasderestauracion.es/losproductos-de-cuarta-gama-una-tendencia-al-alza/). Los productos hortofrutícolas de cuarta gama ofrecen diversas ventajas al consumidor como son: reducción del tiempo de preparación de las comidas, calidad uniforme y constante, facilidad de acceso a productos saludables, facilidad de almacenamiento ya que requieren menos espacio, reducción del manejo y de las pérdidas. En la cuarta gama los consumidores encuentran un producto de conveniencia, con buen sabor y saludable. Es por ello por lo que el cuidado en el procesado de frutas y hortalizas frescas para mantener un buen aspecto, aroma y sabor es un punto especialmente importante. El metabolismo respiratorio permite la producción de energía necesaria para los procesos bioquímicos de las plantas. La respiración aerobia implica la oxidación de estas reservas orgánicas (carbohidratos, lípidos y ácidos orgánicos) a otras más simples, la formación de agua y CO2 así como la liberación de energía (Fonseca et al., 2002). La respiración está relacionada

398

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

con la producción de energía y de moléculas intermedias que permiten el mantenimiento de múltiples reacciones anabólicas esenciales para el mantenimiento de la organización celular e integridad de las membranas de las células vivas. Además, el proceso global de la respiración aeróbica implica la regeneración de trifosfato de adenosina (ATP) a partir de difosfato de adenosina (ADP) y fosfato inorgánico (Pi) (Salveit, 2000). La glicólisis, el ciclo de los ácidos tricarboxílicos, y el sistema de la cadena de transporte de electrones son rutas de la respiración aeróbica (Fonseca et al., 2002). La respiración metabólica poscosecha de los productos frescos depende de la temperatura de almacenamiento, así como de la composición de gases y etileno. La intensidad respiratoria aumenta con el procesado de la fruta. El estrés físico estimula la intensidad respiratoria de los productos frescos. Watada et al. (1996) compararon las tasas respiratorias de los productos intactos y recién cortados de varias frutas y verduras, a diferentes temperaturas. Las tasas de respiración obtenidas en los productos frescos cortados fueron en general mayores a las de las piezas intactas y además se incrementaron con la temperatura. Por otro lado, daños en las células y tejidos inducen una elevada tasa de producción de etileno, lo que podría estimular la respiración y consecuentemente acelerar el deterioro y la senescencia y promover la maduración de las frutas climatéricas (Brencht, 1995). Además, existe en general una relación inversa entre las tasas respiratorias y la vida poscosecha de los productos. A mayor tasa de respiración, más perecedero es el producto y por tanto, una vida poscosecha menor (Kader y Saltveit, 2002). Por tanto, el conocimiento de la pauta respiratoria de los productos hortofrutícolas en función de los procesos a los que hayan sido sometidos será de gran ayuda para elegir las condiciones de almacenamiento, envasado y distribución adecuadas para prolongar la vida útil. El envasado en atmósfera modificada (MAP) es una de las técnicas más utilizadas en la conservación de los productos mínimamente procesados. Se define como el envasado en un material polimérico donde se modifican las concentraciones de gases (O2 y CO2) dentro del envase. Las frutas y hortalizas frescas continúan respirando después de ser recolectadas y esta respiración se ve incrementada por las operaciones de pelado y cortado. En consecuencia, cualquier envasado debe tener en cuenta esta actividad respiratoria. Este tipo de envasado implica cambios gaseosos en el espacio de cabeza del envase durante el almacenamiento, debido a la respiración del producto y la permeabilidad del envase a los gases. El MAP reduce la tasa de respiración y la producción de etileno, retrasa el ablandamiento y los cambios que se producen en el producto, ya que crea y mantiene una micro atmósfera óptima en el interior del envase (Lee et al, 1991). Este tipo de envasado difiere de la atmósfera controlada (AC), ya que en la primera no se produce un control externo en la concentración de gases que rodea al producto, sino que depende del equilibrio dinámico entre el metabolismo del fruto y la permeabilidad del envase (Romojaro et al., 1996). Factores que influyen en la atmósfera de equilibrio son la intensidad respiratoria del fruto (existen variaciones entre especies, variedades y el estado de madurez), temperatura (la intensidad respiratoria aumenta en función directa con la temperatura) y la permeabilidad del film (Romojaro et al., 1996).

www.bibliotecahorticultura.com

399


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

El crecimiento microbiano en los alimentos depende tanto de factores intrínsecos del propio alimento como extrínsecos asociados con el ambiente de almacenamiento. La temperatura y la composición gaseosa del ambiente son dos factores extrínsecos muy importantes que pueden ser controlados con el MAP para retrasar el deterioro y aumentar la vida útil (Parry, 1993). El envasado en atmósfera modificada es un proceso dinámico en el que el envase cerrado y el producto envasado interactúan entre sí haciendo que la atmósfera gaseosa interna alcance un equilibrio adecuado que reduzca la velocidad de respiración, la sensibilidad al etileno y la pérdida de humedad, así como el incremento en el tiempo en el desarrollo de microorganismos. Con el envasado en atmósferas modificadas de vegetales se pretende crear un equilibrio dinámico entre el metabolismo del fruto y la permeabilidad del film utilizado. Mediante el envasado de los alimentos en atmósfera modificada, es posible mantener la máxima calidad y ampliar la conservación de los productos ya que: -

Se disminuye la intensidad de respiración retrasando la maduración. Se disminuye la producción y sensibilidad al etileno. Se reduce la actividad metabólica de los vegetales. Estabilización del color ya que se minimizan la degradación de la clorofila y los pardeamientos enzimáticos. Se preserva el contenido vitamínico y el contenido de azúcares. Se disminuyen los daños por frío

La empresa empezó a comercializar las tres frutas objeto de este trabajo en atmósfera modificada en diversos formatos (barquetas de fruta troceada de 250 y 500 g y barquetas con medias piezas o un cuarto de pieza en el caso de la sandía). Su objetivo fue que la fruta fresca tuviera una vida útil de 6 días, lo que en principio están consiguiendo, pues organolépticamente el producto mantiene todas sus propiedades. Sin embargo, en algunos casos, el cliente observa un abombamiento del envase, lo que se traduce en devoluciones del producto y por tanto en pérdidas económicas y de fidelidad que deben ser evitadas. Por este motivo, el primer objetivo de este trabajo fue analizar las barquetas que se están confeccionando hasta este momento para detectar las posibles causas del abombamiento. Para ello se analizaron los cambios en la atmósfera interna del envase en fruta troceada y envasada en dos tipos de formatos (barquetas de 250 g y barquetas de 500 g), a diferentes tiempos. La fruta se mantuvo a 8 ℃, pues es la temperatura a la que habitualmente se mantiene este tipo de productos en los lineales de los puntos de venta, y es algo más desfavorable que el almacenamiento a temperaturas entre 2 y 4℃. En las Figuras 1 y 2 se muestra la evolución de la atmósfera del espacio de cabeza de estos productos.

400

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

Figura 1. Evolución de la fracción volumétrica de O2 (izquierda) y CO2 (derecha) en el espacio de cabeza de barquetas conteniendo 250 g de producto

Figura 2. Evolución de la fracción volumétrica de O2 (izquierda) y CO2 (derecha) en el espacio de cabeza de barquetas conteniendo 500 g de producto

Como puede observarse, en ambos casos y para las tres frutas, el envasado inicial del producto se lleva a cabo con una mezcla de gases de entre un 8-10% de O2 y un 10% de CO2. Sin embargo, en ningún caso se alcanza una atmósfera de equilibrio en el envase (concentración de gases constante), disminuyendo la concentración de O2 y aumentando la concentración de CO2. Así, a partir del 4º-5º día de envasado, la concentración de O2 está muy próxima al 0%, lo que se traducirá en un cambio en las rutas metabólicas de respiración de la fruta, pasando a respiraciones anaerobias (rutas fermentativas) con el consiguiente desarrollo de sabores y olores desagradables. Al mismo tiempo, la concentración de CO2 aumenta de forma importante, por encima del 30% a partir del 4º-5º día de envasado. Esta acumulación de CO2 en el interior puede afectar al metabolismo respiratorio, pues altas concentraciones de este gas resultan tóxicas a nivel celular y al mismo tiempo provocan el abombamiento del envase. Como conclusión a este estudio preliminar se detecta que el envasado que se está realizando actualmente no es suficientemente permeable a los gases por lo que se plantea el trabajo siguiente con el objetivo de seleccionar un material de envasado con la permeabilidad adecuada al O2 y al CO2 que permita llegar a una atmósfera de equilibrio que mantenga las propiedades organolépticas y sensoriales del producto. Teniendo en cuenta que la fruta se va a envasar en atmósfera modificada (MAP) es importante tener en cuenta que la atmósfera interna en el envase va a depender tanto de la actividad metabólica de la misma (consumo de O2 y emisión de CO2) como de la permeabilidad selectiva del material a ambos gases. La atmósfera en el espacio de cabeza es modificada por el consumo y producción de gases del producto y por la salida y entrada de gases a través del film. Por tanto,

www.bibliotecahorticultura.com

401


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

el conocimiento del consumo de O2 y de la producción de CO2 de la fruta a envasar resulta imprescindible para diseñar un buen envase. Para determinar las tasas respiratorias de las distintas frutas estudiadas se utilizó un método estático. Toda la materia prima empleada en los ensayos fue caracterizada antes de ser envasada en los frascos de vidrio. Tal y como se muestra en la Tabla 1, todas las piezas utilizadas tenían características muy semejantes, por lo que, sobre todo en el caso de las medias piezas se eliminaba la variable de heterogeneidad de la materia prima en las diferentes repeticiones. En los ensayos con fruta troceada en cada repetición se mezcló fruta de diferentes piezas. Tabla 1. Fracción másica de agua (xw), actividad de agua, Brix, acidez y densidad de la fruta Producto

Xw (g agua/g fruta)

aw

SST (ºBrix)

Melón Sandía Piña

0,895 ± 0,005 0,897 ± 0,014 0,860 ± 0,005

0,9890 ± 0,0013 0,9852 ± 0,0004 0,9842 ± 0,0011

9,90 ± 0,14 9,20 ± 0,00 13,2 ± 0,0

Acidez (g cítrico/100 g fruta) 1,29 ± 0,02 0,86 ± 0,01 8,18 ± 0,02

Densidad (g/cm3) 1,003 ± 0,015 0,99 ± 0,05 0,99 ± 0,02

En la Figura 3 se muestra un ejemplo de la evolución con el tiempo de la concentración de gases en el espacio de cabeza en los envases impermeables. En la mayoría de los casos (todos excepto en el caso del melón y la piña troceados a 4 ℃), se observa un comportamiento metabólico donde la velocidad de consumo de O2 se mantiene constante con el tiempo. De igual forma, la velocidad de emisión de CO2 es constante con el tiempo.

Figura 3. Evolución de gases en el espacio de cabeza en media pieza de melón almacenado a 8 ℃

Tanto la emisión de CO2 como el consumo de O2 pueden ser utilizados para determinar la tasa de respiración de las plantas (Azcón-Bieto y Talón, 2000). La tasa respiratoria se define como la cantidad de anhídrido carbónico emitido y de oxígeno consumido por kg de fruta y por hora (Fonseca et al., 2002). Conociendo la variación con el tiempo de la concentración de gas en el espacio de cabeza puede calcularse la tasa respiratoria, TRi (ml i/kg h) según la Ecuación 1 (Kays, 1991): TRi= d[Gi]dt∙VaM Ec. 1

402

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

Siendo: -

d[Gi]/dt: variación de la concentración del gas i (O2 o CO2) en un tiempo t (ml i/ml aire h) M: masa de la muestra (kg) Va: volumen de aire en el espacio de cabeza del frasco de vidrio (ml aire)

Si la TR no varía con el tiempo y por tanto con la concentración de gases en el espacio de cabeza, esta puede calcularse aplicando la Ecuación 1, siendo d[GO2]/dt y d[GCO2]/dt, la pendiente del ajuste lineal de la variación de la concentración del gas (O2 o CO2) con el tiempo. La Tabla 2 muestra las tasas respiratorias calculadas a partir de este modelo para las frutas analizadas a diferentes temperaturas, así como el coeficiente respiratorio (CR), definido como el cociente entre el CO2 emitido y el O2 consumido. Tabla 2. Tasas respiratorias de O2 y CO2 y coeficiente respiratorio para diferentes frutas y temperaturas de almacenamiento

Producto Piña ½

Piña troceada

Sandía ¼

Sandía troceada

Melón ½

Melón troceado

T (℃) 4 8 27 4 8 27 4 8 27 4 8 27 4 8 27 4 8 27

TR O2 (ml O2 kg-1h-1) 1,0 ± 0,9 0,53 ± 0,05 40 ± 15 0,74 ± 0,15 2,0 ± 0,2 18,2 ± 0,9 1,5 ± 0,5 1,87 ± 0,15 26 ± 2 2,24 ± 0,04 28,5 ± 1,5 5±2 28 ± 2 1,5 ± 0,3 17,8 ± 1,4

TR CO2 (ml CO2 kg-1h-1) 1,1 ± 0,9 0,79 ± 0,08 60 ± 22 0,74 ± 0,15 2,3 ± 0,4 22,3 ± 0,7 1,3 ± 0,5 1,87 ± 0,15 20 ± 4 2,56 ± 0,04 30,4 ± 1,3 5±2 28 ± 3 1,50 ± 0,25 19,5 ± 1,5

CR 1,06 1,50 1,5 1,0 1,15 1,23 0,86 1 0,75 1,14 1,07 1,00 0,98 1 1,09

Se realizó un análisis de la varianza para determinar el efecto de la temperatura y del tipo de corte sobre las tasas respiratorias calculadas. En todos los casos existe una diferencia significativa (p<0,001) por efecto de la temperatura de almacenamiento, siendo las tasas respiratorias tanto para el O2 como para el CO2 superiores a 27 ℃. Entre 4 y 8 ℃ no se observan diferencias significativas. Excepto en el caso de la piña a 4 ℃, el tipo de corte tuvo un efecto significativo (p<0,001) sobre la tasa respiratoria, aumentando esta con el grado de cortado. El corte parece producir un estrés a la fruta que se traduce en un aumento en la emisión de CO2 y consumo de O2. En el melón, las

www.bibliotecahorticultura.com

403


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

TR en términos de O2 para medias piezas de melón son mayores que para el melón troceado. Este comportamiento no es habitual en frutas, donde a mayores niveles de corte aumentan las tasas respiratorias. Probablemente, en este caso, la presencia de la piel en las medias piezas esté contribuyendo al aumento de la concentración de CO2 y a la disminución de O2 en el espacio de cabeza por su propia respiración. El cociente respiratorio (CR) es una herramienta para determinar la naturaleza del sustrato utilizado en la respiración. Los resultados obtenidos en todos los casos muestran un CR cercano a la unidad, lo que indica que se está utilizando como sustrato carbohidratos. Coeficientes respiratorios mayores de 1,7 indicarían respiraciones anaeróbicas pues el metabolismo fermentativo implica la descarboxilación del piruvato con formación de CO2 sin consumo de O2. Como puede observarse, la temperatura es uno de los factores externos que más influencia tiene sobre las tasas respiratorias de frutas. Así, es conocido que la velocidad de las reacciones biológicas generalmente aumenta dos o tres veces cuando la temperatura aumenta 10 ℃. En las frutas estudiadas, incrementos en la temperatura generan incrementos exponenciales de la respiración. Por esta razón, la modelización de tipo Arrhenius se suele ajustar bien al comportamiento de las frutas almacenadas a distintas temperaturas (Fonseca et al., 2002). Por este motivo, la relación de la tasa respiratoria con la temperatura se estimó a través del modelo de Arrhenius (Ecuación 2): TR=Ae−EaRT Ec. 2 donde: -

A es el factor preexponencial o factor de frecuencia, Ea es la energía de activación, R es la constante de los gases ideales T es la temperatura absoluta en grados kelvin.

Esta ecuación 2 se puede transformar en su forma linealizada, obteniendo la siguiente Ecuación 3: lnTR=lnA−EaR∙1T Ec. 3 A partir de esta ecuación linealizada, se determinó la constante A y la energía de activación para las frutas y tipos de corte en las cuales se disponía de valores de TR a las tres temperaturas (Figuras 4 y 5).

Figura 4. Ajustes de Arrhenius para media piña ( ) y piña troceada ( )

404

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

Figura 5. Ajustes de Arrhenius para un cuarto de sandía

En el caso del melón troceado almacenado a 4 ℃ se observó un comportamiento respiratorio diferente de los anteriores casos (Figura 6). Como puede observarse, a tiempos largos se observa un aumento muy importante en la velocidad de consumo de O2 y de emisión de CO2. Este comportamiento, en principio, puede parecer anómalo dado la baja concentración de O2 y la alta concentración de CO2 en el espacio de cabeza, pues muchas frutas descienden su tasa respiratoria como consecuencia de estos cambios en las concentraciones de gases disponibles. Sin embargo, teniendo en cuenta el tiempo largo del análisis (más de 30 días), este cambio en las tasas respiratorias puede ser atribuidos a comienzo de procesos fermentativos y/o desarrollo de microorganismos. De hecho, las muestras de melón con más de 30 días de almacenamiento presentaban un intenso olor a acetaldehído y etanol y mostraban síntomas de infección microbiana. Varios autores (Artes et al., 2007; Conte et al., 2009) afirman que uno de los mayores problemas del melón MAP es el desarrollo microbiano. Burdeos et al. (2009) observaron cambios en la tasa respiratoria de melón piel de sapo troceado cuando el O2 en el espacio de cabeza se mantiene por debajo de 10-15% y el CO2 por encima de 5-12%.

Figura 6. Evolución de gases en el espacio de cabeza en melón troceado almacenado a 4 ℃

Por este motivo, se descartaron los puntos analizados a partir de las 339 horas (15 días). Aun así, el comportamiento metabólico de esta fruta a esta temperatura difiere del resto de muestras, de igual forma que la sandía troceada. Puede observarse (Figuras 6 y 7) que la velocidad de consumo de O2 y de emisión de CO2 desciende con el tiempo. Este cambio brusco en la tasa respiratoria que se observa a tiempos cortos podría atribuirse, no especialmente a la influencia de la concentración de gas, sino más bien al estrés generado por el corte. Este hecho ha sido observado también por otros autores y otras frutas (Aguayo 2009).

www.bibliotecahorticultura.com

405


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

Figura 7. Evolución de gases en el espacio de cabeza en sandía troceada almacenada a 4 ℃

Como la velocidad de cambio en la concentración del gas en el espacio de cabeza varía con el tiempo (d[Gi]/dt), se ajustaron los datos obtenidos en cada una de las muestras de melón troceado a 4 ℃ a ecuaciones logarítmicas. A partir del ajuste se calculó en cada punto la pendiente de la curva aplicando la primera derivada de la curva ajustada. Con el valor obtenido de la pendiente en cada punto se calculó la tasa respiratoria aplicando la ecuación 1. Las Figura 8 y 9 muestran los resultados obtenidos para las tasas respiratorias en términos de O2 consumido y CO2 emitido en función de la fracción volumétrica de gas en el espacio de cabeza.

Figura 8. Tasas respiratorias en términos de O2 consumido y CO2 emitido en melón troceado a 4 ℃

Figura 9. Tasas respiratorias en términos de O2 consumido y CO2 emitido en sandía troceada a 4 ℃

Una vez determinadas las tasas respiratorias de las frutas con los diferentes tipos de corte y temperaturas de almacenamiento, se procedió al cálculo del material de envasado. En una fruta envasada en un material de permeabilidad selectiva, como consecuencia de la diferencia de

406

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

presiones parciales de gases entre el interior y el exterior del envase se producirĂĄ un flujo de O2 y de CO2 (JO2 y JCO2). Aplicando la primera ley de Fick el flujo del componente gaseoso i que atravesarĂĄ el film puede expresarse como: Jđ?‘–=−Dđ?‘–∙A∙(xđ?‘–i−xđ?‘–e) Ec 4 Donde: -

Ji: velocidad de flujo de gas i o caudal del gas i a travĂŠs de la pelĂ­cula (mljh-1) D: coeficiente de difusiĂłn del gas i (mli h-1 m-2) A: ĂĄrea de la superficie permeable (m2) xi: fracciĂłn volumĂŠtrica de gas en el interior (i) y exterior (e) del film (v/v)

Por otra parte, el caudal de gas generado o consumido por el producto (Ji en mLj/h puede expresarse (EcuaciĂłn 5) a partir de la tasa respiratoria (TRi en mLi kg-1 h-1), conociendo la masa (M) del producto dentro del envase expresada en kg: Jđ?‘–=TRđ?‘–∙M Ec. IV.5 De tal manera que cuando se alcance el rĂŠgimen estacionario en el envase las ecuaciones 4 y 5 se igualan, pudiĂŠndose obtener el coeficiente de difusiĂłn del material de envasado, dato necesario para obtener unas determinadas concentraciones constantes de O2 y de CO2 en el interior de este (atmĂłsfera de equilibrio). La difusiĂłn de gases a travĂŠs del material de envasado puede conseguirse de dos formas. La primera es utilizar materiales semipermeables con una permeabilidad selectiva a los gases. De esta forma, el coeficiente de difusiĂłn (Di) es la permeabilidad del film al gas i. Sin embargo, la empresa, con el fin de mantener los envases que estĂĄ utilizando actualmente, prefiere optar por la segunda forma de conseguir una determinada difusividad a los gases, los envases microperforados. AdemĂĄs, este tipo de envases ofrece una serie de ventajas con respecto a los materiales polimĂŠricos. AsĂ­, el intercambio gaseoso con el entorno a travĂŠs de las perforaciones es mucho mĂĄs alto que en los films convencionales (Mannapperuma et al., 1989) y ademĂĄs, la relaciĂłn entre la permeabilidad al CO2 y al O2 es prĂĄcticamente 1 mientras que esta relaciĂłn es muy diferente en los films polimĂŠricos, alcanzando valores de 3 a 6 (Brody, 2005). Teniendo en cuenta que los coeficientes respiratorios generalmente estĂĄn cercanos a la unidad, es difĂ­cil alcanzar altas concentraciones de CO2 utilizando films polimĂŠricos. Por todo ello, igualando las ecuaciones IV.4 y IV.5 se determinaron los coeficientes de difusiĂłn necesarios a travĂŠs de las microperforaciones para alcanzar en el envase una atmĂłsfera de equilibrio. Esta atmĂłsfera se definiĂł, segĂşn deseos de la empresa, en 2% de O2 y un 10% de CO2. Para determinar la difusiĂłn de gas a travĂŠs de un microporo se utilizĂł el modelo propuesto por GonzĂĄlez et al. (2008) para microperforaciones en films de espesor entre 30 y 50 m. SegĂşn este modelo, la difusiĂłn de O2 y de CO2 a travĂŠs del microporo puede determinarse por la EcuaciĂłn 6: Dđ?‘–=a1∙Aha2 Ec. 6 Siendo: -

Di: difusiĂłn del gas i a travĂŠs del microporo (ml d-1) Ah: ĂĄrea de paso del gas a travĂŠs del microporo (m-2)

www.bibliotecahorticultura.com

407


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

-

a1 y a2: constantes del modelo. a1= 0,88 y a2= 0,577 para el O2; a1= 0,83 y a2= 0,569 para el CO2

En la Tabla 3 se muestran los coeficientes de difusión calculados en función del diámetro de microporo (d): Tabla 3. Coeficientes de difusión de O2 (DO2) y de CO2 (DCO2) para diferentes diámetros de microporos. D poro (µm) 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160

DO2 (ml/d) 38,8 46,3 54,0 61,9 69,9 78,0 86,3 94,6 103,1 111,6 120,3 129,0 137,8 146,6 155,6 164,6 173,7 182,8 192,9 201,3 210,6 220,0 229,4 238,9 248,4 258,0 267,6

DCO2 (ml/d) 34,7 41,4 48,1 55,0 62,1 69,2 76,4 83,7 91,0 98,4 105,9 113,5 121,1 128,8 133,6 144,4 152,2 160,1 168,1 176,1 184,1 192,2 200,3 208,5 216,7 224,9 233,2

D poro (µm) 165 170 175 180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 255 260 265 270 275 280 285 290

DO2 (ml/d) 277,3 287,0 296,8 306,6 316,4 326,3 336,2 346,2 356,2 366,3 376,3 386,5 396,6 406,8 417,0 427,3 437,6 447,9 458,2 468,6 479,0 489,5 500,0 510,5 521,0 531,6

DCO2 (ml/d) 241,5 249,8 258,2 266,6 275,1 283,5 292,0 300,6 309,1 317,7 326,4 335,0 343,7 352,4 361,1 369,9 378,7 387,5 396,3 405,2 414,0 422,9 431,9 440,8 449,8 458,8

Conocidos los coeficientes de difusión y las tasas respiratorias calculadas en el apartado anterior se determinaron, para cada fruta y tipo de envase el número de poros necesarios para alcanzar la atmósfera de equilibrio en términos de O2 y de CO2 (Tablas 4, 5 y 6).

408

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

Tabla 4. Número de microporos (NO2 y NCO2) necesarios en los diferentes formatos de envase para piña para alcanzar la atmósfera de equilibrio a 8 ℃ en función del diámetro del microporo (D) D poro (µm) 30 35 40 45 50-60 60-70 70-80 85-95 100-130 135-150 155-185 190-245 250-290

3 3 2 2 2 1 1 1 1 1 0 0 0

Envase 500 g NO2 NCO2 8 7 6 5 4 4 3 2 2 1 1 1 1

2 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0

Envase 250 g NO2 NCO2 4 3 3 3 2 4 1 1 1 1 1 0 0

2 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0

Envase ¼ sandía NO2 NCO2 6 5 4 4 3 2 2 2 1 1 1 1 0

Tabla 5. Número de microporos (NO2 y NCO2) necesarios en los diferentes formatos de envase para sandía para alcanzar la atmósfera de equilibrio a 8 ℃ en función del diámetro del microporo (D) D poro (µm) 30 35 40 45 50 55-60 60-65 65-75 80-90 95-140 145-160 165-200 200-290

4 3 3 2 2 2 2 1 1 1 0 0 0

Envase 500 g NO2 NCO2 9 7 6 6 5 4 4 3 3 2 1 1 1

www.bibliotecahorticultura.com

2 2 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

Envase 250 g NO2 NCO2 4 4 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1 0

4 3 3 3 2 2 2 1 1 1 1 1 0

Envase ¼ sandía NO2 NCO2 9 8 7 6 5 5 4 3 3 2 1 1 1

409


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

Tabla 6. Número de microporos (NO2 y NCO2) necesarios en los diferentes formatos de envase para melón para alcanzar la atmósfera de equilibrio a 8 ℃ en función del diámetro del microporo (D) D poro (µm) 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100-105 110-115 120-130 135-150 155-160 165-175 180-210 215-230 235-260 265-275 280-290

2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Envase 500 g NO2 NCO2 5 4 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0

1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Envase 250 g NO2 NCO2 3 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0

19 16 14 12 11 10 9 8 7 7 6 6 5 5 5 4 4 3 3 3 2 2 2 2 1

Envase ¼ sandía NO2 NCO2 41 35 30 26 23 21 19 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 6 5 4 4 3 3

Como puede observarse, la variabilidad en las tasas respiratorias de cada una de las frutas y el diferente peso de fruta contenida en cada envase hacen que el número de poros necesario en cada formato varíe. Además, comparando el número de poros necesario para mantener el porcentaje de O2 en la atmósfera de equilibrio (NO2) es diferente al número de poros necesario para mantener el porcentaje de CO2 en la atmósfera de equilibrio (NCO2). Esto es debido a la diferencia de presiones parciales entre el interior y el exterior del envase, siendo esta mucho más alta en el caso del O2 que del CO2. Por tanto, para un mismo envase deben seleccionarse un numero de poros que ajuste tanto para el O2 como al CO2, reajustando entonces la atmósfera interna de equilibrio. Una vez determinadas las tasas respiratorias y el número de microporos necesarios para cada una de las frutas y formatos de envase, se plantea envasar fruta en atmósfera modificada para mantenerla a 8 ℃, temperatura habitual en los lineales de los puntos de venta y con una vida útil de 6 días. Dada la variabilidad en el número de microporos necesarios en cada envase, y por las dificultades técnicas que esto supone, pues las microperforaciones las tiene que realizar la empresa suministradora del film polimérico y por tanto, deberían encargar una bobina para cada fruta y envase, la empresa decide que, para estas primeras pruebas, va a considerar un número

410

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

de poros constante e igual para todos los envases. De esta forma, para todos los formatos utiliza una lámina de doble capa de poliéster laminado con polipropileno de 62 m de espesor a la cual se le hacen microperforaciones de 50 m de diámetro cada 7 cm. Con esta lámina se envasa la fruta de forma que en cada envase haya 1 microporo. Una vez envasada la fruta, se mantuvo a 8 ℃ y se analizó diariamente la evolución de gases en el espacio de cabeza. Las Figuras 10, 11 y 12 muestran los resultados obtenidos.

Figura 10. Evolución de gases en el espacio de cabeza en envases de 250 g de fruta troceada almacenada a 8 ℃

En el caso de los envases de 250 g, el número de microporos utilizado (N=1) se ajusta a los calculados para alcanzar el 2% de O2. Este valor de equilibrio parece alcanzarse al final del almacenamiento. Para mantener el producto en óptimas condiciones la composición de gases en el espacio de cabeza debe alcanzar el equilibrio en un tiempo lo más corto posible. Por otra parte, el envase no es suficientemente permeable al CO2, lo que origina una acumulación excesiva en el envase. Teniendo en cuenta estas dos circunstancias, debería aumentarse el número de microporos para facilitar la salida de CO2 aumentando entonces la concentración de O2 en el equilibrio. En el caso del melón se observa un comportamiento no esperado en relación con la evolución del O2, pues este aumenta en los primeros días de almacenamiento, por lo que la velocidad de consumo de O2 es menor que el flujo de gas a través del material. Quizás debería revisarse las TR calculadas en el melón y repetirse el trabajo experimental para verificar este hecho.

Figura 11. Evolución de gases en el espacio de cabeza en envases de 500 g de fruta troceada almacenada a 8 ℃

Para la fruta troceada envasada en formatos de 500 g se observa una gran variabilidad en los resultados. En este caso, donde el número de microporos es inferior al calculado, no se alcanza

www.bibliotecahorticultura.com

411


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

la atmósfera de equilibrio. El porcentaje de O2 en los envases a tiempos largos alcanza valores por debajo del 2%, mientras que el CO2 se acumula en el envase alcanzando valores del 60%. Se recomendaría en este caso aumentar el número de microporos para facilitar el intercambio gaseoso.

Figura 12. Evolución de gases en el espacio de cabeza en envases de medias piezas de piña y melón y envases con un cuarto de sandía almacenados a 8 ℃

En los envases de medias o cuartos de pieza, los datos obtenidos no mostraron tanta variabilidad como en los casos anteriores, pero, tal y como cabía esperar, la concentración de O2 disminuye por debajo del valor deseado y el CO2 se acumula en el envase. En este caso, también el número de microporos estaba por debajo del óptimo calculado. Por tanto, los resultados obtenidos ponen de manifiesto la necesidad de estudiar y ajustar para cada tipo de fruta y formato de envase el número de microperforaciones necesarias, no siendo recomendable utilizar el mismo material de envasado en todos los casos. Se le recomendará a la empresa ajustar mejor el número de microporos en cada caso y volver a efectuar los análisis de espacio de cabeza.

2. Caracterización del aire en sala blanca mediante el método de sedimentación en placa El aire no posee microorganismos propios, pero se conoce que éstos son capaces de crear estructuras especializadas que les ha permitido resistir y sobrevivir en este medio. Son capaces de dispersarse en ambientes exteriores e interiores gracias a las corrientes de aire, las cuales se encargan de recoger los microorganismos presentes en otros ambientes naturales como el suelo, el agua, las plantas, la microbiota del ser humano, del aire exterior, polvo, madera, pintura, papel, humidificadores y otros, y han sido estudiados desde hace tiempo. El grado de contaminación microbiana en estos ambientes está influenciado por factores tales como la frecuencia de ventilación, el número de personas presentes en la sala y la naturaleza y grado de las actividades que realizan los individuos dentro de los locales (Figura 13).

412

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

Figura 13. Principales vías de entrada de microorganismos.

Además, algunas actividades industriales, comerciales, sociales y de movilidad vial han contribuido a la producción de desechos biológicos, físicos y químicos, emitiendo partículas al aire que ayudan al camuflaje de los microorganismos y a la dispersión de estos por diferentes ambientes. En las industrias también han sido estudiados los microorganismos del aire por su interés sanitario o por la alteración que pueden causar en los productos que en ellas se fabrican. Las industrias en las cuales la contaminación del aire tiene una mayor importancia son las farmacéuticas, alimentarias y de electrónica. Se han realizado investigaciones que han demostrado la presencia de microorganismos bacterianos y fúngicos en el aire los cuales pueden causar patologías en plantas, en animales y en el ser humano; tal es el caso de Staphylococcus aureus, Pseudomonas sp., Aspergillus spp., Fusarium spp., entre otros. Según lo anterior, se han reportado enfermedades como asma, bronquitis, pulmonías, neumonías que afectan especialmente las vías respiratorias y otras patologías como infecciones cutáneas. En las plantas, se han reportado microorganismos que producen toxinas, las cuales generan efectos biológicos y patológicos en los diferentes cultivos. Algunos microorganismos son capaces de corroer monumentos y edificios, además de provocar el deterioro de las fachadas, estructuras y archivos (Carlos A. et al., 2015). De todas las industrias comentadas, la industria farmacéutica es la que requiere un mayor control microbiológico del ambiente, ya que los medicamentos pueden contaminarse durante su fabricación por el aire, equipos, superficies de trabajo o el personal. Desde hace tiempo la industria farmacéutica debe cumplir unas Normas de Correcta Fabricación que garanticen la calidad microbiológica de los medicamentos. La presencia y crecimiento de microorganismos en productos ya terminados, puede ocasionar riesgo para la salud, o bien alterar las características fisicoquímicas que impedirían su comercialización. Por esta razón todas las zonas de producción deben mantenerse en unas condiciones higiénicas muy estrictas, con niveles mínimos de microorganismos y partículas que se denominan “zonas limpias”. Uno de los aspectos que contemplan las guías de Normas de Correcta Fabricación de Medicamentos, es el control microbiológico ambiental, tanto del aire como de las superficies en distintos puntos: almacenes, zonas de producción y laboratorios de control de calidad microbiológico (B.O.E. 1985, Guía de normas de correcta fabricación de medicamente de la Comunidad Europea, 1992).

www.bibliotecahorticultura.com

413


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

Según las características requeridas, las zonas limpias se clasifican en diversos grados que son equivalentes en todos los países. La Unión Europea considera los grados A, B, C y D cuyos límites de microorganismos por m3 de aire son, respectivamente, menos de 1, 5, 100 y 500 (Tabla 7). Tabla 7. Guía de Normas de Correcta Fabricación de Medicamentos de Uso Humano y Veterinario (Alonsos J. M., 2017) Límites recomendados de la contaminación microbiana (a) Placas de Placas de Impresión de Muestra de aire sedimentación contacto Grado guantes 5 dedos ufc/m3 (diámetro 90 mm) (diámetro 55 mm) ufc/guante ufc/4 horas (b) ufc/placa A <1 <1 <1 <1 B 10 5 5 5 C 100 50 25 D 200 100 50 (a) Se trata de valores medios (b) Las placas de sedimentación individuales pueden exponerse durante menos de 4 horas

Nuestro objetivo es el aislamiento y cuantificación de los microorganismos presentes en el aire de sala blanca, el espacio principal de nuestra empresa donde nuestros productos son más susceptibles a la contaminación. Para ello se emplea el método de sedimentación en placa, utilizando medios selectivos para el aislamiento de bacterias aerobias y hongos. El medio de cultivo para el crecimiento de bacterias aerobias está compuesto por Peptona (Digerido pancreático de caseína) 0.5%, Extracto de levadura 0.25%, Glucosa 0.1% y Agar 1.5%. El medio de cultivo para el crecimiento de hongos está compuesto por Peptona al 0.5%, Digerido pancreático de caseína al 0.5%, Glucosa al 4%, Cloranfenicol al 0.04% y Agar al 1.5%. Según las instrucciones de uso indicadas por el fabricante Becton Dickinson GmbH (BD, 2013), el medio de cultivo para el aislamiento de hongos se probó con múltiples cepas, obteniendo los resultados que aparecen en la Figura 14.

414

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

Figura 14. Medios de cultivo aconsejados para el aislamiento de hongos (BD, 2013)

Los datos obtenidos en este estudio nos servirán como referencia para establecer unos límites propios de alerta y de acción que, si se exceden, llevará a nuestra empresa a poner en marcha los métodos de control/contención microbiano necesarios en cada caso. Así mismo, la identificación de los microorganismos que aparecen con más frecuencia nos llevaría a saber su posible origen y tomar las medidas necesarias para evitar su entrada en la sala blanca, así como permitirá una desinfección más correcta (Figuras 15 y 16).

Figura 15. Agar Sabouraud + Cloranfenicol: Aislamiento, identificación y conservación de hongos patógenos y saprófitos

www.bibliotecahorticultura.com

415


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

Figura 16. Plate Count Agar: Medio para la enumeración o conteo de bacterias aeróbicas en placa por el método de inoculación superficial

3. Caracterización de la higienización de frutas y verduras por potencial redox, en lavadora de borboteo y lavadora de ducha En la desinfección del agua es muy importante tanto la concentración de cloro libre y el tiempo de contacto con el agua, así como el pH y la temperatura. Un buen control de la desinfección exigiría una monitorización no del cloro libre sino del potencial redox del medio, es decir el potencial de oxidación-reducción (ORP). La Organización Mundial de la Salud adopto en 1971 un valor de 650 mV como valor adecuado para el agua potable, en general puede considerarse que con este valor mantenido durante 30 minutos el agua esta adecuadamente desinfectada, aunque habrá que realizar un estudio individualizado para cada caso (O.M.S. 1971). El ORP no tiene relación dirección a la concentración en ppm de desinfectante ya que mide la actividad de oxidación en el agua y no la concentración de oxidante (Cloro, ozono, etc.). La Figura 17 muestra como el valor ORP aumenta al aumentarse la concentración de cloro, sin embargo, un incremente regular y continuado de cloro en ppm no provoca el aumento linar del valor ORP en mV, ya que las sondas de ORP se aproximan a su capacidad de saturación y alcanzan una meseta. De igual modo, a una concentración constante de cloro total, los valores de ORP aumentan cuando el pH de la solución es más bajo, y disminuyen cuando el pH es más alto.

416

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

Figura 17. Variación de la ORP en función del pH del medio y ppm de cloro en el medio (Fuente: www.elaguapotable.com)

Múltiples investigaciones han demostrado que bacterias como Escherichia coli y Salmonella son exterminadas tras ser sometidas a valores de ORP de 650 a 700 mV durante algunos segundos. Levaduras y otros tipos de hongos formadores de esporas, también son exterminados a estos niveles de potencial redox tras el contacto durante algunos segundos (Suslow, 2004). En 1971, como hemos comentado, la OMS adoptó la medida de potencial REDOX como la más fiable para medir la calidad sanitaria del agua potable. La publicación INTERNATIONAL STANDARDS FOR DRINKING WATER (Tercera edición, Ginebra, 1971) afirma: “Hay una relación exponencial entre la velocidad de inactivación de los virus y el ORP. Un ORP de 650 mV (medido con un electrodo de platino/calomel) provocará la casi instantánea desactivación de los virus incluso en altas concentraciones”. Nuestro objetivo en este capítulo es el aislamiento y cuantificación de los microorganismos presentes en la superficie de nuestros productos, antes y después de la higienización, como punto de partida en nuestro proceso de fabricación de frutas y verduras IV y V gama. Para ello, se emplean placas de contacto tipo RODAC para el aislamiento y cultivo de bacterias aerobias y hongos. Los datos obtenidos en este estudio nos servirán como referencia para establecer unas condiciones propias para el lavado e higienizado de nuestra materia prima antes de su procesado, establecer controles y límites que, si se exceden, llevarán a nuestra empresa a poner en marcha los métodos de control/contención microbianos necesarios en cada caso. Así mismo, la identificación de los microorganismos que aparecen con más frecuencia nos llevaría a saber su posible origen y tomar las medidas necesarias para evitar su entrada en la sala blanca, así como permitirá una desinfección más correcta. Como resultado preliminar, se obtiene más de un 90% de reducción en la carga microbiológica de hongos tanto en melón como en sandia después del higienizado, y entre un 80 y un 90 % en la reducción de bacterias aerobias tanto en melón como en sandía (Figuras 18 y 19).

www.bibliotecahorticultura.com

417


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

Figura 18. Aislamiento y cuantificación de los microorganismos presentes en la superficie de melón piel de sapo antes y después de la higienización

418

www.bibliotecahorticultura.com


3.1. IV gama de frutas y hortalizas

Figura 19. Aislamiento y cuantificación de los microorganismos presentes en la superficie de sandía negra antes y después de la higienización

Bibliografía

www.bibliotecahorticultura.com

419


3. Tecnologías de procesado de frutas y hortalizas

AEMPS. (1992). Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios. Guía de normas de correcta fabricación de medicamentos de la Comunidad Europea. Madrid: Ministerio de Sanidad y Consumo. Aguayo E. (2009) Innovaciones tecnológicas en la conservación de melón y tomate procesado en fresco. Tesis doctoral UPC. Alonso J.M. (2017). Estructura y equipamiento de una sala para elaboración de estériles. Controles microbiológicos. Grupo de Farmacotecnia. Congreso Nacional de la Sociedad Española de Farmacia Hospitalaria. Artés, F; Aguayo, E.; Silveira, A.C.; Leglise, A. (2007). Aptitud de tres cultivares de melón tipo “Galia” para su procesado en fresco. V Congreso Iberoamericano de Tecnología Postcosecha y Agroexportaciones, Cartagena, España: 1182-1192 BD (2013). Becton Dickinson GmbH. Instrucciones de uso – medios en placa listos para usar. Brecht, J. K. (1995). Physiology of lightly processed fruits and vegetables. Horticultural Science, 301: 8-22. Brody, A. L. (2005). What’s fresh about fresh-cut. Food Technology, 59(1):74–77. Burdeos, I.; Albors, A.; Ortolá, M.D. (2009