La aplicación del tratamiento de radiofrecuencias con la fruta sumergida en agua a 20 °C no sólo redujo el tiempo de tratamiento a la mitad (de 18 a 9 min), sino que además controló la podredumbre parda en nectarina y redujo la influencia del tamaño de la fruta sobre la eficacia del tratamiento

Mejora del tratamiento por radiofrecuencias para controlar la podredumbre parda en melocotón y nectarina

Sisquella, M. y Viñas, I. (Departamento de Tecnología de los Alimentos, Universidad de Lleida, XaRTA-Postcosecha, Centro Agrotecnio, Lleida)

Casals, C.; Torres, T.; Teixidó, N. y Usall, J. (Irta, XaRTA-Postcosecha, Lleida)

Picouet, P. (Irta, Monells, Girona)

25/03/2013
La podredumbre parda causada por ‘Monilinia spp.’ es la principal enfermedad de postcosecha en melocotones y nectarinas. Actualmente, en la Unión Europea no hay ningún producto fitosanitario autorizado para su aplicación en postcosecha de fruta de hueso. Estudios anteriores demostraron la efectividad del tratamiento de radiofrecuencias (RF) a 27,12 MHz durante 18 min para controlar la podredumbre parda en melocotón, sin embargo, este mismo tratamiento no fue efectivo en nectarinas. Por este motivo, en este trabajo se ha evaluado la mejora del tratamiento de radiofrecuencias mediante su aplicación con la fruta sumergida en agua. La inmersión de la fruta en agua a 20 ºC durante el tratamiento de radiofrecuencias no sólo redujo hasta 9 min el tiempo de tratamiento manteniendo niveles de control elevados sino que además controló la podredumbre parda en nectarina y redujo la influencia del tamaño de la fruta sobre la eficacia de este tratamiento sin causar daños a la fruta.

Introducción

La podredumbre parda causada por ‘Monilinia spp.’ es la enfermedad de postcosecha más importante que afecta a la fruta de hueso en la zonas productoras del Mediterráneo y en muchas otras zonas del mundo. En España la principal especie causante de esta enfermedad es ‘M. laxa’ (Aderh. et Rulh) Honey, aunque recientemente, se han encontrado algunos focos de ‘M. fructicola’ (G. Wint.) Honey. Actualmente, en la Unión Europea no existe ningún producto químico autorizado para ser aplicado durante la postcosecha de la fruta de hueso, lo que ha incrementado la necesidad de desarrollar métodos alternativos para el control de esta enfermedad en postcosecha. Sin embargo, el verano pasado y de forma excepcional se autorizó la utilización del Fludioxonil a la espera de su posible registro definitivo.

En los últimos años ha crecido el interés por las radiofrecuencias con el fin de lograr un tratamiento térmico rápido y a la vez eficaz. Este tipo de energía electromagnética interacciona directamente con un material dieléctrico, como lo son muchos productos agrícolas, para generar calor en el material como resultado de la transformación de la energía electromagnética a energía térmica. Esto puede aumentar significativamente las velocidades de calentamiento y reducir el tiempo de tratamiento en comparación con los tratamientos térmicos convencionales (Tang et al., 2000). Las propiedades dieléctricas y en especial, el factor de pérdida de un material, influyen en la conversión de energía electromagnética a energía térmica (Ikediala et al., 2000).

Casals et al. (2010) y Sisquella et al. (2011) ya demostraron el potencial del uso de las radiofrecuencias para controlar la podredumbre parda en melocotón, sin embargo, este mismo tratamiento no fue efectivo en nectarinas. La gran variabilidad entre las temperaturas alcanzadas por los frutos que puede afectar tanto a la eficacia del tratamiento como a la calidad del fruto es uno de los principales problemas asociados a los tratamiento por radiofrecuencias (Tang et al., 2000). Esta variabilidad no sólo se atribuye a diferencias entre las propiedades dieléctricas sino también a diferencias entre tamaños de fruta así como al medio circundarte (Birla et al., 2008). Ikediala et al. (2002) sugirió la inmersión de la fruta en agua como método para solucionar los problemas de variabilidad de los tratamientos de radiofrecuencias.

En el presente estudio, se evaluó la mejora del tratamiento de radiofrecuencias mediante su aplicación con la fruta sumergida en agua para controlar la podredumbre parda en melocotones y nectarinas.

Material y métodos

Equipo de radiofrecuencias
Todos los experimentos se realizaron con un equipo de radiofrecuencias semi-industrial (Stalam S.p.A, Nove, Italia) con 15 kW de potencia nominal máxima y una frecuencia de 27,12 MHz. El campo eléctrico se generó entre dos electrodos paralelos de 150 cm x 100 cm entre los cuales se introdujo la fruta mediante una cinta transportadora continua (Figura 1). En los experimentos donde la fruta se trató sumergida en agua, el voltaje se fijó a 5800 V y la distancia entre electrodos a 112 mm. En este caso, la fruta a temperatura ambiente se introdujo en un recipiente con 2 l de agua a 20 °C y se colocó sobre la cinta transportadora.

Por el contrario, en los tratamientos donde las radiofrecuencias se aplicaron sin inmersión en agua, la fruta se colocó directamente en la cinta transportadora con el punto de inoculación alineado con el electrodo superior y las radiofrecuencias se aplicaron durante 18 min utilizando las condiciones descritas por Casals et al. (2010) y Sisquella et al. (2011). En todos los experimentos, la evolución de la temperatura interna durante el tratamiento se midió con un sensor insertado 1 cm en el interior del fruto y además inmediatamente después de los tratamientos, la temperatura externa del fruto se midió con un termómetro de infrarrojos.

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Figura 1: Detalle de los electrodos paralelos del equipo de radiofrecuencias entre los que pasa la fruta.
Tiempo de exposición
Para determinar el tiempo necesario de exposición del tratamiento de radiofrecuencias con la fruta sumergida en agua sin causar daños externos en la fruta se utilizaron melocotones ‘Baby Gold 6’ y nectarinas ‘Fantasia’. Estos previamente se inocularon con ‘Monilinia’ y posteriormente se sumergieron en agua a 20 °C y se trataron por radiofrecuencias durante 6,4, 7,5 y 9 min. En otro experimento, se realizó lo mismo en melocotones ‘Summer Rich’ y nectarinas ‘Big Top’ pero esta vez el tratamiento de radiofrecuencias se aplicó durante 9, 12 y 18 min. Un lote de fruta inoculada de cada variedad se sumergió en agua a 20 °C pero no se trató y se utilizó como control. Cada tratamiento constó de 4 repeticiones de 8 frutos cada una. Después de conservar la fruta durante 5 días a 20 °C y 85% de HR se realizó la lectura del número de frutos podridos.
Influencia del tamaño en la eficacia de las radiofrecuencias con y sin immersión
Para determinar la influencia del tamaño del fruto sobre la eficacia del tratamiento de radiofrecuencias sin inmersión de la fruta en agua se utilizaron melocotones ‘Summer Rich’ de diferentes diámetros, 65 ± 3, 75 ± 3 y 85 ± 3 mm inoculados con ‘Monilinia’. En este caso, los melocotones se colocaron sobre la cinta transportadora y se trataron por radiofrecuencias durante 18 min. Para el tratamiento de radiofrecuencias con la fruta sumergida en agua se utilizaron melocotones ‘Baby Gold 6’ de los siguientes diámetros, 65 ± 2, 70 ± 2 y 75 ± 2 mm. Estos se inocularon igualmente con ‘Monilinia’ y posteriormente se sumergieron en agua a 20 °C y se trataron por radiofrecuencias durante 9 min. Un lote de fruta inoculada de cada variedad y diámetro no se trató y se utilizó como control. Cada tratamiento constó de 4 repeticiones de 8 frutos cada una. Después de conservar la fruta durante 5 días a 20 °C y 85% de HR se realizó la lectura del número de frutos podridos.
Análisis estadístico
Los resultados fueron analizados mediante análisis de varianza (Anova) con el programa estadístico JMP8 (SAS Institute, Cary, NC, USA), seguido de la prueba de la mínima diferencia significativa (LSD) con un nivel de significancia de P<0.05.

Resultados y discusión

El tratamiento de radiofrecuencias durante 9 min con la fruta sumergida en agua redujo significativamente el porcentaje de frutos podridos tanto en melocotones como en nectarinas sin causar daños visuales a la fruta (Figura 2). Cuando el tiempo de exposición se aumentó a 12 y 18 min se observaron daños térmicos en la superficie de la fruta, concretamente pardeamiento de la piel.
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Figura 2: Foto de las nectarinas ‘Big Top’ sin tratar (A) o sumergidas en agua a 20 °C y tratadas por radiofrecuencias durante 9 min (B) tomadas después de conservar la fruta a 20 °C y 85% de HR durante 5 días.
Por el contrario, cuando el tiempo de exposición se disminuyó a 7,5 y 6,4 min., la incidencia de enfermedad no se redujo significativamente en comparación con la fruta control en ninguna de las variedades evaluadas (Tabla 1). La temperatura interna y externa después del tratamiento durante 9 min varió entre 38,1 y 45,5 °C y entre 42,1 y 45,7 °C, respectivamente (datos no mostrados). Por lo tanto, la aplicación de las radiofrecuencias con la fruta sumergida en agua durante 9 min no sólo solucionó la falta de eficacia del tratamiento en nectarina observada por Casals et al. (2010) y Sisquella et al. (2011) sino que también redujo a la mitad el tiempo de exposición necesario para controlar la podredumbre parda. La reducción del tiempo de tratamiento puede deberse a un aumento de la velocidad de calentamiento. La temperatura de la superficie de la fruta cuando el tratamiento de radiofrecuencia se aplicó sin inmersión en agua durante 18 min varió entre 36,3 y 44,9 °C en melocotones ‘Summer Rich’ (Casals et al., 2010) y temperaturas similares fueron alcanzadas en este estudio en la mitad de tiempo. Birla et al. (2008) informó sobre la influencia del medio circundante, aire o agua, en el calentamiento por RF y sugirió que la disminución del tiempo de tratamiento con la inmersión en agua podría deberse a que el agua ofrece menor resistencia a los campos eléctricos que el aire.
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Tabla 1: Incidencia de la podredumbre parda en melocotones ‘Summer Rich’ y nectarinas ‘Big Top’ sumergida en agua a 20 °C y tratados por radiofrecuencias durante 9, 12 y 18 min ó 6,4, 7,5 y 9 min en el caso de melocotones ‘Baby Gold 6’ y nectarinas ‘Fantasia’. Medias con la misma letra para cada variedad no son significativamente diferentes (P<0.05).
El tamaño de la fruta afectó de forma significativa en la eficacia del tratamiento de radiofrecuencias sin inmersión en agua durante 18 min. en melocotones ‘Summer Rich’. La podredumbre parda fue completamente controlada en los frutos de mayor tamaño (85 ± 3 mm) a diferencia del 13% de reducción observado en los frutos de menor tamaño (65 ±3 mm) (Figura 3).
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Figura 3: Reducción de la podredumbre parda en melocotones ‘Summer Rich’ de diferentes diámetros, 65 ± 3, 75 ± 3 y 85 ± 3 mm, tratados por radiofrecuencias sin inmersión en agua durante 18 min. Medias con la misma letra no son significativamente diferentes (P<0,05).
Estas diferencias observadas entre eficacias pueden deberse a las diferencias entre las temperaturas internas en función del tamaño de la fruta, ya que los frutos de mayor tamaño alcanzaron 58 °C a diferencia de los 45 °C de la fruta de menor tamaño (Figura 4).
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Figura 4: Evolución de la temperatura interna de melocotones ‘Summer Rich’ de diferentes diámetros, 65 ± 3, 75 ± 3 y 85 ± 3 mm, tratados por radiofrecuencias sin inmersión en agua durante 18 min.
Por el contrario, cuando el tratamiento de radiofrecuencias se aplicó durante 9 min con la fruta sumergida en agua, el tamaño del fruto no influyó de forma significativa sobre la eficacia del tratamiento observándose reducciones entre el 60 y 90% en comparación con la fruta control, donde el porcentaje de frutos podridos fue superior al 94% (Figura 5).
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Figura 5: Reducción de la podredumbre parda en melocotones ‘Baby Gold 6’ de diferentes diámetros, 65 ± 2, 70 ± 2 y 75 ± 2 mm, sumergidos en agua a 20 °C y tratados por radiofrecuencias durante 9 min. Medias con la misma letra no son significativamente diferentes (P<0.05).
Esta menor influencia puede atribuirse a que tan sólo hubo 3 °C de diferencia entre las temperaturas internas de los frutos de menor y mayor tamaño (Figura 6). Por lo tanto la inmersión de la fruta en agua durante el tratamiento de RF mejoraría la distribución de los campos eléctrico reduciendo así la variabilidad de las velocidades de calentamiento en función del tamaño del fruto (Ikediala et al., 2002).
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Figura 6: Evolución de la temperatura interna de melocotones ‘Baby Gold 6’ de diferentes diámetros, 65 ± 2, 70 ± 2 y 75 ± 2 mm, sumergidos en agua a 20 °C y tratados por radiofrecuencias durante 9 min.
Como conclusión, la aplicación del tratamiento de radiofrecuencias con la fruta sumergida en agua a 20 °C no sólo redujo el tiempo de tratamiento a la mitad (de 18 a 9 min) sino que además controló la podredumbre parda en nectarina y redujo la influencia del tamaño de la fruta sobre la eficacia del tratamiento. Aún así, es necesario continuar estudiando este tipo de tratamiento térmico para reducir todavía más el tiempo de exposición para que éste pueda ser incorporado en la línea de confección de centrales hortofrutícolas.
Agradecimientos

Este trabajo ha sido realizado gracias a la financiación obtenida por la Universidad de Lleida a través de un proyecto de investigación en producción ecológica y por el Ministerio de Ciencia e Innovación a través del proyecto nacional AGL2011-30472-C02-01. Además los autores agradecen al Ministerio de Educación la beca AP2008-01223.

Referencias bibliográficas

- Birla, S.L., Wang, S., Tang, J., 2008. Computer simulation of radio frequency heating of model fruit immersed in water. J. Food Eng. 84, 270-280.

- Casals, C., Viñas, I., Landl, A., Picouet, P., Torres, R., Usall, J., 2010. Application of radio frequency heating to control brown rot on peaches and nectarines. Postharvest Biol. Technol. 58, 218-224.

- Ikediala, J.N., Tang, J., Drake, S.R., Neven, L.G., 2000. Dielectric properties of apple cultivars and codling moth larvae. Trans. ASAE 43, 1175-1184.

- Ikediala, J.N., Hansen, J.D., Tang, J., Drake, S.R., Wang, S., 2002. Development of a saline water immersion technique with RF energy as a postharvest treatment against codling moth in cherries. Postharvest Biol. Technol. 24, 25-37.

- Sisquella, M., Viñas, I., Landl, A., Picouet, P., Casals, C., Usall, J., 2011. Aplicación del calentamiento por radiofrecuencias para el control de la podredumbre parda (Monilinia spp.) en melocotón y nectarina. Phytoma 231, 34-36.

- Tang, J., Ikediala, J.N., Wang, S., Hansen, J.D., Cavalieri, R.P., 2000. High-temperature-short-time thermal quarantine methods. Postharvest Biol. Technol. 21, 129-145.

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