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Granadas de alta calidad y con propiedades beneficiosas para el consumidor mediante tratamientos ecosostenibles de pre y poscosecha

M. Elisa Peña, Francisco Artés-Hernández, Encarna Aguayo y Francisco Artés (Instituto de Biotecnología Vegetal y Grupo de Postrecolección y Refrigeración, UPTC)

Alejandro Galindo (Departamento de Riesgo CEBAS, CSIC)

Perla A. Gómez (Instituto de Biotecnología Vegetal, UPTC)

04/02/2014

En la actualidad diferentes grupos de investigación están centrando sus esfuerzos en buscar estrategias que permitan reducir el consumo de agua en agricultura. La Región de Murcia es una de las más afectadas por el déficit hídrico y por ello una de las más concienciadas en el uso eficiente y responsable del agua. El riego deficitario consiste en aplicar agua en momentos fenológicos determinados, optimizando su uso. La granada es un fruto con numerosos compuestos beneficiosos para la salud que puede ser cultivada bajo estas condiciones. En los trabajos de investigación realizados por nuestro equipo, se analizó la combinación de estreses físicos pre y poscosecha para preservar la calidad de granada, tanto entera como mínimamente procesada. La combinación del riego deficitario con estrategias poscosecha como las atmósferas controladas y modificadas y la luz ultravioleta C permitieron obtener granadas de buena calidad, con una vida comercial que se prolongó hasta casi 100 días.

Introducción

La granada (Punica granatum L.) se cultiva principalmente en zonas semi-áridas templadas a climas subtropicales, estando naturalmente adaptada a las regiones con veranos calientes e inviernos fríos como los países mediterráneos, Afganistán, Irán, India, China, Japón, y Estados Unidos, California. Las posibilidades de expansión en las zonas áridas y semi-áridas del mundo son enormes, especialmente donde la salinidad y la escasez de agua son factores limitantes para otros cultivos. La recolección de la granada en el hemisferio norte comienza a mediados de septiembre (para las variedades más tempranas) y finaliza a mediados de noviembre (para las variedades más tardías). El tamaño de los frutos está determinado principalmente por el número de semillas que contenga en su interior, resultado directo de la polinización (Melgarejo et al, 1997). El estado de madurez de la fruta de granada se suele evaluar en base al color externo (piel) y al color del jugo y su acidez. De manera similar, la aceptabilidad de la granada para el consumidor y procesador depende de una combinación de la calidad de varios atributos, relacionados con las propiedades físico-químicas y mecánicas, como color de la piel, ausencia de defectos físicos, contenido de azúcar, acidez y sabor. La fruta de granada se consume directamente como arilos frescos o como zumo fresco. En muchas partes del mundo, los arilos de granada se utilizan también como guarnición de ensaladas (Al-Maiman y Ahmad, 2002) y en fabricación de zumo, mermelada, granadina o vino.

La demanda y consumo de granada (Punica granatum L.) a nivel mundial se encuentra en continuo aumento debido a su alto contenido en antioxidantes y otros compuestos beneficiosos para la salud. Asimismo, la granada es un fruto que se adapta bien al procesado mínimo, facilitando enormemente su consumo, si bien esta forma de comercialización es aún insipiente. El área mediterránea es una de las zonas de España con mayor producción de frutas y hortalizas, pero también una de las que más sufre la escasez de recursos hídricos. Con el fin de optimizar el uso del agua en la agricultura se ha desarrollado, entre otras alternativas, el riego deficitario. Esta técnica consiste en que la irrigación se aplica durante las fases críticas o sensibles a la sequía del cultivo. Fuera de esos periodos, la irrigación se restringe, pues se trata de fases fenológicas donde la escasez de agua puede ser tolerada. Resultados preliminares sobre el manejo del riego deficitario (RD) en el cultivo del granado permiten suponer que esta práctica puede dar buenos resultados. No existían hasta el momento trabajos en el ámbito científico que analizaran el comportamiento poscosecha de la granada cultivada bajo condiciones de RD.

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La combinación del Riego Deficitario y el uso de luz UV-C proporciona granadas de buena calidad con una vida postcosecha de al menos 90 días.

Material vegetal

El material vegetal utilizado fueron frutos de granada, del cultivar ‘Mollar de Elche’, cosechados en la Hacienda San Miguel de Alhama, Murcia. Los estudios se desarrollaron durante tres años con granada proveniente de tratamientos de RD y comparadas siempre con un control sin restricciones hídricas. Así, en el primer año el RD consistió en aportar un 41,51% menos de agua que en el control (RD-FC), en el segundo hubo dos tratamientos de RD que aportaron 28,84% menos que en el control, diferenciándose entre sí sólo en los momentos de riego y restricción (RD-FC y RD-SA) y en el tercero hubo dos tratamientos de RD que aportaron 5,71% (RD16d) y 10,61% (RD26d) menos que el control. Las granadas fueron analizadas en cuanto a su fisiología, composición físico-química, calidad nutricional, microbiológica y organoléptica, tanto al momento de la cosecha como su evolución durante el almacenamiento refrigerado (5 °C) durante 90 días en aire y en una atmósfera controlada con 5 kPa de O2 y 10 kPa de CO2. Al mismo tiempo, se analizó su respuesta ante el procesado mínimo y envasado en atmósfera modificada, tanto inmediatamente después de la cosecha como en distintos momentos del almacenamiento. Sobre los arilos se aplicaron también diferentes tratamientos de desinfección alternativos al hipoclorito de sodio, tanto para prolongar la vida útil del producto como para mejorar su calidad.

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Granadas cultivadas bajo condiciones de riego deficitario y almacenadas durante 90 días a 5 °C.

Principales resultados

Parámetros físico-químicos

Los frutos del control fueron, especialmente durante la primera campaña, de más diámetro polar y ecuatorial y de mayor peso, aunque de menor firmeza. En cuanto al color externo, los frutos de RD fueron más rojos, con un L* (luminosidad) y un ángulo Hue menores (a menor Hue, mayor coloración rojiza de la piel). Para el pH, los sólidos solubles totales y la acidez titulable, no hubo diferencias destacables entre tratamientos. La capacidad antioxidante total de los frutos control fue más alta que en el RD. En cambio, el RD proporcionó frutos con mayor contenido de polifenoles totales (especialmente el RD16d). Por otra parte, se observó que, respecto a la vitamina C, los valores fueron más altos en el RD, principalmente para el RD26d. En cuanto a la tasa respiratoria y la producción de etileno, siempre fueron bajas, propias de un fruto no climatérico, si bien los frutos de RD presentaron en general una tasa respiratoria y de producción de etileno ligeramente menor.

Efectos del almacenamiento refrigerado prolongado

En relación al almacenamiento prolongado a baja temperatura (5 °C, 95% HR), los frutos de RD presentaron una menor incidencia de daños por frío, una mayor firmeza y una menor deshidratación con mayor contenido de antocianos y un incremento más alto en el contenido de polifenoles durante su vida útil. Asimismo, la aplicación de una atmósfera controlada con de 5 kPa de O2 y 10 kPa de CO2 permitió alcanzar una vida útil de 87 días a 5 °C con buena calidad, especialmente en los frutos provenientes de RD por su efecto positivo para reducir la incidencia de los daños por frío y proporcionar un mejor color externo y una apariencia visual superior.

Conservación como producto de cuarta gama

El objetivo primordial de los alimentos vegetales mínimamente procesados en fresco (MPF), también denominados de cuarta gama, es proporcionar al consumidor un producto fresco con una vida útil prolongada y al mismo tiempo garantizar la inocuidad de los mismos manteniendo una alta calidad nutritiva y sensorial (Artés y Artés-Hernández, 2003). El espectacular auge que han experimentado estos productos en los últimos años ha dado lugar a un gran crecimiento en España de instalaciones industriales y semi-industriales para satisfacer la demanda. Para optimizar la calidad final de los productos MPF, hay que contar con excelente materia prima y definir unas buenas prácticas agrícolas y de procesado, siguiendo un diagrama de proceso (Artés-Hernández et al., 2006). En nuestras investigaciones, la vida útil de los arilos envasados en atmósfera modificada pasiva se estableció en 14 días para los frutos procesados a la cosecha o después de 30 días de almacenamiento, y en 10 días cuando se procesaron después de 60 o 90 días a 5 °C, sin que hubiera influencia del tipo de riego del que provenían. Los arilos obtenidos a partir de frutos cultivados bajo RD no registraron prácticamente reducciones en su contenido de compuestos fenólicos y, en algunos casos, mostraron incrementos más altos que en los frutos que provenían de árboles regados convencionalmente.

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Arilos de granada cultivadas mediante riego deficitario controlado durante 90 días a 5 °C.

El EAM es un proceso dinámico donde el envase cerrado interactúa con el producto MPF envasado, normalmente bajo control de la temperatura, para finalmente alcanzar un equilibrio en la atmósfera interna, enriquecida en CO2 y empobrecida en O2. La atmósfera de equilibrio alcanzada en los envases de los arilos mínimamente procesados después de 4 días fue de 5 kPa de CO2 y 14 kPa de O2, sin diferencias significativas entre métodos de riego. La extensión de la vida útil debido a la atmósfera modificada puede atribuirse principalmente al bajo O2 y CO2 alto en el ambiente que rodea al producto, lo que provoca una disminución en la tasa de respiración y también inhibe el crecimiento microbiano.

Utilización de luz ultravioleta C

Últimamente está cobrando cada vez mayor importancia la posible aplicación de radiación no ionizante UV-C. Se trata de un sistema alternativo o complementario de desinfección que puede implantarse en líneas industriales, sin excesivo coste, mejorando las actuales instalaciones convencionales (Allende y Artés, 2001, 2003; López-Rubiera et al., 2005). Este tipo de radiación ultravioleta es la de menor longitud de onda, cubre toda la parte ultravioleta menor de 290 nm, siendo letal para todas las formas de vida. El uso de luz UV-C (5 kJ m-2) como alternativa al hipoclorito de sodio dio los mejores resultados por su mayor control sobre el crecimiento microbiano. Dosis más altas indujeron ablandamiento de los tejidos afectando negativamente la firmeza, tal como se observara previamente para granada cultivada bajo riego convencional (Maghoumi et al., 2013).

En cuanto al efecto de la luz UV-C sobre los compuestos de interés bioactivo, los tratamientos con 5 y 10 kJ UV-C m-2 presentaron, después de 14 días a 5 °C, mayor capacidad antioxidante que el control. La aplicación de UV-C produciría un estrés, que induciría la síntesis de compuestos antioxidantes encontrándose que el tratamiento de RD-SA presentó la mayor cantidad de compuestos fenólicos totales.

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El uso de luz ultravioleta supone un incremento de compuestos fenólicos en los frutos cultivados bajo riego deficitario.

Compuestos bioactivos

A lo largo de la historia, este fruto se ha usado como alimento nutracéutico por muchas culturas, ya que provee beneficios a la salud humana debido a la gran cantidad de compuestos bioactivos. Los polifenoles son la principal clase de fitoquímicos presentes en la granada, incluyendo flavonoides (antocianinas), taninos condensados (proantocianidinas) y taninos hidrolizables (elagitaninos y galotaninos). En nuestros trabajos de investigación se detectaron y cuantificaron doce polifenoles, los que disminuyeron durante la postcosecha en menor medida para los tratamientos de RD. En cuanto a los antocianos, se cuantificaron cinco, que disminuyeron durante el almacenamiento, presentando los frutos del control una mayor concentración.

Los principales azúcares encontrados en los arilos fueron glucosa y fructosa, siendo la glucosa el predominante. Tras 13 días a 5 °C su concentración aumentó ligeramente, presentando mayor concentración los tratamientos sometidos a un mayor estrés hídrico. Por otra parte, los frutos regados bajo RD-F presentaron la mayor cantidad de vitamina C con un total de 112,7 mg 100 g-1 de peso fresco (pf), seguidos por el control con 106,9 mg 100 g-1 pf y por el RD-SA con 78,1 mg 100 g-1 pf. Se detectaron y cuantificaron ocho minerales principales, siendo el potasio el de mayor cantidad y el tratamiento control el que presentó la mayor concentración. Durante la vida comercial, se registran ligeros aumentos en todos los minerales.

Conclusiones

La combinación del RD, como estrés pre-cosecha, con estreses postcosecha como el uso de atmósferas controladas y modificadas y la luz UV-C, proporcionó granadas de buena calidad con una vida postcosecha de al menos 90 días para el producto entero y siendo aptas para el procesado mínimo, alcanzando en este caso una vida útil máxima de 18 días. Al mismo tiempo, el uso de RD permitió ahorrar una cantidad considerable de agua.

Agradecimientos

La investigación se realizó con la financiación de un Proyecto del Ministerio de Economía y Competitividad y Feder (AGL2010-19201-C04-02-AGR) en colaboración con investigadores del Grupo Suelo-Agua-Planta de la Etsia-Upct y del Departamento de Riego del Cebas-Csic. La Licenciada M.E. Peña recibió una beca de la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo (Aecid).

Referencias bibliográficas

  • Allende, A., Artés, F. 2001. Mejora de la calidad organoléptica y microbiológica de la lechuga procesada en fresco tratada con radiación UV-C. I Congreso Nacional de Tecnología de Alimentos. Granada.
  • Allende, A., Artés, F. 2003. UV-C radiation as a novel technique for keeping quality of fresh processed ‘Lollo Rosso’ lettuce. Food Research International. 36: 739-746.
  • Al-Maiman, S.A., Ahmad, D. 2002. Changes in physical and chemical properties during pomegranate (Punica granatum L.) fruit maturation. Food Chemistry. 76(4): 437-441.
  • Artés, F., Artés-Hernández, F. 2003. Etapas decisivas y diseño de instalaciones para la elaboración de productos procesados en fresco. En: Productos hortofrutícolas mínimamente procesados. M.G. Lobo and M. González (Ed.) Edit. Gobierno de Canarias. 57-78.
  • Artés-Hernández, F., Conesa, A., Artés, F. 2006. Elaboración de pimiento mínimamente procesado en fresco. En: Compendios de horticultura. Pimientos. Ediciones de Horticultura S.L. Reus (España). Coordinadora: A. Namesny. Cap. 11: 147-154.
  • López-Rubira, V., Conesa, A., Allende, A., Artés, F. 2005. Shelf life and overall quality of minimally processed pomegranate arils modified atmosphere packaged and treated with UV-C. Postharvest Biology and Technology. 37: 174-185.
  • Maghoumi, M., Gómez, P.A., Artés-Hernández, F., Mostofi, Y., Zamani, Z., Artés, F. 2013. Hot water, UV-C and superatmospheric oxygen packaging as hurdle techniques for keeping overall quality of fresh-cut pomegranate arils. Journal of the Science of Food and Agriculture. 93: 1162-1168.
  • Melgarejo, P., Martínez-Valero, R., Guillamón, J.M., Miro, M., Amorós, A. 1997. Phenological stages of the pomegranate tree (Punica granatum L.). Annals of Applied Biology. 130: 135-140.

Comentarios al artículo/noticia

#2 - Perla A. Gomez
19/05/2015 16:50:53
Hola Julian, el material usado para el envasado fue polipropileno biorientado, de Plasticos del Segura. Datos de permeabilidad: 900 cm3 O2 m-2 día-1 atm-1 y 1100 cm3 CO2 m-2 dia-1 atm-1 a 23 ºC y 0% RH (datos del proveedor)
#1 - Sr. julian Stambullian
19/05/2015 15:28:20
Hola Buenos días, por lo que comentan en el articulo la atmósfera modificada mejoro la vida útil de los arilos envasados. Mi duda es la siguiente que material utilizaron como envase en relación a la pemeabilidad del mismo? Estamos haciendo ensayos similares en envase PET y los resultados no son satisfactorios. Gracias

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