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Principales avances en el campo de la postcosecha

Fisiología y tecnología de la maduración en postcosecha: situación actual y nuevas tendencias en el sector frutícola

Jordi Giné-Bordonaba, Gemma Echeverria y Christian Larrigaudière

IRTA, XaRTA-Postcollita, Edifici Fruitcentre, Lleida

09/05/2018
Durante la última década son numerosos los estudios realizados por centros de investigación o universidades nacionales estudiando la maduración y el comportamiento postcosecha de frutas. La mayoría de éstos se han centrado en aquellas especies que mayor repercusión tienen en nuestro tejido productivo como son la fruta de pepita (manzana y pera) fruta de hueso (nectarina, melocotón, cereza y ciruela) y cítricos (Figura 1). Sin embargo, algunos cultivos como el caqui no sólo está ganando importancia a nivel económico sino que también atraen un gran interés por la comunidad científica.
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Introducción

En especies climatéricas como la fruta de hueso y pepita, la importancia de la hormona de la maduración, el etileno, es sobradamente conocida y la mayoría de tecnologías que se han desarrollado para alargar la vida comercial de estas especies se basan en limitar, inhibir o retrasar la acción de dicha hormona. Desde la utilización de inhibidores del etileno (1-MCP) hasta la aplicación de atmósferas controladas con niveles muy bajos de oxígeno o la utilización de recubrimientos, todas ellas son tecnologías basadas directa o indirectamente en alterar la acción del etileno. No obstante, cada vez son más los estudios que apuntan al papel clave que otras hormonas o compuestos con actividad hormonal (del inglés, hormone-like compounds) además del etileno juegan en el patrón de maduración y el potencial de conservación de un gran número de frutas, tanto climatéricas como no climatéricas (Trainotti, et al., 2007; Kumar et al., 2014). De aquí que la interacción entre distintas hormonas (también conocido como hormonal crosstalk) sea cada vez más una temática de estudio para aquellos que desarrollan su labor investigadora en el ámbito de la postcosecha.

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Figura 1: Porcentaje de producción de distintos tipos de especies en España (FAOStats, 2016).

Remarcar también la gran riqueza varietal de la que dispone el sector para cada una dichas especies frutales lo que supone un hándicap para los tecnólogos en postcosecha ya que cada variedad tiene un comportamiento altamente dispar. La caracterización varietal con referencia al comportamiento postcosecha en fruta de pepita, y especialmente en fruta de hueso, junto con el efecto sobre dicho comportamiento de los tratamientos aplicados en el campo son sin duda algunos de los retos a los que se tendrá que afrontar el sector en los próximos años.

Algunos de los principales avances en el campo de la postcosecha se engloban dentro de las áreas descritas a continuación:

Recubrimientos comestibles

La aplicación de recubrimientos en frutas y hortalizas antes de la comercialización es una práctica estándar en muchos países. Su propósito es reducir la pérdida de agua, retrasar la senescencia y el envejecimiento, dar brillo y permitir una mejor calidad y precio después de la comercialización.

Los recubrimientos comestibles pueden extender la vida útil de almacenamiento de los productos mediante un mecanismo similar al de las atmosferas controladas y/o modificadas, ya que restringen el intercambio de gases a través de la piel de los frutos y, por lo tanto, conducen a una atmósfera interna modificada y a una reducción de la respiración (Baldwin, 1994; Mir y Beaudry, 2004). Algunos recubrimientos pueden inhibir la producción de etileno debido a la disminución de oxígeno y al aumento de dióxido de carbono dentro del producto (Bai et al., 2002) retrasando de este modo algunos procesos fisiológicos como el ablandamiento. Sin embargo, esta modificación de la atmósfera también puede inducir efectos no deseados, como la fermentación del producto si la disminución de los niveles de O2 no puede mantener la respiración aeróbica (Petracek et al., 1999) o la aparición de lesiones fisiológicas si el CO2 excede los niveles tolerables (Baldwin et al., 1995, Cisneros-Zevallos y Krochta, 2002; Figura 2). La sensibilidad a los niveles de O2 y CO2 es dependiente de la especie o incluso variedad.

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Figura 2: Descomposición interna (Llocat) en pera Blanquilla recubierta con formulaciones experimentales después de cuatro meses de conservación en frío normal.

La transpiración del fruto también se ve afectada por el uso de recubrimientos, así en función de la naturaleza del recubrimiento y del tipo de fruta, los recubrimientos pueden ofrecer buenas propiedades barrera al vapor de agua y garantizar una menor pérdida de agua de los productos frescos (Baldwin, 1994; Villamon et al., 2018) (Figura 3).

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Figura 3: (A) Efecto de distintos recubrimientos sobre la producción de etileno en pera blanquilla después de 3 meses de conservación en condiciones de atmosfera controlada y 5 días en vida útil. (B) Incidencia de escaldado superficial en manzanas Granny Smith con o sin recubrimientos después de 4 meses de conservación en condiciones de atmosfera controlada y 3 días en vida útil.

La pérdida del color o decoloración de algunos frutos y hortalizas también puede ser un gran inconveniente ya que puede depreciar el producto. La aplicación de algunos recubrimientos, solos o combinados con ciertos ingredientes específicos, puede retrasarla o incluso impedirla debido a la formación de una atmósfera modificada en el fruto. Los recubrimientos comestibles también pueden actuar como portadores de colorantes para cubrir las imperfecciones superficiales y mejorar la apariencia del fruto (Baldwin, 1999). Sin embargo, una aplicación inadecuada del recubrimiento puede causar una decoloración o blanqueamiento del fruto.

Es conocido el deterioro nutricional y del sabor que la fruta y las hortalizas sufren durante su conservación, destacando en el caso nutricional la pérdida de ácido ascórbico. En este sentido, se ha determinado que algunos recubrimientos comestibles tienen la capacidad de retener el contenido de ácido ascórbico de los frutos (Sümnü y Bayindirli, 1995a; Yaman y Bayoindirli, 2002; Kevers et al., 2007). Con referencia al sabor, el uso de recubrimientos en fruta tiene dos efectos según sea su permeabilidad, un efecto positivo debido a la acumulación de compuestos volátiles que se produce como resultado de la reducción de la permeabilidad de la piel del fruto y un efecto negativo consecuencia de una reducción excesiva de la concentración de O2 y un aumento del nivel de CO2 internos, lo cual puede causar fermentación, produciendo sabores desagradables debidos a la acumulación anormal de etanol y de acetato de etilo (Baldwin, 1994; Bai et al., 2003).

Diversos autores han demostrado también que los recubrimientos pueden aliviar algunos desordenes fisiológicos como el escaldado superficial en manzanas 'Granny Smith' (Bai et al., 2009; Ju y Curry, 2000; Figura 3). También se observó un efecto positivo de la adición de compuestos antioxidantes en el recubrimiento para el control de esta alteración. Así por ejemplo, algunos recubrimientos de ésteres de ácidos grasos y sacarosa que contenían palmitato de ascorbilo y galato de propilo como antioxidantes lograron controlar la aparición de escaldado superficial durante 4 meses en manzanas ‘Red Chief’ (Bauchot et al., 1995). Sin embargo, otros muestran resultados contrarios aunque en menor medida, fenómeno que puede deberse al efecto de la variedad, estado de madurez del fruto, condiciones de conservación (temperatura y humedad), así como de las características específicas del recubrimiento.

1-MCP

En la última década el compuesto estrella en la postcosecha de fruta ha sido sin duda el 1-metilciclopropeno o 1-MCP. El 1-MCP es un compuesto sintético que actúa como antagonista de la acción del etileno, ocupando los lugares de unión de esta hormona con sus receptores. En consecuencia, el 1-MCP retrasa la maduración y las respuestas fisiológicas etileno-dependientes como el ablandamiento de la pulpa, la producción de volátiles y la pérdida de color verde en los frutos climatéricos (Sisler et al., 1996; Watkins et al., 2000.). Este compuesto se ha utilizado también en los últimos años de forma exitosa para controlar el escaldado superficial en manzana y peras (Giné-Bordonaba et al., 2013; Figura 4), dada la relación que existe entre dichas alteraciones y el metabolismo del etileno. De forma resumida, se sabe que el 1-MCP al inhibir la síntesis de etileno, reduce la expresión de a-farneseno sintasa (AFS1), lo que conlleva una menor acumulación de a-farneseno, compuesto que tras su oxidación está íntimamente relacionado con la aparición de esta fisiopatía (Lurie et al., 2005).

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Figura 4: Interacción entre la ruta del etileno (1) y α-farneseno (2) durante el desarrollo del escaldado superficial en pera blanquilla.

Las especies vegetales que se tratan con 1-MCP son muy numerosas, pero se puede citar en particular las manzanas, peras, caquis, plátano y más recientemente la fruta de hueso (melocotón, ciruela, albaricoque) utilizando en todos los casos formulaciones y protocolos específicos que han sido desarrollados de forma exhaustiva en los últimos 15 años.

De forma muy general se puede decir que este producto es de gran interés para ralentizar los procesos de maduración y especialmente los problemas de ablandamiento precoz que limitan en muchos casos las posibilidades de comercialización y exportación. Los puntos negativos de este tratamiento se asocian a la pérdida o retraso en la síntesis de ciertos compuestos volátiles (principalmente ésteres; Cai et al., 2018.) y, en determinadas variedades de pera, en problemas de recuperación de los procesos normales de maduración y del ablandamiento en la vida comercial, lo que se conoce como ‘evergreen’ (Chiriboga et al., 2013). En el caso de la fruta de hueso, tratamientos con 1-MCP alargan la vida útil de melocotones, reduciendo la pérdida de firmeza, retrasando la degradación de la sacarosa e inhibiendo en cierta medida los daños por frío (Liu et al., 2015; Yu et al., 2017). Además, estudios recientes muestran que los tratamientos con 1-MCP en manzanas pueden reducir la incidencia de podredumbres causadas por Pencillium expansum (Li et al., 2017), efecto atribuible en parte a la relación que existe entre este patógeno y el metabolismo del etileno del fruto (Vilanova et al., 2017).

Nuevas tendencias en las atmósferas de conservación

La tendencia principal para alargar al máximo la vida útil de frutas ha sido sin duda la utilización de atmosferas controladas con bajos niveles de oxígeno y altos de CO2. La tecnificación del sector y el desarrollo de nuevos equipos han ido, a lo largo del tiempo, permitiendo conseguir niveles cada vez más bajos de oxígeno hasta llegar al punto dónde los frutos se conservan en condiciones prácticamente de anoxia.

En 1993 aparece el concepto de atmósfera controlada dinámica (DCA; Wolfe et al., 1993). Atmosfera que consiste en bajar el nivel de oxígeno de la atmósfera de la cámara al mínimo posible tolerado por el fruto según sus circunstancias fisiológicas, manteniéndolo próximo al punto de compensación anaeróbica (PCA), pero tratando de evitar siempre sobrepasar el umbral fermentativo. Manteniendo el producto a niveles bajos de oxígeno se consigue reducir las reacciones de oxidación y los procesos de senescencia, y se impide el desarrollo de alteraciones fisiológicas como el escaldado superficial y la degradación de la calidad. Este sistema regula de manera dinámica las condiciones durante la conservación de la fruta, teniendo siempre en cuenta su respiración. La atmósfera controlada dinámica (ACD) per¬mite ajustar periódicamente los niveles de oxígeno manteniéndolos en el mí¬nimo tolerado por la fruta. No obstante, para poder aplicar este tipo de atmósferas se requiere un control a tiempo real de los niveles de gases en la cámara y el producto asegurando que este no sobrepasa el umbral o PCA. Para tal fin se utilizan distintos análisis, como la evaluación del etileno al largo de la conservación, la medida del coeficiente respiratorio de los frutos, evaluación del etanol en una pequeña cámara de test montada dentro de la cámara frigorífica y el análisis de la fluorescencia, siendo esta última la tecnología más utilizada a nivel mundial (Thewes et al., 2017).

La utilización de dichas atmosferas es hoy en día una realidad en nuestro sector sobre todo para la conservación de manzanas dónde ha habido el mayor desarrollo e investigación sobre este tipo de atmósferas (Thewes et al., 2017). Sin embargo, en otras especies como las peras la implementación de dicha tecnología está suponiendo un importante reto para el sector ya sea por la aparición de daños internos, como es el caso de la variedad Beurre d’Anjou (Candan y Calvo, 2017) o bien por la dificultad en monitorear el PCA con las técnicas disponibles actuales (Torregrosa et al., 2017; Figura 5). En este sentido, la búsqueda de marcadores volátiles, más allá del propio etanol, en la atmosfera de conservación para identificar el PCA es una de las principales áreas de investigación dentro del desarrollo y mejora de esta tecnología.

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Figura 5: Condiciones de O2 y CO2 en una cámara de atmosfera dinámica para la conservación de pera ‘Conference’.

Referencias bibliográficas

  • Baldwin, E.A. 1994. Edible coatings for fresh fruits and vegetables: Past, present, and future, p. 25-64. In: J.M. Krochta, E.A. Baldwin, and M.O. Nisperos-Carriedo (eds.). Edible Coating and Films to Improve Food Quality. Technomic, Lancaster, PA.
  • Baldwin, E.A., Nisperos-Carriedo, M., Shaw, P.E., Burns. J.K. 1995. Effect of coatings and prolonged storage conditions on fresh orange ?avor volatiles, degrees brix, and ascorbic acid levels. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 43, 1321-1331.
  • Baldwin, E.A. 1999. Coatings in food preservation, p. 577–610. In: S. Rahman (ed.). Handbook of Food Preservation. CRC Press, Boca Raton, FL.
  • Bai, J., Hagenmaier, R.D., Baldwin. E.A. 2002. Volatile response of four apple varieties with different coatings during marketing at room temperature. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50, 7660-7668.
  • Bai, J., Hagenmaier, R.D. Baldwin. E.A. 2003. Coating selection for ‘Delicious’ and other apples. Postharvest Biology and Technology, 28, 381-390.
  • Bai, J., Wu, P. Manthey, J. Goodner, K. Baldwin. E.A. 2009. Effect of harvest maturity on quality of fresh-cut pear salad. Postharvest Biology and Technology, 51, 250-256.
  • Cai, H., An, X., Han, S., Jiang, L., Yu, M., Ma, R., Yu, Z. 2018. Effect of 1-MCP on the production of volatiles and biosynthesis-related gene expression in peach fruit during cold storage. Postharvest Biology and Technology, 141, 51-57.
  • Candan, A.P. y Calvo, G. 2017. Atmósferas controladas dinámicas: una alternativa para el control de la escaldadura superficial en peras. RIA, 42, 291-299.
  • Chiriboga, M.A., Saladié, M., Giné Bordonaba, J., Recasens, I., Garcia-Mas, J. andLarrigaudière, C. 2013. Effect of cold storage and 1-MCP treatment on ethylene perception, signalling and synthesis: Influence on the development of the evergreen behaviour in ‘Conference’ pears. Postharvest Biology and Technology, 86, 212-220.
  • Cisneros-Zevallos, L., Krochta, J.M. 2002. Internal-modified atmospheres of coated fresh fruits and vegetables: Understanding relative humidity effects. Journal of Food Science, 67, 2792-2797.
  • Giné Bordonaba, J. Matthieu-Hurtiger, V., Westercamp, P., Coureau, C., Dupille, E. and Larrigaudière, C. 2013. Dynamic changes in conjugated trienols during storage may be employed to predict superficial scald in ‘Granny Smith’ apples. LWT-Food Sci Technol 54, 535-542.
  • Ju, Z., Curry, E. 2000. Evidence that a -farnesene biosynthesis during fruit ripening is mediated by ethylene regulated gene expression in apples. Postharvest Biology and Technology, 19, 9–16.
  • Kumar, R., Khurana, A., Sharma, A.K. 2014. Role of plant hormones and their interplay in development and ripening of fleshy fruits. Journal of Experimental Botany, 65, 4561-4575.
  • Li, J., Lei, H., Song, H., Lai, T., Xu, X., Shi, X. 2017. 1-methylcyclopropene (1-MCP) suppressed postharvest blue mold of apple fruit by inhibiting the growth of Penicillium expansum. Postharvest Biology and Technology, 125, 59-64.
  • Liu et al., 2015 Liu, H., Cao, J., Jiang, W. 2015. Changes in phenolics and antioxidant property of peach fruit during ripening and responses to 1-methylcyclopropene. Postharvest Biology and Technology, 108, 111-118.
  • Lurie, S., Lers, A., Shacham, Z., Sonego, L., Burd, S., Whitaker, B. 2005. Expression of a-Farnesene Synthase AFS1 and 3-Hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A Reductase HMG2 and HMG3 in Relation to a-Farnesene and Conjugated Trienols in `Granny Smith' Apples Heat or 1-MCP Treated to Prevent Superficial Scald. Journal of the American Society for Horticultural Science, 130, 232-236.
  • Mir, N., Beaudry, R.M. 2004. Modi?ed atmosphere packaging. In: K. Gross, and C.Y. Wang (eds.). The Commercial Storage of Fruits, Vegetables, and Florist and Nursery Stocks. www.ba.ars.usda.gov/hb66/015map.pdf.
  • Petracek, P.D., Hagenmaier, R.D., Dou. H. 1999. Waxing effects on citrus fruit physiology, p. 71-92. In: M. Schirra (ed.). Advances in Postharvest Diseases and Disorders Control of Citrus Fruit. Research Signpost, India.
  • Sisler, E.C., Serek, M., Dupille, E., 1996b. Comparison of cyclopropene, 1-methylcyclopropene, and 3,3-dimethylcyclopropene as ethylene antagonists in plants. Plant Growth Regulators 18, 169–174.
  • Sümnü G., Bayindirli, L. 1995. Effects of sucrose polyester coating on fruit quality of apricots (Prunus armenaica L.). Journal of the Science of Food and Agriculture, 67, 537-540.
  • Thewes, F.R., Brackmann, A., Both, V., Weber, A., de Oliveira Anese, R., dos Santos Ferrao, T., Wagner, R. The different impacts of dynamic controlled atmosphere and controlled atmosphere storage in the quality attributes of ‘Fuji Suprema’ apples. Postharvest Biology and Technology, 130, 7-20.
  • Torregrosa, L., Echeverria, G., Illa, J., Garcia, J. and Giné-Bordonaba, J. 2017. Going beyond the lower oxygen limit during the storage of Conference pears: Impact on fruit quality, volatile emission and fruit physiology. CAMA 2017; XII International Controlled & Modified Atmosphere Research Conference. Book of Abstracts.
  • Trainotti, L., Tadiello, A., Casadoro, G. 2007. The involvement of auxin in the ripening of climacteric fruits comes of age: the hormone plays a role of its own and has an intense interplay with ethylene in ripening peaches. Journal of Experimental Botany, 58, 3299-3308.
  • Vilanova, L., Vall-llaura, N., Torres, R., Usall, J., Teixidó, N., Larrigaudière, C. and Giné-Bordonaba, J. 2017. Penicillium expansum (compatible) and Penicillium digitatum (non-host) differentially alter ethylene biosynthesis in apple fruit. Plant Physiology and Biochemistry, 120, 132-143.
  • Villamón, D., Sapper, M., Giné-Bordonaba, J., Chiralt, A., Palou, L., Teixidó, N., Torres, R., Pérez-Gago, M.B. 2018. Selección de recubrimientos comestibles para extender la vida útil de manzana y pera. Post2018: XII Simposio Nacional y X Ibérico de Maduración y Postcosecha. Libro de resúmenes.
  • Watkins, C. B., Nock, J. F., Whitaker, B.D. 2000. Responses of early, mid and late season apple cultivars to postharvest application of 1-methylcyclopropene (1-MCP) under air and controlled atmosphere storage conditions. Postharvest Biology and Technology, 19, 17-32.
  • Wolfe, G.C., Black, J.L., Jordan, R.A., 1993. The dynamic control of storage atmospheres. Proceedings of 6th International Controlled Atmosphere Research Conference, 1 323-332.
  • Yaman, O., Bayoindirli, L. 2002. Effects of an edible coating and cold storage on shelf-life and quality of cherries. LWT. 35, 146-150.
  • Yu, L., Shao, X., Wei, Y., Xu, F., Wang, H. 2017. Sucrose degradation is regulated by 1-methycyclopropene treatment and is related to chilling tolerance in two peach cultivars. Postharvest Biology and Technology, 124, 25-34.

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