Avaluació de la qualitat de la fruita

La present contribució de la professora Margarita Ruiz Altissent (Laboratori de Propietats Físiques de Productes Hortofrutícolas de l'Escola Tècnica Superior d'Ingenireos Agrònoms de Madrid)  es basa en la conferència pronunciada per l'autora en la edició 2003 de la fira Macfrut en Cesena, Itàlia.

NOVES TÈCNIQUES OBREN NOVES POSSIBILITATS PER A l'AVALUACIÓ DE LA QUALITAT DE LA FRUITA

Prof. Margarita Ruiz-Altisent
LPF-ETSIA-Universitat Politècnica de Madrid
mruiz@iru.etsia.upm.es

El laboratori de propietats físiques de l'Escola Tècnica Superior d'Enginyers Agrònoms de Madrid, dirigit per la professora Margarita Ruiz Altisent, desenvolupa diferents línies de recerca i tecnologia sobre avaluació de la qualitat interna de la fruita. La Professora Ruiz Altisssent ha realitzat una presentació sobre aquests aspectes en l'edició 2003 de la fira Macfrut, que ha tendio lloc recentment a Itàlia.

Les tècniques en les quals la indústria i la majoria dels consumidors estan interessats són, per descomptat, les no-destructives (ND), i, per al mercat, aquelles que poden aplicar-se en línia. Les tècniques en temps real són més ràpides, però en molts casos  no són encara compatibles amb la velocitat actual en línia de 10 fruites per segon; la seva aplicació està en el laboratori ("fora de-línia"), per realitzar les valoracions de qualitat de proveïdors, o de qualitat cap al comprador, a la sortida del magatzem. En altres casos, aquestes noves tècniques són assumibles en línies de mostreig, denominades de "escandallo", amb aplicació sobretot en l'avaluació a l'entrada. Les tècniques destructives no tenen per què ser abandonades, ja que són necessàries per al desenvolupament de les no destructives, com a assajos objectius de referència. Si l'objectiu és relacionar qualitat amb la percepció dels consumidors, l'única manera d'avaluar-ho és, en principi, amb proves sensorials; aquestes no són apropiades per al desenvolupament dels instruments, d'aquí la necessitat d'assajos instrumentals de referència (Ortiz i uns altres, 1998).

La definició dels termes "propietat", "magnitud", "protocol d'assaig" i "escala", així com el coneixement de paràmetres metrológicos (els quals  quantifiquen principalment la repetitividad i exactitud d'una prova) són bàsics en intentar avaluar l'aplicabilitat de qualsevol instrument als problemes seleccionats:

• Propietat: el descriptor de la qualitat
• Magnitud: la propietat física mesurable
• Assaig: L'equip i el procediment.
• Escala: la relació: unitat de mesura / unidad.de magnitud.

En l'actualitat, les activitats  amb major pes en el  LPF  són les relacionades tant amb les tècniques mecàniques, incloent fermesa i textura entre unes altres, com amb les tècniques òptiques: tant en el canvi visible (VIS) com en l'infraroig (NIR).

Òptiques
Les tècniques òptiques són per principi molt adequades per a la valoració de qualitat de productes. En reflectància , i en el rang de VIS, s'està molt  prop de la valoració visual que pot ser realitzada per humans, per la qual cosa la colorimetria  ha estat desenvolupada instrumentalment d'una manera molt extensa per descriure l'aparença externa. Un exemple és la classificació de productes per color, tractant d'assemblar-se al comportament dels experts humans, per exemple (García i uns altres, 1998). Aquestes tècniques s'utilitzen en els actuals sistemes de classificació per imatge. La reflectància  té possibilitats molt més extenses per a aquests i altres propòsits quan s'usen tècniques espectrométricas: aquestes consisteixen en l'anàlisi de l'espectre de reflectància dels objectes, en lloc de l'anàlisi de l'aparença tal com se'ns mostra als humans. El LPF està o ha estat compromès en aplicacions d'espectrometria amb reflectància en el VIS ( Ruiz-Altisent i uns altres, 2000).

La transmissió s'usa quan la propietat de la fruita que va a ser avaluada està sota la pell i afecta o no a la fruita sencera, encara que moltes adquisicions de reflectància realment inclouen informació dels primers mm dins de la carn. Normalment el rang de VIS s'aproxima a l'infraroig-proper (NIR, en la majoria dels casos molt proper, també anomenat "VIS ampliat") així que la informació del volum d'aigua que conté un producte, i possibles soluts,  pot estimar-se de les dades de l'espectròmetre (Valero i uns altres, 2001).
Les tècniques varien en la presentació de la mostra, en la font de llum, i en els tipus de detectors. Els sòlids solubles, que en fruites i hortalisses són principalment sucres, són una part substancial del suc de la fruita, i per tant poden ser estimats per diferència amb el contingut d'aigua. L'interessant és prendre mostres a través de tota la peça.  La transmissió en NIR s'ha aplicat en el LPF per estimar SS en tomàquets, préssecs, nectarinas; per estimar harinosidad en pomes i préssecs, per estimar SS en cebes, etc. Fins al moment, la presentació de la mostra es va realitzar mitjançant el contacte de malls de fibres òptiques a la mostra, però actualment s'està avançant en el desenvolupament de transmissió en la mostra sencera i en imatge espectrofotométrica, amb la finalitat de posseir un laboratori de referència sobre aquest tema. També l'ús de fibres, TDRS o espectroscòpia de reflectància amb resolució temporal va ser aplicat a moltes fruites: pomes, préssecs, melons, tomàquets, per estimar fermesa i composició ( Ruiz-Altisent i Valero, 1999). Existeix avui un mercat molt actiu d'equips comercials d'estimació òptica de la qualitat interna de fruites, especialment les relacionades amb la maduresa i vida en prestatgeria, i alguns defectes interns. Entre les empreses expositores en Macfrut els sistemes de les quals d'avaluació de la qualitat es basen en aquest principi es troben Greefa, Sacmi, Unitec, Aweta (Ito), Maf Roda i Setop-Giraud.

Mecàniques
Les tècniques mecàniques s'han usat des de fa molt temps per mesurar la consistència de fruites i hortalisses, en termes de deformació, així com en termes de resistència a la ruptura. La fermesa s'usa per a la mesura d'aquesta consistència, i mesures per penetració destructiva es realitzen amb freqüència com una referència de maduresa pre i post-collita. Les tècniques  ND inclouen la resposta al contacte i la vibració, mesurada com a resposta sónica. El contacte pot ser usat com a resposta de la fruita a una força de deformació a un indentador esfèric, estàtica o dinàmicament, en aquest cas és anomenat impacte; est pot ser molt ràpid, tant com els instruments de la línia ho facin possible: (Ruiz-Altisent i uns altres, 2001). La resposta a la vibració de la mostra a un petit cop o impacte en la seva superfície pot ser mesurat per sensors de vibració mecànica (acceleròmetres) o per respostes en els àmbits del so o ultrasò. S'està aplicant per a maduresa com per detectar defectes interns:
L'existència d'equips comercials és molt recent i amb ells s'està duent a terme el desenvolupament de les aplicacions ( Delma i uns altres, 2003). Aweta i Sinclair són empreses presents en Macfrut amb equips d'avaluació de la qualitat basats en tècniques d'aquest tipus.

Noves tècniques emergents
Noves tècniques estan sent desenvolupades i d'aquestes, les que poden tenir aplicacions en la detecció de propietats de la fruita i les verdures són: sensors de gasos, especialment sensors de volàtils. Algunes vegades es denominen "nassos electrònics". Existeix abundant bibliografia sobre aquest tema, però la seva aplicabilitat comercial i en línia o en temps real és encara remota (Corretja i uns altres, 2000). S'avança en la seva aplicació a l'interior de recintes d'emmagatzematge de fruita, per a la detecció d'avanços de maduresa i de senescencia  (Barreiro i uns altres, 2002). La reflectància i la fluorescència en ultraviolada (UV) i en VIS mostren viabilitat per a la detecció de la maduresa fisiològica i la vida en prestatgeria. La Ressonància Magnètica Nuclear (NMR), principalment en imatge (MRI), una tècnica molt poderosa per al coneixement intern de la fruita i hortalisses, està sent desenvolupada amb la finalitat d'aconseguir algun dia la viabilitat comercial. Es preveu que en un futur no gaire llunyà el NMR sigui una tècnica viable i econòmica, amb multitud d'aplicacions.

Conclusions
En la majoria dels casos, moltes  propietats diferents evolucionen de forma paral·lela durant l'avanç de les fruites i les hortalisses des de la pre-collita fins a la senescencia. Això és un fet positiu, ja que algunes propietats poden ser  perseguides a través d'altres propietats, més fàcils de mesurar; però el fet pot ser també molt negatiu, donada l'enorme variabilitat de les característiques de les varietats, les condicions mediambientals, els sistemes de producció, les localitats i la temporada. Mercat, distribuïdors i consumidors volen tenir propietats de qualitat estables en els productes que compren. Est és el desafiament per als desenvolupaments tecnològics que aquí es presenten.

Per saber més:

• Aweta, www.aweta.nl
• Barreiro P., M. Ruiz-Altisent. 1996. Sucre en tomàquet: determinació no destructiva. VIDA RURAL  (CAB), 36: 75-76.
• Barreiro, P., Alonso, R., Corretja, I.C., Ruiz-Altisent, M., Fabero, JC, Casasús, L., Calles, M., Bielza, C. Simulation of Gasos in Fruit Storage Chambers with Lattice Boltzman. POSTHARVEST UNLIMITED. Lovaina, Juny 2002
• Corretja, I.C., P. Barreiro, M. Ruiz-Altisent. 2000. A procedure for optimal calibration for a qcb electronic nose, relation with especifications for pear quality. Paper nº 00-PH-041.  AgEng2000", European Society of Agricultural Engineers Conference (2-7 juliol Warwick, Regne Unit).
• De Ketelaere, B., M. Ruiz-Altisent, I. C. Corretja, J. De Baerdemaeker, and P. Barreiro. 2001. Reliability of Vibration Measurements and Impact Response Characteristics for the Quality Assessment of Tomatoes. 6th International Symposium on Fruit, Nut  and Vegetable Production Engineering. Potsdam. Págs 487-492.
• Delma Iglesias, B., Ruiz-Altisent, M., Orihuel Iranzo, B.2003. Anàlisi de maneres de vibració aplicat a la detecció d'ahuecado intern en síndries. AG03-0406. 2º CONGRÉS DE LA SOCIETAT D'AGROINGENIERÍA, Còrdova, setembre de 2003.
• García  M.; Barreiro P.; Ruiz Altisent M., Alonso R.; Júdez L. 1998. Development of a virtual expert for color classification of tobacco leaves. Validation against human experts.1998. From Sensors to Decision Support System in Agriculture, Food Industry and Enviroment. SENSORAL, Editat per Veronique Bellon-Maurel, CEMAGREF Editions Vol 1,pp:105-117. ISBN 2-85362-499-4
• Greefa, www.greefa.com
• Maf Roda, rodasale@vnet.es
• Ortiz, C; Barreiro P; Ruiz-Altisent M; Riquelme, F. 1998. Woolliness assessment in peaches. Comparison between human and instrumental procedures and results. Proceedings of From Sensors to Decision Support System in Agriculture, Food Industry and Enviroment. SENSORAL, Editat per Veronique Bellon-Maurel, CEMAGREF Editions Vol 2,pp:269-283. ISBN 2-85362-499-4
• Ruiz Altisent, M.; García Ramos, J.; Ortiz-Cañavate, J. Sensor de fermesa de fruits per impacte. Patent sol·licitada P200101703. 2001.
• Ruiz-Altisent M. i C. Valero. 1999. A new optical technique: laser TDRS for senar-destructive internal fruit quality detection. ASTEQ. First Collaborative test meeting. Document en pàgina web: http://www.inapg.inra.fr/ens_rech/siab/asteq/index.htm
• Ruiz-Altisent M., L. Lleó, F Riquelme. 2000. Instrumental quality assessment of fresh peaches: Optical and mechanical parameters. Paper nº 00-PH-005. AgEng2000 ", European Society of Agricultural Engineers Conference (2-7 juliol Warwick, Regne Unit).
• Sacmi, www.sacmi.it
• Setop-Giraud, www.setop.fr
• Sinclair, www.sinclair-int.com
• Unitec, www.unitec-group.com
• Valero C., P Barreiro, M. Ruiz-Altisent, R. Cubeddu, A. Pifferi, P.Taroni, A. Torricelli, G. Valentini, D. Johnson, C. Dover. 2001. Optical detection of mealiness in apples using laser TDRS. JOURNAL TEXTURE STUDIES