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Utilidad del cambio de la textura del fruto durante la maduración para la variedad Arbequina

Monitorización del grado de maduración de la aceituna: nuevos parámetros para la variedad Arbequina

Alfonso Montaño (Centro Tecnológico Nacional Agroalimentario Extremadura, CTAEX; amontano@ctaex.com; @alfosoleologo); Zambrano, M. (Viñaoliva); Lázaro-Madrea, A. (Graginsa); y Martínez, B. (CASAT)01/03/2018
El momento óptimo para la recolección de la aceituna es uno de los momentos más importantes en la campaña, sobre todo cuando el objetivo es elaborar la máxima calidad, la cual para muchos productores es una ventana temporal que, de elegirse de forma anticipada proporcionará aceites con aroma poco complejos, con pocos descriptores y usualmente aroma a hueso, a madera. Por el lado contrario, demorar el momento óptimo de la misma, conlleva a perder intensidad de frutado verde.

Son muchos los parámetros que pueden ser empleados para monitorizar la maduración de la aceituna, siendo todos ellos útiles en cuanto a que la información para el técnico permitiría reducir el riesgo de errar en el momento más adecuado para inicial la recolección. En este artículo se presenta la utilidad del cambio de la textura del fruto durante la maduración para la variedad Arbequina, un cambio fisiológico que puede ser más eficiente que el simple cambio de la pigmentación del fruto.

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Introducción

Di Giovachino (1991) cuantificó en un 50% la influencia que posee el momento adecuado de la maduración en la calidad final los AOVs. Actualmente está muy extendido la regla que para obtener un AOVE de altísima calidad es imprescindible que los frutos estén en un momento de maduración óptimo, siendo por ello imprescindible seleccionar el momento idóneo para la recolección de los frutos.

Para poder establecer dicho momento óptimo en la bibliografía científica se puede encontrar numerosas propuestas, algunos de ellos indicadores más o menos específicos del grado de maduración de la aceituna, basándose la mayoría de ellos en procesos bioquímicos y cambios fisiológicos de la aceituna. Los investigadores Catalano y Sciancalepore (1965) estudiaron el contenido de lípidos de la aceituna; Vázquez-Roncero et al. (1971) el contenido y composición de fenoles; Leone y Vitagliano (1975) propusieron la evolución de la síntesis de ácidos grasos; Donaire et al. (1975) propusieron el contenido de ácidos orgánicos en hojas y frutos, particularmente la relación entre el Málico y el Cítrico; Vioque y Albi (1975) propusieron la variación del contenido en hierro como metabolizante de las hormonas de abscisión; Ranalli et al. (1997) propusieron la tasa de respiración del fruto; Mickelbart y James (2003) el contenido en materia seca; Cherubini et al. (2008) proponen la concentración de azúcares.

Pero el método más empleado y mundialmente admitido es el Índice de Madurez, desarrollado por Uceda y Frías (1975), en el que se emplea la evaluación visual de la variación del color externo de interno del fruto para establecer un valor, el Índice de Madurez (IM), que se incrementa a medida que el fruto va cambiando la pigmentación de su epicarpio y mesocarpio (Figura 1).

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Figura 1. Cambio de coloración del epicarpo y mesocarpo de la aceituna en diferentes estados de maduración de acuerdo a Uceda y Frías. Imagen cedida por Victorino Vega (investigador del IFAPA de Córdoba).

Pero como muchos métodos propuestos, la alta influencia que sobre la madurez posee los factores edafoclimáticos, la carga del árbol, las características de cada variedad y el manejo del cultivo (riego vs secano; olivar de sierra vs olivar superintensivo), afectan de forma variable a la velocidad de maduración de la aceituna y las fechas de final de envero pueden variar entre años dentro de la misma variedad.

El método del Índice de Madurez de Uceda y Frías el método más empleado

Hasta la actualidad los métodos planteados para la evaluación de la maduración de la aceituna para molino no han podido sustituir el propuesto por Uceda y Frías (1975), a pesar de que los análisis de laboratorio estén sometidos a la subjetividad de una valoración visual de los cambios de color de la epicarpo de las aceitunas. No es sencillo diferenciar entre colores muy parecidos como el verde pálido y el verde amarillento, o entre el morado oscuro y el negro. Además, no sería acertado la consideración del color verde de un fruto a mediados de septiembre (inicio de recolección de la aceituna Manzanilla Cacereña para mesa) frente a otra aceituna verde de inicio de noviembre (Cornicabra inmadura), aunque para el técnico, bajo su ojo humano, indique que poseen el mismo estado de maduración.

Por otro lado, hay variedades que presentan dificultades a la hora de su evaluación, como las variedades Blanqueta y Verdial, o para el caso de Extremadura, Verdial de Badajoz y Morisca. Tanto la variedad Blanqueta como Verdial de Badajoz sufren una decoloración previa al envero, mientras que la variedad Morisca pigmenta su epicarpo de forma temprana pasando de IM=0 directamente a IM=2 sin que su epicarpo haya mostrado el color amarillo pajizo característico del IM=1. En el caso de algunas Verdiales es que mantienen su pigmentación verde hasta finalización de su proceso madurativo.

El caso particular de las aceitunas Arbequinas y el Índice de Madurez

Para el caso de las aceitunas procedentes de la variedad Arbequina, se dan circunstancias vinculadas en muchos casos a los marcos de plantación intensivos y superintensivos en las que el fruto no desarrolla la pigmentación característica de la maduración. Son frecuentes los años en los que las aceitunas de esta variedad permanecen toda la campaña con un color amarillo pajizo sin aparición de pigmentos antocianos en su epicarpo. Este comportamiento ha llevado a incluso identificar en Extremadura a la aceituna arbequina como fruto de maduración tardía, lenta, con un alcance del IM=2 el 9 de diciembre en Extremadura, 39 días después que la variedad Manzanilla Cacereña, y que tarda unos 59 días en pasar de IM=2 a IM=4 (Montaño, 2016).

Como se puede observar en la Figura 2, donde se representan 92 muestras provenientes de diferentes olivares de la provincia de Badajoz en diferentes campañas, los frutos presentan una tendencia en las que, desde un inicio del muestreo en torno a la tercera semana de septiembre, ya posee un IM>1,0, no llegando a superar el IM=2 hasta pasada la segunda semana de diciembre. Esta típica evolución limita en gran medida la eficiencia del método del IM muy útil para otras variedades.

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Figura 2. Evolución gráfica del Índice de Madurez de 92 muestras de Arbequina de diferentes campañas. Cuadro rosa: periodo de tiempo entre que los frutos pasarían de IM=1,2 a IM=2,0. Línea verde: extrapolación de la fecha en la que los frutos alcanzarían el máximo contenido graso expresado sobre seco.

La dificultad para hacer una monitorización de la maduración de los frutos de esta variedad puede llegar a ser un problema para muchos olivares, sobre todo las nuevas plantaciones de marco superintensivo, que puedan ver en la selección del momento de inicio de recolección de los frutos. Por ello, el poder mostrar la eficiencia de otras herramientas, que vendrían a complementar las existentes, no a sustituirlas, es uno de los objetivos del Grupo Operativo Regional Incremento de la Competitividad comercial de los Aceites de Oliva de Arbequina ‘Raise Arbequina’, grupo financiado por el Fondo Europeo de Desarrollo Rural (FEADER) dentro del Programa de Desarrollo Rural 2014-2020, por la Junta de Extremadura y el MAPAMA.

Por este motivo se hacen necesarios nuevos sistemas para una más correcta y objetiva evaluación del proceso de la maduración que puedan complementar al IM. Estos nuevos sistemas han sido propuestos y puestos en práctica en los últimos años para las aceitunas (Montaño, 2016).

Grupo Operativo RAISE-Arbequina

El olivar en Extremadura está actualmente en su mejor momento histórico, pues las hectáreas de olivar actuales han superado las 276.000 ha, de las que casi el 20% están en riego. Gran parte de este aumento ha venido dado por la conversión de olivares tradicionales y sustitución de otros cultivos poco rentables por un olivar en marco superintensivo donde la variedad principalmente elegida es la variedad Arbequina.

A pesar de este aspecto tan atractivo para muchos agricultores, este cultivo posee algunos puntos débiles y amenazas que debilitan su posición en la comercialización de este aceite obtenido. Este proyecto viene a exponer al sector productor, tanto de aceitunas como de aceites de oliva vírgenes extra de esta variedad o similar, las herramientas existentes y de fácil aplicación e implantación (mejor manejo del campo, riego, proceso de elaboración, reducción pérdida de fenoles…), que van transformar esta debilidad en una fortaleza frente a la competencia, así como convertir la amenaza del exceso de arbequina en el mercado en una oportunidad para reforzar sus aceites frente a otros marcos de producción.

El objetivo principal del proyecto es mejorar la solubilización de compuestos antioxidantes en los Aceites de Oliva Vírgenes procedentes de la variedad Arbequina mediante el empleo de prácticas agrícolas, que a su vez éstas sean más comprometidas con el medio ambiente y elaiotécnicas (Figura 3). Para alcanzar dicho objetivo principal se han planteado diferentes objetivos secundarios entre los que están el transferir el conocimiento del comportamiento fisiológico de la aceituna de esta variedad a lo largo de su maduración y hacer llegar los resultados a la Red Rural de Extremadura mediante la implantación y explotación de los resultados.

Este Grupo Operativo está conformado por las empresas CASAT, Gragera Industrial S.A. y Viñaoliva, participando CTAEX, como colaboradores AEMODA, Cooperativas Agroalimentarias de Extremadura y el investigador Wenceslao Moreda Martino.

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Figura 3. Esquema gráfico de las actividades prevista a desarrollar por el Grupo Operativo Regional Raise_Arbequina

El cambio de color como principal indicador de la maduración

Durante la maduración del fruto tienen lugar en las aceitunas una degradación de clorofilas y pérdida de carotenoides que, junto a la aparición de antocianos, cambios fisiológicos que dan base al método del IM de Uceda y Frías. Pero en otras frutas también tiene lugar cambios de coloración, siendo empleado colorímetros que objetivamente evalúan su color. En aceitunas también ha sido empleado el color para monitorizar el desverdizado y para la conservación de la aceituna en cámaras. García y Streif (1991) propusieron la fórmula cromática b*-a* para aceitunas de la variedad Gordal. Sin embargo, esta metodología solo ha mostrado una mayor precisión que el IM en la determinación objetiva del color, siendo poco eficaz cuando los frutos han superado el envero. Las correlaciones obtenidas con el IM son muy elevadas y, de acuerdo a datos provenientes de varios años de ensayos, su utilidad puede ser muy útil para Aceituna de Mesa, pero con aplicación limitada en la aceituna de molino.

La Textura o Dureza de la Aceituna como método para monitorizar la maduración

La resistencia a la penetración es un método muy común en la evaluación de frutos, pues la maduración provoca el ablandamiento de éstos por la acción de enzimas como las celulasas o poligalacturonasas que debilitan las paredes celulósicas de las células vegetales. Este sistema ha sido ya empleado para evaluar el grado de deterioro de la aceituna de molino durante su almacenamiento refrigerado (García et al., 1996a; 1996b), en comparación de diferentes sistemas de recolección para evaluar el daño (Yousfi et al., 2012; Morales-Sillero y García, 2015) y la empresa Global-Olive Consulting S.L. (www.global-olive.es) la emplea desde 2008 para establecer el momento óptimo de recolección de la aceituna destinada a mesa, existiendo una vinculación entre esa dureza y los rendimientos en el deshuesado y rodajado de los frutos.

En varios trabajos, como el publicado por Mínguez-Mosquera et al. (2002), Kavdir et al. (2009) y los realizados por la empresa Global-Olive Consulting S.L. en la provincia de Córdoba (Argentina) (comunicación personal), en los que se ha empleado un penetrómetro similar o igual al empleado en este estudio, sí observan una evolución sigmoidal en la evolución de la firmeza de la aceituna a lo largo de su maduración. Los resultados, tanto de Kavdir et al. como los obtenidos por Global-Olive Consulting S.L. indican que, en las primeras fases de la maduración de la aceituna, su firmeza se correlaciona con una regresión lineal; sin embargo tiene lugar en los estadios más avanzados de la maduración una mínima reducción de la firmeza ajustándose entonces los datos mejor a una curva sigmoidal.

Resultados de monitorización de la aceituna Arbequina en 5 años

A lo largo de cinco campañas, 2010 y de 2014 a 2017, se han analizado 92 muestras de aceitunas de la variedad Arbequina provenientes de fincas particulares, participantes en el Grupo Operativo Raise_Arbequina y de proyectos propios de CTAEX, en los que se ha analizado diferentes parámetros de los frutos, no solo el contenido graso y humedad (mediante un equipo FOODSCAN de FOSS), sino también, el Índice de Madurez, la textura y color de los frutos.

Los resultados obtenidos han sido agrupados en cuatro estados de maduración, verde (IM≤1,0), verde-envero (IM>1,0 y ≤2,0), envero-maduro (IM>2,0 y ≤3,0) y maduro (IM>3,0). En la Tabla 1 se muestran el reparto medio de frutos en cada estado de maduración del IM. En el estado verde los frutos mostraron un amplio predominio del IM=1 y menos del 5% mostraba ya algo de pigmentación en el mesocarpo. En los frutos catalogados como envero-verde, con un IM de 1,4, seguía predominando los frutos en IM=1, con casi 2 de cada 3 frutos sin presentar pigmentación alguna. Ya tiene que ser en el estado envero maduro cuando para un IM medio de 2,6, casi el 60% de los frutos si tuviera ya pigmentación.

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Tabla 1. Reparto en porcentaje medio de frutos en cada uno de los estados de maduración y valor medio del IM de 92 muestras de aceitunas Arbequina a lo largo de cuatro etapas de maduración.

En la Tabla 2 se muestra los valores medios del contenido graso sobre húmedo, la humedad, el rendimiento graso seco y la materia seca desengrasada de las muestras analizadas. En los estados verde y envero-verde no se observan diferencias significativas del contenido graso sobre húmero ni humedad, pero sí en el contenido graso cuando se expresa en seco. A partir de este periodo de Envero-Verde no se obtienen diferencias significativas con los contenidos grasos expresado sobre seco en etapas más maduras, aunque dependerá enormemente de las condiciones de cultivo de los olivos, así como las condiciones climatológicas de cada campaña.

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Tabla 2. Valores medios (%) de 92 muestras de aceitunas Arbequina a lo largo de cuatro estapas de maduración. Distintas letras en la misma fila indican diferencias significativas. Discriminación de medias con test de Duncan con un nivel de significación del 95% (p< 0,05).

En la Figura 3 se representa gráficamente la acumulación de aceite a lo largo de la maduración de la aceituna, indicándose en las líneas rojas las fechas en las cuales el fruto estaría comprendido entre el IM=1,2 (el cual se alcanzaría en torno a la tercera semana de septiembre) frente al IM=2 (se alcanzaría en torno al 14 de diciembre). Si extrapolamos al máximo contenido de aceite de los frutos, este se alcanzaría el 16 de enero, un mes más tarde que cuando el fruto alcance el IM=2 y en el que ya tendría casi el 97% de su contenido graso. Una muestra más de los pocos beneficios que tendría en la demora excesiva de la maduración para obtener mejor producción de aceite. La Materia Grasa Desengrasada, muestra una tendencia a disminuir entre los estados de verde y los estados posteriores, mostrando también que su seguimiento podría ayudar a tomar mejores decisiones de cuando iniciar la recolección de los frutos.

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Figura 4. Evolución gráfica del contenido Graso sobre Seco de 92 muestras de Arbequina de diferentes campañas. Líneas rojas: periodo de tiempo entre que los frutos pasarían de IM=1,2 a IM=2,0. Línea verde: extrapolación de la fecha en la que los frutos alcanzarían el máximo contenido graso expresado sobre seco.

Los valores de dureza que nos pueden ofrecer una muestra de aceituna son varios, debiéndose ver más allá de la simple resistencia de la rotura del epicarpo por el punzón (Figura 4). Datos como la deformación del fruto al ejercerle una fuerza, la dureza del mesocarpo a 3 mm de profundidad o la pendiente descrita desde el inicio de la fuerza hasta la rotura del epicarpo, son parámetros que incrementarían la información de los cambios fisiológicos diferentes a la aparición de pigmentación en el epicarpo.

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Figura 5. Detalle del punzón de 3 mm rompiendo el epicarpo de una aceituna.

A lo largo de la maduración existe una pérdida rápida de la dureza del fruto, lo cual es medible y cuantificable mediante diferentes tipos de texturómeros o penetrómetos. En la aceituna hemos analizado la pérdida de resistencia de rotura del epicarpo y del mesocarpo (Tabla 2), siendo más notable la pérdida de resistencia a la penetración con la maduración de los frutos en el mersocarpo que en el epicarpo. Si atendemos a la deformación de la aceituna, medida en cm2 por la elasticidad del fruto y a la pendiente descrita gráficamente hasta la rotura del epicarpo, también ha mostrado aportar importante información, sobre todo la segunda. Estos cuatro parámetros muestran valores que poseen diferencias significativas entre los estados envero-verde y envero-maduro, aunque una correcta monitorización de una parcela o grupos de olivos sí permitirá obtener la evolución de maduración independientemente del cambio de coloración de los frutos, siendo incluso más sensible que la simple medición del IM.

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Tabla 3. Valores medios de Textura de 92 muestras de aceitunas Arbequina a lo largo de cuatro etapas de maduración. Distintas letras en la misma fila indican diferencias significativas. Discriminación de medias con test de Duncan con un nivel de significación del 95% (p<0,05).

Relacionando todos los datos de los análisis realizados en CTAEX se obtienen relaciones importantes, incluso con coeficientes de correlaciones más elevados que cuando se emplea otros parámetros habituales para la monitorización de las aceitunas. Así se puede observar que en la Figura 6 la evolución de la pérdida de dureza del mesocarpo con el rendimiento graso seco, obteniéndose una correlación más elevada (R=-0,651, p< 0,001) con el que con el IM (R=0,387, p<0,001). Uno de los datos que mayores valores de correlación ofrecen es la pendiente descrita con el esfuerzo para la rotura del epicarpo. Dicho esfuerzo y deformación del fruto es cuantificado como un valor, se relaciona con una elevada significancia con la fecha de recolección (R=-0,665, p<0,001) (Figura 7).

El valor de la información del cambio de textura de la aceituna durante la maduración toma más valor cuando se está inmerso ya en el seguimiento de diferentes parcelas; pues cuando se toman muestras y no se observa una variación significativa en el IM (ni en el porcentaje de frutos en los distinto estadios del IM) y el contenido graso sigue una progresión lineal, los cambios fisiológicos son visibles por la pérdida de dureza de estos cuatros parámetros, permitiendo analizar la maduración así como anticiparse a la fin de síntesis de aceite en el fruto.

Conclusiones

Tanto la dureza del Mesocarpo como el valor de la pendiente muestra unos rangos de variabilidad de un fruto verde hasta que este alcanza el envero mucho más elevado que otros métodos como el IM, el rendimiento graso húmedo o incluso el expresado en seco, pues permitiría hacer un mejor seguimiento que incrementaría la sensibilidad del resto de parámetros. Por ende, un adecuado muestreo y atendiendo a esta relación lineal permitiría prever el rendimiento que alcanzaría los frutos y prever fechas de maduración que complementarían la información obtenida de los otros parámetros propuestos.

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Figura 6. Relación entre la dureza del Mesocarpo a 3 mm y el contenido graso expresado sobre seco.
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Figura 7. Relación entre Pendiente Rotura Epicarpo (Pendiente 1:2) y Fecha de cosecha de la muestra.

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