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El estudio revela diferencias en los parámetros de calidad organoléptica entre las variedades de cereza, debidas principalmente a las características genéticas de cada variedad

Evolución de los parámetros de calidad durante el desarrollo de la cereza en el árbol: diferencias entre variedades

Díaz-Mula H.M.; Valero, D.; Castillo, S.; Martínez-Romero, D.; Zapata, P.J.; Guillen, F. 1; y Valverde, J.M. (Dep. Tecnología Agroalimentaria, UMH) Serrano, M (Dep. Biología Aplicada, UMH)07/01/2013
Dentro de la denominación comercial de cereza (Prumus avium L.), fruto de hueso por excelencia, se comprenden decenas de especies que son cultivadas en las zonas templadas de todo el mundo. La cereza requiere entre 900 y 1800 horas de frío para la floración, de forma que florece muy tarde. Al mismo tiempo presenta escasas necesidades de unidades de calor para el desarrollo del fruto, que es muy rápido, lo que le permite ser el primero del mercado en primavera en el hemisferio norte. Es tan apreciado que, en Europa, es uno de los pocos cultivos de los que no se registran excedentes (Esti el al., 2002).
Siendo un fruto tan apreciado por el consumidor no es de extrañar que se cuide la producción y que se intente mejorar y adaptar a la demanda de un mercado con beneficios. He aquí la problemática, en la mayoría de las áreas de producción europeas el comienzo del periodo de lluvias coincide con el momento de la recolección, lo que ocasiona cuantiosas pérdidas económicas al sector. Una de las soluciones para este problema es la recolección prematura de frutos, con la desventaja de que, siendo la cereza un fruto no climatérico no sigue madurado tras la recolección, presentando las cerezas así recolectadas un tamaño insuficiente, un color moderado y un bajo contenido de sólidos solubles que afecta al sabor (Usenik et al., 2005) y, consecuentemente, a la percepción de calidad del consumidor.

En parte para dar solución a este problema, en parte para suplir el mercado de producto durante un mayor intervalo de tiempo, incrementando el beneficio y sin sacrificar las cualidades organolépticas, se han desarrollado numerosas variedades en los.últimos años. ‘Lapins’ fue una de las primeras variedades en ganar presencia a mediados de los años 90, seguida de ‘Sweetheart’, ‘Chelan’, ‘Tieton’ y otras tantas más que a lo largo de estas décadas han ampliado el periodo de recolección de cereza.

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La calidad de partida es muy importante a la hora de la comercialización de productos hortícolas, tanto más importante cuando los productos son destinados a consumo en fresco. Esta calidad es dependiente de los valores que alcancen los parámetros que la definen en el momento de la recolección, así como el manejo adecuado del producto. Los atributos más apreciados de las cerezas por parte de los consumidores son el color, la firmeza, el tamaño y la acidez (Crisosto et al., 2003).Es por esto que la caracterización de variedades se hace una herramienta muy útil a la hora de seleccionar un producto final con la mayor calidad posible.

El experimento

Apenas existían estudios acerca de la evolución de los parámetros de calidad durante el desarrollo en árbol de las cerezas. Para suplir este hueco y caracterizar las cerezas en el momento de la recolección comercial, se han estudiado 11 variedades de cerezas elegidas por su localización en la misma finca, bajo las mismas condiciones ambientales, prácticas culturales e incluso injertados en el mismo patrón, por lo que las diferencias entre los parámetros analizados sólo se deben a la influencia de las características genéticas de cada variedad.

El experimento se llevo a cabo durante el ciclo de producción de la primavera de 2007. Justo después del cuaje se marcaron en tres arboles de cada una de las 11 variedades un total de 30 frutos en todo el perímetro del árbol. En estos frutos se realizarían las medidas de los distintos parámetros de maduración a lo largo del desarrollo cada 3 o 4 días.

El volumen se determina mediante la medición de los tres diámetros del fruto en cada una de las cerezas marcadas. El color se determinó por triplicado en cada fruto utilizando un colorímetro Minolta CR-300.

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A la vez, se recogían muestras homogéneas de unos 15-20 frutos similares a los marcados para llevarlos al laboratorio y realizar las determinaciones destructivas. La respiración se determinó mediante sistema estático en el lote completo de frutos; el peso, y la firmeza se determinaron individualmente en cada cereza. En los últimos 5 muestreos, cuando el fruto alcanzó un tamaño adecuado, la mitad de cada cereza de cada uno de los lotes se utilizó para la obtención de zumo en el cual se analizaron de los sólidos solubles totales (SST) y la acidez total (AT) por duplicado. Para una información más detallada, los procesos analíticos están descritos en Serrano et al. (20)09. El momento de recolección comercial fue el determinado por los técnicos de la empresa.

Todos los datos se sometieron al análisis de varianza (Anova), siendo las fuentes de variación la variedad y el estado de desarrollo. La comparación de las medias se realizó mediante el test múltiple de Duncan, siendo las diferencias significativas para p< 0.05. Todos los análisis se realizaron con el software SPSS v. 12.0.

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Caracterización de variades: resultados

El tiempo de desarrollo del fruto, desde el cuaje a la recolección, es muy dependiente de la variedad, desde los 57 días para ‘Sunburst’ hasta los 83 días que necesita la variedad ‘Prime Giant’ en alcanzar la madurez comercial. Asimismo, las fechas de plena floración se distribuyeron a lo largo del mes de marzo, siendo la más tardía ‘Sweet heart’ que, además, fue la cereza mas tardía en recolección, a finales de Junio, y las variedades ‘Brooks’ y ‘New Star’ las que presentaron una recolección más temprana.

En otros frutos de hueso tipo drupa, como ciruela, albaricoque o melocotón, las curvas de crecimiento son de tipo doble sigmoide, con dos fases de crecimiento rápido separados por una fase de poco crecimiento que coincide con el endurecimiento del endocarpo. Sin embargo en las variedades de cereza analizadas, se puede observar que las curvas de crecimiento (Fig. 1) fueron de tipo sigmoide simple, ya que la lignificación del endocarpo ocurrió durante la primera fase de crecimiento lento. La fase de crecimiento rápido se inicia entre los 30 y 50 días desde la floración y su duración oscila entre 20 y 30 días, dependiendo de la variedad. La curva de crecimiento del hueso es diferente (datos no mostrados), ya que éste alcanza su peso máximo antes de que se inicie la fase de crecimiento rápido y es bastante parecido en todas las variedades (0.60-0.70 g). En cuanto al peso final del fruto (Fig. 1), son las variedades ‘Nº 57’, ‘Prime Giant’ y ‘Sun Burst’ las que alcanzan mayor peso (13.5-14.0 g), mientras que ‘Picota’ y ‘Sweet Heart’ son las variedades más pequeñas (9.0-9.5 g).

Figura 1: Evolución del volumen y peso de la cereza durante su desarrollo y maduración en el árbol. Los datos son la media ± ES (n=30)...
Figura 1: Evolución del volumen y peso de la cereza durante su desarrollo y maduración en el árbol. Los datos son la media ± ES (n=30).
El color es uno de los atributos más importantes en la calidad de cereza, siendo además correlacionado con la concentración de compuestos bioactivos, sobre todo fenoles (Díaz-Mula et al., 2009) y estos a su vez correlacionados con la mayor calidad y aceptación del consumidor (Tomás-Barberán et al., 2001).

El etileno es el responsable de la maduración en los frutos climatéricos y aunque la cereza es un fruto de maduración no climatérica (Valero y Serrano, 2010), la tasa de producción de etileno presenta algunos cambios relacionados con las diferentes fases del desarrollo del fruto, como se muestra en la figura 2 para la variedad ‘Sun Burst’ (Figura 2), como comportamiento representativo de todas las variedades estudiadas.

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Figura 2: Evolución de los parámetros de color en relación a la tasa de producción de etileno de la variedad ‘Sun Brust’ a lo largo de la maduración en el árbol.
Se observa un primer pico en la producción del etileno a los 30 días de la plena floración, que se corresponde con la lignificación del hueso, la primera fase de crecimiento lento que se ha nombrado anteriormente, y otros dos pequeños picos posteriores, estando todos ellos relacionados con algunos de los parámetros de color. El parámetro a*, comienza a aumentar a partir del segundo pico de la producción de etileno, al igual que la disminución del parámetro de la luminosidad (L*). Este segundo pico de etileno podría ser responsable del inicio de los cambios de color, provocados por la degradación de clorofilas, que haría desaparecer el color verde y por tanto, aumentar el parámetro L* y por la síntesis de pigmentos rojos que harían aumentar el parámetro a*.

El tercer pico en la producción de etileno producido en los últimos días del desarrollo antes de la recolección se corresponde con el descenso de los tres parámetros de color lo que indicaría una estimulación muy fuerte de la síntesis de los pigmentos responsables del color rojo granate, más o menos intenso de las distintas variedades de cereza.

Normalmente el color se expresa con un índice, una relación matemática de dos o más parámetros de color, que da una idea más clara de la evolución del mismo. En este caso, se muestra la evolución del color expresado como ángulo Hue, que nos da una idea de la tonalidad más o menos intensa del color rojo del fruto. Muestra una evolución similar en las once variedades, un punto de inflexión a partir del cual en ángulo Hue desciende bruscamente y que coincide con la síntesis de pigmentos de color rojo característicos de la cereza. Este cambio de color se produce en 15-20 días, es entonces cuando la cereza esta cerca de su coloración final y apenas sufre cambios de color en los últimos estadios de desarrollo. (Figura 3).

Figura 3: Evolución del color expresado como ángulo Hue en once variedades de cereza a lo largo de la maduración en árbol...
Figura 3: Evolución del color expresado como ángulo Hue en once variedades de cereza a lo largo de la maduración en árbol. Datos son la media ± ES (n=30).
Se observa que la evolución del color dependiente de la variedad, con valores finales desde 15.98 ± 1.65 en ‘Swwet Heart’ hasta 7.8 ± 0.49 en ‘Brooks’. Según Kappel et al. (1996) el color ideal para una cereza debería tener una puntuación de 5 en la escala CITLF (escala utilizada por la industria del Centro Técnico Interprofesional de frutas y legumbres). Los valores medios se corresponden con este valor, siendo los de ‘Brooks’ y ‘Cristalina’ correspondientes a un rojo brillante (escala 3) y un rojo oscuro (escala 5) respectivamente.

Como ejemplo de la evolución del resto de parámetros se presentan en la Figura 4 los resultados obtenidos para la variedad ‘Sun Burst’.

Figura 4: Evolución de los sólidos solubles, acidez titulable y firmeza durante el desarrollo y maduración en árbol de la variedad ‘Sun Burst’...
Figura 4: Evolución de los sólidos solubles, acidez titulable y firmeza durante el desarrollo y maduración en árbol de la variedad ‘Sun Burst’. Los datos son la media ± ES de las determinaciones (n=30 para firmeza; n=5 para acidez y SST).
La textura es uno de los atributos más importantes en calidad de cereza siendo muy dependiente de la variedad. Los valores finales obtenidos en el estudio varían desde 1.85 ± 0.1 N/mm para ‘Nº 57’ y los 3.15 ± 0.12 N/mm de la variedad ‘Sweetheart’, siempre siendo mayores en la segunda fase de crecimiento debido a la lignificación del endocarpo (Muskovics et al., 2006), como se muestra también en la Figura 2. Diversos autores han encontrado que variedades tardías presentan generalmente mayor firmeza que las variedades tempranas (Esti et al., 2002). El aumento de tamaño celular que se produce en la tercera fase de crecimiento es la causa de que las células sean menos resistentes a la compresión y por tanto, podría ser determinante de la caída brusca observada en la firmeza. El ablandamiento en los últimos días de maduración se ha atribuido a incrementos en la actividad de β-galactosidasa (Girard et al., 2001) a pesar de que en la mayoría de los frutos se debe a la actividad de poligalacturonasa.
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En los sólidos solubles (SST) se produce un aumento cuando el fruto ha alcanzado el 50% de su volumen final, coincidiendo con la fase de crecimiento rápido del fruto y siendo la acumulación de solutos orgánicos la responsable del crecimiento del fruto. No obstante, al igual que los demás parámetros anteriormente estudiados, su concentración va a ser distinta dependiendo de la variedad aunque la evolución similar a como se muestra para ‘Sun Burst’ con valores finales dependientes de la variedad (Figura 5).

Por último, la acidez total (AT) en las cerezas se debe fundamentalmente a la concentración de ácido málico, ácido mayoritario también en los frutos de otras especies del género ‘Prunus’ donde, sin embargo, la acidez disminuye durante la maduración, mientras que en la mayoría de las cerezas analizadas la acidez aumenta.

Figura 5: Valores de Sólidos Solubles Totales (SST) y Acidez Total en el momento de recolección comercial de once variedades de cereza...
Figura 5: Valores de Sólidos Solubles Totales (SST) y Acidez Total en el momento de recolección comercial de once variedades de cereza. Los datos son la media ± ES de las determinaciones (n=5).

Conclusión

El análisis del desarrollo en árbol de variedades de cereza, cultivadas bajo las mismas condiciones ambientales y sometidas a las mismas prácticas culturales, revela diferencias en los parámetros de calidad organoléptica entre las variedades de cereza, diferencias que se deben a las características genéticas de cada variedad y que muestran la elevada biodiversidad genética existente entre las variedades de cereza estudiadas

Referencias bibliográficas

- Crisosto, C.H., Crisosto, G.M., Metheney, P. 2003. Consumer acceptance of ‘Brooks’ and ‘Bing’ cherries is mainly dependent on fruit SSC and visual skin color. Post.Biol. and Technol., 28, 159-167.

- Díaz-Mula, H. M., Castillo, S., Martínez-Romero, D., Valero, D., Zapata, P. J., Guillén, F., Serrano, M. 2009. Sensory, nutritive and functional properties of sweet cherry as affected by cultivar and ripening stage. Food. Sci. Technol. Int, 15: 535-543

- Esti, M., Cinquante, L., Sinesio, F., Moneta, E., Matteo, M., 2002. Physicochemical and sensory fruit characteristic of two sweet cherry cultivars after cool storage. Food Chem. 76: 399-405.

- Girard, B., Kopp, T. G. 1998. Physicochemical characteristics of selected sweet cherry cultivars. J. of Agric. and Food Chem. 46: 471-476.

- Muskovics, G., Felföldi, J., Kovács, E., Perlaki, R., Kállay, T. 2006. Changes in physical properties during fruit ripening of Hungarian sweet cherry (Prunus avium L.) cultivars.Post. Biol. and Technol. 40: 56-63.

- Serrano, M., Díaz-Mula, , H.M., Zapata, P.J., Castillo, S., Guillén, F., Martínez-Romero, D., Valverde, J.M., Valero, D. 2009.Maturity stage at harvest determines the fruit quality and antioxidant potential after storage of sweet cherry cultivars. J. Agric. Food Chem. 57: 3240-3246.

- Tomás-Barberán, F. A., Espín, J. C. 2001. Phenolic compounds and related enzymes as determinants of quality in fruits and vegetables. J. Sci. Food Agric., 81, 853–876.

- Valero, D. and Serrano, M. 2010. Postharvest Biology and Technology for Preserving Fruit Quality. CRC Press.