Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias Vol. 32, No. 3, July-September, 2023, ISSN: 2071-0054
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ORIGINAL ARTICLE

Study of the Main Quality Properties of Banana, Orinoco Variety, Stored at Room Temperature

 

iDLazara Rangel Montes de Oca*✉:lazarar@unah.edu.cu

iDJorge Garcia Coronado

iDAnnia García Pereira

iDLeidy L Monzón-Monrabal


Universidad Agraria de La Habana, Facultad Ciencias Técnicas. San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba.

 

*Author for correspondence: Lazara Rangel-Montes de Oca, e-mail: lazarar@unah.edu.cu

ABSTRACT

Agricultural products require high quality, conditioned by their physical, chemical and mechanical properties, which are closely related to post-harvest handling and they influence the decision-making and the consumer´s preference. Hence, the interest of the research was to study the main quality properties of banana, Orinoco variety, stored at room temperature. For this, it was necessary to store 42 fruits at room temperature, dividing them into three groups of the same quantity for different types of packaging (wooden box, cardboard and bulk, taking the latter as a control). The properties (weight loss, firmness, pH, contents soluble solids) were evaluated daily during a five-day investigation period and subsequently processed using statistical tools. Characterization of this crop stored at room temperature was obtained in three forms of packaging. The properties evaluated obey a pattern of temporal variability distributed in three periods corresponding to the initial day, between two and three days and between four and five days of storage of the fruit. The best packaging was in cardboard boxes, showing minor changes in each of the properties, where the values of Pp in the five days of the experiment had maximum values of 16.76 g and on average 3.35 g per day. The models obtained for each determined and predicted property are adjusted to second order polynomials, where statistics are obtained that show the credibility of the results, which facilitates the planning of the post-harvest stage by producers and marketers.

Keywords: 
weight loss, firmness, pH, soluble solids, postharvest

Received: 13/1/2023; Accepted: 24/6/2023

Lazara Rangel-Montes de Oca, Profesora Asistente, Universidad Agraria de La Habana, Facultad de Ciencias Técnicas, Departamento de Ingeniería Agrícola, Autopista Nacional km 23 ½, Carretera de Tapaste, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, e-mail: lazarar@unah.edu.cu.

Jorge García-Coronado.Profesor Titular,Universidad Agraria de La Habana, Facultad de Ciencias Técnicas, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, e-mail: jgarcia@unah.edu.cu.

Annia García-Pereira, Dr.C., Profesora Titular, Universidad Agraria de La Habana, Facultad de Ciencias Técnicas, Autopista Nacional km 23 ½, Carretera de Tapaste, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, e-mail: annia@unah.edu.cu.

Leidy L Monzón-Monrabal, Dr.C., Profesora Titular, Universidad Agraria de la Habana, Fructuoso Rodríguez Pérez, Facultad Ciencias Técnicas, Autopista nacional y carretera tapaste, km 231/2, apartado 18-19, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, e-mail: leidym@unah.edu.cu.

The authors of this work declare no conflict of interests.

AUTHOR CONTRIBUTIONS: Conceptualization: L.Rangel. Data curation: L.Rangel, J. García.Formal Analysis: L.Rangel, J. García, A. García. Investigation: L.Rangel, J. García, A. García, L. L.Monzón. Methodology: L.Rangel, A. García. Software: L.Rangel. Supervision: L.Rangel, A. García. Validation: L.Rangel, J. García, A. García, L. L.Monzón. Visualization: L.Rangel. Writing - original draft: L.Rangel, J. García, A. García. Writing - review&editing: L.Rangel, J. García, A. García

CONTENT

INTRODUCTION

 

World agriculture is currently immersed in facing great challenges, including producing sufficient amounts of food for the population at all times of the year. In turn, it is essential guaranteeing that these have the optimum quality for their consumption as fresh and natural fruit, even after having been stored for long periods. For this reason, it is necessary to know the main properties of the fruits as well as to be able to predict in real time the changes that usually occur in these foods during storage (Tain, 2010TAIN, Y.: Evaluación de la calidad de la Piña Variedad: Cayena Lisa, cosechada en el Municipio Jaruco., Inst. Universidad Agraria de La Habana, San José de las Lajas, La Habana,, Cuba, San José de las Lajas, La Habana,, Cuba, 2010.).

The crop under study is highly coveted for its antioxidant properties and the large amount of vitamins it provides to humans, which is why the objective of the research is focused on determining the main quality properties of bananas, the Orinoco variety, stored at room temperature. atmosphere. Together with resorting to the use of novel statistical-mathematical methods that offer the search for the most effective and rapid response to all the physical, chemical and organoleptic changes that agricultural products usually experience.

In addition, by obtaining the data it will be possible to describe and predict the behavior of a phenomenon that varies over time, showing significant results of the existing trend between successive observations for a period of optimal quality for consumption as fresh fruit, which are adjusted each one of the properties to a predictive statistical model of the transformation carried out by the plantain during its storage at room temperature, as referred to in previous investigations but with other crops (Hannan, 1963HANNAN, E.J.: “Regression for time series with errors of measurement”, Biometrika, 50(3/4): 293-302, 1963, ISSN: 0006-3444, Publisher: JSTOR.; Gómez y Maravall, 1994GÓMEZ, V.; MARAVALL, A.: Program TRAMO’ time series regression with Arima noise, missing observations, and outliers’. Instructions for the user, Inst. Publisher: European University Institute, Depart of Economics, EUI Working Paper ECO No. 92/81, Publisher: European University Institute p., publisher: European University Institute, 1994.; Coutin, 2001COUTIN, G.: Las Series Temporales, Inst. Ministerio de Salud Pública, Unidad de análisis y tendencias en salud., Informe Institucional, La Habana, Cuba, 2001.; Girona, 2001GIRONA, J.: “Regulated deficit irrigation in peach. A global analysis”, En: V International Peach Symposium 592, Ed. Edición de la Universidad Politécnica de Catalunya, Catalunya, SL. Barcelona, España, pp. 335-342, 2001, ISBN: 90-6605-836-6.; Hernández y García, 2002HERNÁNDEZ, A.; GARCÍA, A.: “A review about nondestructive technologies for fruit quality evaluation”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 11(3): 31-38, 2002, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.; Santana, 2006SANTANA, J.C.: “Predicción de series temporales con redes neuronales: una aplicación a la inflación colombiana”, Revista Colombiana de Estadística, 29(1): 77-92, 2006, ISSN: 0120-1751, Publisher: Universidad Nacional de Colombia.).

MATERIALS AND METHODS

 

The The fruits were obtained in areas of the Ho Chi Minh Military Company of Various Crops, which is located within the Havana-Matanzas Plain. For the selection of the samples, the provisions of the FAO-182, 1993 standard adjusted to the USDA standard were followed and it was carried out by a panel of experts, using as common criteria, size, color, firmness to the touch and that the fruit be free from damage. Once the initial sample was formed, they were carefully placed in a horizontal position in a single layer, in both types of boxes (cardboard and wood) with holes to guarantee homogeneity between indoor and outdoor temperatures, until each property was determined as:

Length (cm): measuring the length of the fruit, from the outer curvature of the individual finger with a tape from the distal end to the proximal end (Figure 1), where the pulp is considered to end. (Thompson, 1998THOMPSON, A.: Tecnología post-cosecha de frutas y hortalizas, Armenia, Colombia, 268 p., 1998.). Figure 1.

FIGURE 1.  Determination of the length of the banana. Source: postharvestbook.

Circumference (cm): measuring the individual fruit with a tape at its widest point and turning according to its shape, as shown in Figure 2 (Martínez, 2003MARTÍNEZ, C.: Fundamentos del manejo y tratamiento postcosecha de productos agrícolas, Inst. Universidad Central de las Villas, Universidad Central de las Villas, Santa Clara, Cuba, 257 p., 2003.; Martínez et al., 2017MARTÍNEZ, H.; PÉREZ, A.; VENEGAS, M.; VALLE, S.: Propiedades físico-mecánicas y simulación por computadora del daño por impacto en guayaba (Psidium guajava L.), Inst. Universidad Autónoma de Chapingo, Chapingo, Texcoco, México, 2017.).

FIGURE 2.  Determination of the circumference of the banana.

Volume of the fruit (cm 3 ): weighing the fruit on an electronic scale the container with water, immerse the fruit while the container is still on the scale. The difference in grams between the two weights is equal to the volume of the fruit (cm3).

Fruit density: it is obtained by expression 1 δ = P V , N m 3 , where the weight of the fruit in air is divided by its volume (Kushman et al., 1966KUSHMAN, L.J.; POPE, D.T.; MONROE, R.: “Estimation of intercellular space and specific gravity of five varieties of sweet potatoes”, 1966.).

δ = P V , N m 3  (1)

Soluble solids content (SSC): it is determined with a refractometer (Figure 3) in which the demarcation line between these two portions crosses the vertical scale, giving the oBrix reading according to Dadzie& Orchard (1997)DADZIE, B.K.; ORCHARD, J.: Evaluación rutinaria post cosecha de híbridos de bananos y plátanos: criterios y métodos. Guías técnicas Inibap No. 2 [Routine post-harvest screening of banana/plantain hybrids: criteria and methods], Ed. Inibap, 1997, ISBN: 2-910810-20-8. and Martínez (2003)MARTÍNEZ, C.: Fundamentos del manejo y tratamiento postcosecha de productos agrícolas, Inst. Universidad Central de las Villas, Universidad Central de las Villas, Santa Clara, Cuba, 257 p., 2003..

The point, estimated from SST.

FIGURE 3.  Hand refractometer.

pH:.To measure this property a digital pH meter was used.(Figure 4).

FIGURE 4.  Digital pH meter

The mass was determined by weighing each fruit on an electronic scale model LG-1001ª from 0 to 1000 g/0.1 g. Based on these values, weight loss was estimated during the days corresponding to the experiment.

Firmness: This is considered the property of this nature that best illustrates the quality of fruits and vegetables (Buitrago et al., 2004BUITRAGO, G.V.; LÓPEZ, A.P.; CORONADO, A.P.; OSORNO, F.L.: “Determinación de las características físicas y propiedades mecánicas de papa cultivada en Colombia”, Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 8(1): 102-110, 2004, ISSN: 1415-4366, Publisher: SciELO Brasil.). This is the way to evaluate the resistance to compression, for this the digital durometer, Model CEMA-C08 of national manufacturing was used. Magness-Taylor principle, 0 to 1000 (kgf/cm2) / 0.01 (kgf/cm2) of appreciation was considered while measuring in three points of the equator, separated at approximately 120º from each other. According to Hernández & García (2002)HERNÁNDEZ, A.; GARCÍA, A.: “A review about nondestructive technologies for fruit quality evaluation”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 11(3): 31-38, 2002, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana. and Hernández (2009)HERNÁNDEZ, G.D.L.: “La Bioinformática en Cuba: Una aproximación desde la primera edición nacional de la maestría en esta disciplina”, Serie Científica de la Universidad de las Ciencias Informáticas, 2(1): 1-11, Publisher: Ediciones Futuro, 2009, ISSN: 2306-2495., this test was carried out without removing the skin from the fruits.

The compression test was carried out according to the criterion recommended by Hernández and García (2002)HERNÁNDEZ, A.; GARCÍA, A.: “A review about nondestructive technologies for fruit quality evaluation”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 11(3): 31-38, 2002, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.. It implies compressing a fruit without destroying it up to 5 % of its diameter. It was applied to all fruits individually on three points along the equator approximately 120 ºfrom each other, perpendicular to the axis of the peduncle, using parallel and averaged plates (Yirat et al., 2009YIRAT, B.M.; GARCÍA, P.A.; HERNÁNDES, G.A.; CALDERÍN, G.A.; CAMACHO, N.A.: “Evaluación de la calidad de la guayaba, variedad enana roja EEA-1-23, durante el almacenamiento a temperatura ambiente”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 18(2): 70-73, ISSN: 1010-2760, E-ISSN: 2071-0054, 2009.; Tain, 2010TAIN, Y.: Evaluación de la calidad de la Piña Variedad: Cayena Lisa, cosechada en el Municipio Jaruco., Inst. Universidad Agraria de La Habana, San José de las Lajas, La Habana,, Cuba, San José de las Lajas, La Habana,, Cuba, 2010.; Monzón et al., 2015MONZÓN, M.L.L.; GARCÍA, P.A.; HERNÁNDEZ, G.A.: “Determinación de las propiedades en función del daño por impacto en guayaba (Psidium guajava L.)”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 24: 49-55, 2015, ISSN: 1010-2760.). (Figure 5)

FIGURE 5.  Compression test principle Magness-Taylor

Methodology for Information Processing

 

Within the investigation carried out as part of the analysis and processing of the information, an exploratory analysis of the data belonging to each property was carried out, determining in each case the behavior of the arithmetic mean (x), by means of expression 2 x - = i = 1 n x i n .

x - = i = 1 n x i n  (2)

A Linear Regression (LR) analysis was then carried out, this statistical procedure creates a plot of each property over time of investigation, based on the statement of the study variables, to fit a curve by selecting a closer approximation to the dependency between both declared variables.

ANALYSIS AND DISCUSSION

 

The research sample is part of the same group (cluster) selected based on the criteria referred to above, which requires fruits with physiological ripeness of an intense green and uniform color. It had nine hands and each of these had an average of 12-14 fingers for a total of 127 fruits. All were separated manually and individually, guaranteeing that they were free of physical or mechanical damage. The final sample was randomly selected, from nine hands; only three were analyzed, giving 42 bananas to be characterized.

In order to achieve the objective of the investigation, it was necessary to use three types of packaging (wood, cardboard and in bulk) forming three groups (A, B and C, respectively) with a total of 14 fruits each, of Orinoco variety, all located in a single layer and subjected to the same storage conditions.

To determine each of the physical, chemical and mechanical properties, the methodology proposed by Martínez et al. (2017)MARTÍNEZ, H.; PÉREZ, A.; VENEGAS, M.; VALLE, S.: Propiedades físico-mecánicas y simulación por computadora del daño por impacto en guayaba (Psidium guajava L.), Inst. Universidad Autónoma de Chapingo, Chapingo, Texcoco, México, 2017. was followed, where the bananas need to be separated and identified, having a number corresponding to the hand and place to be packed in. All the groups were stored during the same period of five days, with an average relative humidity of 81 % and the average daily temperature ranged between 24-26 °C. Fruits did not received any sanitary or industrial treatment during the research period, obtaining accurate values of each property to be determined.

During the five days that the plantain trial lasted, variety Orinoco, with group A, the total mass loss was 21.93 g and an average of 4.38 g per day (Table 1).

However, the trend of mass losses (Pm) is increasing, which is consistent with the nature of what is analyzed, where changes occur and, therefore, are highlighted during the final phase of storage at room temperature. with this type of packaging, where its material is much more resistant and thick, which makes it difficult to exchange with the environment. Given that mass losses are cumulative, it is logical to think that as the storage period increased, there was a greater weight loss, which is also modeled by the effect, among others, of storage temperature and relative humidity. Significant changes can also be seen in the other properties where the same process underlies and cracks the firmness of the fruit, both under compression (Fc) and punching (Fp), reaching values up to 10.00 and 0.40 kgf on the fifth day. /m2, respectively.

TABLE 1.  Mean values of the quality properties of group A
Day δ (g/mm3) Pp (g) L (cm) C (cm) pH Fc (kgf/m2) Fp (kgf/m2) SSC (%°Brix)
1 0.95 217.99 19.42 17.11 6.32 125.00 2.50 4.00
2 0.89 207.66 19.42 17.11 5.03 76.00 1.85 5.00
3 1.10 201.28 19.20 16.22 4.84 22.00 1.05 5.60
4 1.13 196.32 18.60 15.90 4.60 20.00 0.45 6.50
5 1.51 189.68 18.55 15.60 4.59 10.00 0.40 8.00

In the specific case of storage at room temperature, but in cardboard boxes (group B), the Pp values in the five days of the experiment reached maximum values of 16.76 g and an average of 3.35 g per day. In the case of pH, it had significant changes in the first two days of storage, being from the third day where it reaches its stability (with minor changes in its value) as shown in Table 2.

TABLE 2.  Mean values of the quality properties of group B
Day δ (g/mm3) Pp (g) L (cm) C (cm) pH Fc (kgf/m2) Fp (kgf/m2) SSC (%°Brix)
1 0.95 208.20 18.49 16.93 6.32 125.00 2.50 4.00
2 0.99 200.98 18.49 16.93 6.00 85.00 2.00 4.60
3 1.14 194.80 18.45 16.18 5.60 40.00 1.20 5.00
4 1.17 188.62 18.30 15.93 5.20 38.00 1.04 6.00
5 1.55 185.26 18.28 15.60 5.00 20.00 0.50 6.80

The results obtained in each property evaluated in group C (control) show greater change compared to the other groups (A and B), the total Pp was 23.02 g, losing 5.76 g per day. Something similar occurs in two other physical properties, since the length decreases constantly from the first day of its storage, as well as the circumference of the fruit, where it is more significant since the third day. For this same period mentioned above (third day), the Fc and Fp showed significant differences. However, the pH maintained a constant increase in the first days, it was different for SSC which had a value of 8.20 (Table 3 ) and was the highest for the three cases until reaching a slight stability for the fourth day, which is a response structured by the characteristics of the crop under study.

TABLE 3.  Mean values of the quality properties of group C.
Day δ (g/mm3) Pp( g) L ( cm) C (cm) pH Fc (kgf/m2) Fp (kgf/m2) SSC (%°Brix)
1 1.02 169.57 20.33 16.61 6.32 125.00 2.50 4.00
2 1.01 162.11 17.19 16.61 5.00 75.00 1.75 5.20
3 1.14 157.94 16.30 15.99 4.84 20.00 1.00 6.00
4 1.11 146.82 15.94 15.82 4.60 18.00 0.40 6.80
5 1.35 146.55 15.60 15.60 4.00 5.00 0.30 8.20

The trend of mass losses is increasing, in such a way that, even after harvesting, the product continues to lose water to the atmosphere, just as it did before harvesting; This is due to a physical process called transpiration, which takes place in the study fruit regardless of the presence or absence of the plant. Then, if we wanted to prolong the postharvest life of any fresh product, it follows that we must try to control the respiration and transpiration processes. There are differences; for the days after the loss is minimal.

The evaluation of the firmness was taken into account for both forms (compression and punching) because it is the property that best describes the quality of a crop and that always shows a decreasing trend with the days of storage. This is due to several changes that naturally accompany ripeness in most fruits, including changes in texture and reduced firmness. With senescence, phenomena such as wall degradation, enzymatic activation, increased membrane permeability, among others, cause a decrease in the firmness of the fruit walls, making it less resistant to compression and punching.

Table 4 shows the statistical summary of the average values of each of the evaluated properties of the fruits stored at room temperature, during the days of experimentation. where a very similar quantitative behavior can be seen roughly between the groups previously declared, which could be caused by the climatic conditions of the place and the characteristics of the crop itself, which leads to emphasize that the packaging is a determining factor for the production processes postharvest.

TABLE 4.  Mean values of each of the properties evaluated by days of storage
Day V(cm) Pp (cm) L (cm) C(cm) pH Fc (kgf/cm2) Fp (kgf/cm2) °Brix cm
1 231.00 217.99 19.42 17.11 6.32 125.00 2.50 4.00
2 232.50 207.66 19.42 17.11 5.03 76.00 1.85 5.00
3 186.00 201.28 19.20 16.22 4.84 22.00 1.05 5.60
4 180.00 196.32 18.60 15.90 4.60 20.00 0.45 6.50
5 132.00 189.68 18.55 15.60 4.59 10.00 0.40 8.00

In the (climacteric) banana, the ethylene that is produced in all plant tissues as a response to "stress" simply increases the rate of respiration and accelerates a ripening process already started by the fruit itself, which can be seen in the three groups (A, B and C).

The values of weight loss (Pp) for group B and C are lower in relation to those obtained in group A. However, the density is dependent on Pp. On the other hand, Fc and Fp show significant differences between the groups, it should be noted that SSC of group B is shown to be lower than the others (Table 5).

Based on all of the above, it can be inferred that the best storage method is the one used for group B, which was stored in cardboard boxes, showing minor changes in each of the properties, where the Pp values in the five days of experiment. It reached a maximum Pp of 16.76 g and an average of 3.35 g per day, reaching maximum firmness values under both compression and punching up to 20.00 and 0.50 kgf/m2, respectively. This allows a longer conservation time of the main quality properties and extends the useful life of the fruit. The results obtained in each property evaluated in group B (cardboard box) are lower in relation to the other two groups (A and C). Which can be seen in the specific case of Pp, its values did not have significant changes, the SSC (%°Brix) increased progressively with a standard deviation of ± 1.12, as in the case of pH with a standard deviation of ± 0.55, for the Fc variable this had a sudden change from the first to the third day.

TABLE 5.  Summary of the behavior of the properties during the storage period
δ (g/mm3) Pp ( g) L ( cm) C (cm) pH Fc (kgf/m2) Fp (kgf/m2) SSC (%°Brix)
A 1.12 202.59 19.04 16.39 5.0 50.60 1.15 5.82
B 1.16 197.65 18.40 16.31 5.6 61.60 1.45 5.28
C 1.13 156.60 17.07 16.12 4.9 48.60 1.19 6.04

Once the best method or mode of storage at room temperature was selected, a statistical tool was used to find a model that is capable of describing this ripening process, allowing its behavior to be predicted to facilitate commercialization decision-making. It showed that up to the third day the fruit could be consumed fresh, since it retains its quality properties.

Modeling of the Storage Process

 

The results obtained from the models adjusted to the different trends or temporal variations of mass loss, firmness, soluble solids content and pH, are shown for group B (cardboard box) during the five days of storage (Figures 6; 7; 8; 9 and 10 and Table 6).

Figures 6 and 7 show the average values of Pp and pH obtained during the storage period, with models fitted to second-order polynomials and quadratic correlation coefficients of 0.998 5 and 0.993 3, respectively; with high prediction of its values, with respect to the measured ones

FIGURE 6.  Mean and predicted values Pp, during the storage period.
FIGURE 7.  Mean and predicted values of pH.

The average firmness values for Fc and Fp (Figures 8 and 9) with models also fitted to second-order polynomials and quadratic correlation coefficients in the expected intervals of 0.998 5 and 0.993 3, respectively; very similar to each other, since it is the same property but under different circumstances it is within the expected range.

The third and fourth days showed greater changes in these parameters, due to the optimal physiological maturity obtained within a normal distribution with quality, since after this period the fruits begin to show perceptible and degradable physiological damage for commercialization.

FIGURE 8.  Mean and predicted values of compressive force.
FIGURE 9.  Mean and predicted values of punching force.

The average values of the °Brix percentage (Figure 10) demonstrate the similarity of equal conditions as the other properties described above for the same selected group, but with fewer fluctuations within the adjustment model and whose values increase with the passage of time. Until its senescence. Each property is on the rise due to the expulsion of ethylene from the fruit, which worsens from the third day where it still has optimal conditions for consumption as fresh fruit without any damage; After this time, they begin to show physiological changes that can be extremely important when making decisions by different providers and consumers.

FIGURE 10.  Average values of °Brix percentage

All the trends described by the models after five days of storage are considered adequate and are in consequence of the irreversible physiological changes that occur in the fruit. The temporal variations of the weight loss during the days of storage evaluated show a second-order polynomial trend, where statistical values such as R2 are reached, indicating that the adjusted model is capable of explaining up to 99% of the temporal variability for the case of weight loss, soluble solids content and pH and 97% for Fc and Fp. This model presents a typical error of 1.2, 0.57, 0.22, respectively, which is why it is considered favorable for accurately describing the storage process of banana, Orinoco variety, at room temperature (Table 6).

TABLE 6.  Models adjusted to the experimental values of each property
Property Model R2 Typical error
Pp Pp = 0.551x2 -9.1295x + 216.9 0.9985 1.2
Fc Fc = 6.2143x2 - 62.986x + 182.2 0.976 18.36
Fp Fp = 0.04x2 - 0.736x + 3.216 0.9781 0.17
SSC SSC = 0.0714x2 + 0.2714x + 3.68 0.9927 0.57
PH PH = 0.0171x2 - 0.4469x + 6.776 0.9933 0.22

CONCLUSIONS

 
  • The main physical, chemical and mechanical properties of banana, Orinoco variety, stored in three types of packaging for five days at room temperature were characterized. Weight loss, firmness, pH and soluble solids content were quantified during three periods that correspond to the initial day and between two and five days of fruit storage and it was shown that the most acute degradation of the fruit occurs in the third day.

  • The best storage method corresponds to group B (cardboard boxes), which showed fewer changes in each property and maximum values of Pp of 16.76 g with average of 3 .35g per day, in the five days of the experiment.

  • The values of firmness and pH of banana, Orinoco variety, are temporally correlated with each other, this dependence was of the order of three days and changes in one of them will have associated consequences on the second property.

  • The models obtained for each determined and predicted property describe an adjustment model with second-order polynomials, and high values of the quadratic correlation coefficients, which facilitates the planning of the postharvest stage by producers and marketers.

REFERENCES

 

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Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias Vol. 32, No. 3, July-September, 2023, ISSN: 2071-0054
 
ARTÍCULO ORIGINAL

Estudio de las principales propiedades de calidad del plátano, variedad Orinoco, almacenado a temperatura ambiente

 

iDLazara Rangel Montes de Oca*✉:lazarar@unah.edu.cu

iDJorge Garcia Coronado

iDAnnia García Pereira

iDLeidy L Monzón-Monrabal


Universidad Agraria de La Habana, Facultad Ciencias Técnicas. San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba.

 

*Autor para correspondencia: Lazara Rangel-Montes de Oca, e-mail: lazarar@unah.edu.cu

RESUMEN

Los productos agroalimentarios requieren de una alta calidad, condicionada por sus propiedades físicas, químicas y mecánicas, que están estrechamente relacionados a los manejos postcosecha, e infiere en la toma de decisiones. De ahí el interés de la investigación de estudiar las principales propiedades de calidad del plátano variedad Orinoco, almacenado a temperatura ambiente. Para ello fue necesario almacenar a temperatura ambiente 42 frutos, dividiendo en tres grupos de igual cantidad para distintos tipos de embalaje (caja de madera, cartón y a granel, tomando este último como testigo. Las propiedades (Pérdida de peso, Firmeza, pH, Contenidos de Sólidos Solubles) fueron evaluadas diariamente durante un periodo de investigación de cinco días y posteriormente procesados empleando herramientas estadísticas. Se obtuvo una caracterización de este cultivo almacenado a temperatura ambiente, en tres formas de embalaje. Las propiedades evaluadas obedecen a un patrón de variabilidad temporal distribuido en tres períodos correspondientes al día inicial, entre dos y tres días y entre los cuatro y cinco días de almacenamiento de la fruta. El mejor embalaje fue en cajas de cartón, mostrando menores cambios en cada una de las propiedades, donde los valores de Pp en los cinco días de experimento con valores máximos de 16,76 g y como promedio 3,35 g por día. Los modelos obtenidos para cada propiedad determinada y predicha se ajustan a polinomios de segundo orden, donde se obtienen estadígrafos que manifiestan la credibilidad de lo obtenido, lo que facilita la planificación de la etapa poscosecha por productores y comercializadores

Palabras clave: 
pérdida de peso, firmeza, pH, sólidos solubles, poscosecha

INTRODUCCIÓN

 

La agricultura mundial en la actualidad se encuentra inmersa en enfrentar grandes desafíos, entre ellos, producir suficientes cantidades de alimentos para la población en todas las épocas del año. Garantizándole a su vez que estos posean la calidad óptima para el consumo de los mismos como fruto fresco y natural, aún después de haber estado almacenados por períodos largos de tiempo. Es por ello, que se hace necesario conocer las principales propiedades de los frutos así como poder predecir en tiempo real los cambios que suelen producirse en dichos alimentos durante su almacenamiento (Tain, 2010TAIN, Y.: Evaluación de la calidad de la Piña Variedad: Cayena Lisa, cosechada en el Municipio Jaruco., Inst. Universidad Agraria de La Habana, San José de las Lajas, La Habana,, Cuba, San José de las Lajas, La Habana,, Cuba, 2010.).

El cultivo en estudio es altamente codiciado por sus propiedades antioxidantes y la gran cantidad de vitaminas que aporta al ser humano, por ello que el objetivo de la investigación se centre en estudiar las principales propiedades de calidad del plátano, variedad Orinoco, almacenado a temperatura ambiente. Conjuntamente de recurrir al empleo de métodos estadístico matemático de gran novedad que ofrezca la búsqueda de respuesta más efectiva y rápida de todos los cambios físicos, químicos y organolépticos que los productos agrícolas suelen experimentar.

Además con la obtención de los datos será posible describir y predecir el comportamiento de un fenómeno que varía en el tiempo, mostrando resultados significativos de tendencia existente entre observaciones sucesivas por un periodo de calidad óptimo para consumo como fruto fresco, el cual se ajustan cada una de las propiedades a un modelo estadístico predictivo de la transformación efectuada por el plátano durante su almacenamiento a temperatura ambiente, tal y como se refieren en investigaciones precedentes pero con otros cultivos (Hannan, 1963HANNAN, E.J.: “Regression for time series with errors of measurement”, Biometrika, 50(3/4): 293-302, 1963, ISSN: 0006-3444, Publisher: JSTOR.; Gómez y Maravall, 1994GÓMEZ, V.; MARAVALL, A.: Program TRAMO’ time series regression with Arima noise, missing observations, and outliers’. Instructions for the user, Inst. Publisher: European University Institute, Depart of Economics, EUI Working Paper ECO No. 92/81, Publisher: European University Institute p., publisher: European University Institute, 1994.; Coutin, 2001COUTIN, G.: Las Series Temporales, Inst. Ministerio de Salud Pública, Unidad de análisis y tendencias en salud., Informe Institucional, La Habana, Cuba, 2001.; Girona, 2001GIRONA, J.: “Regulated deficit irrigation in peach. A global analysis”, En: V International Peach Symposium 592, Ed. Edición de la Universidad Politécnica de Catalunya, Catalunya, SL. Barcelona, España, pp. 335-342, 2001, ISBN: 90-6605-836-6.; Hernández y García, 2002HERNÁNDEZ, A.; GARCÍA, A.: “A review about nondestructive technologies for fruit quality evaluation”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 11(3): 31-38, 2002, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.; Santana, 2006SANTANA, J.C.: “Predicción de series temporales con redes neuronales: una aplicación a la inflación colombiana”, Revista Colombiana de Estadística, 29(1): 77-92, 2006, ISSN: 0120-1751, Publisher: Universidad Nacional de Colombia.).

MATERIALES Y MÉTODOS

 

Los frutos se obtuvieron en áreas de la Empresa Militar de Cultivos Varios Ho Chi Minh, la cual se halla ubicada dentro de la Llanura Habana-Matanzas. Para la selección de las muestra se sigue lo establecido según la norma de la FAO-182, 1993 ajustada a la norma USDA y se realizó por un panel de expertos, empleando como criterio común, talla, color, firmeza al tacto y que el fruto esté libre de daños. Una vez conformada la muestra inicial, se colocaron cuidadosamente en posición horizontal en una sola camada, en ambos tipos de cajas (cartón y madera) con orificios para garantizar la homogeneidad entre las temperaturas interior y exterior, hasta ir determinando cada propiedad como:

Longitud (cm): midiendo el largo de la fruta, desde la curvatura exterior del dedo individual con una cinta desde el extremo distal hasta el extremo proximal Figura 1, donde se considera que termina la pulpa (Thompson, 1998THOMPSON, A.: Tecnología post-cosecha de frutas y hortalizas, Armenia, Colombia, 268 p., 1998.).

FIGURA 1.  Determinación de la longitud del plátano (Martínez, 2003MARTÍNEZ, C.: Fundamentos del manejo y tratamiento postcosecha de productos agrícolas, Inst. Universidad Central de las Villas, Universidad Central de las Villas, Santa Clara, Cuba, 257 p., 2003.).

Circunferencia (cm): midiendo la fruta individual con una cinta en su punto más ancho y girar según la forma del mismo, tal y como muestra en la Figura 2 (Martínez, 2003MARTÍNEZ, C.: Fundamentos del manejo y tratamiento postcosecha de productos agrícolas, Inst. Universidad Central de las Villas, Universidad Central de las Villas, Santa Clara, Cuba, 257 p., 2003.; Martínez et al., 2017MARTÍNEZ, H.; PÉREZ, A.; VENEGAS, M.; VALLE, S.: Propiedades físico-mecánicas y simulación por computadora del daño por impacto en guayaba (Psidium guajava L.), Inst. Universidad Autónoma de Chapingo, Chapingo, Texcoco, México, 2017.).

FIGURA 2.  Determinación de la circunferencia del plátano.

Volumen de la fruta (cm 3 ): pesando la fruta en una balanza electrónica el contenedor con agua, sumergir la fruta mientras el contenedor se encuentra todavía sobre la balanza. La diferencia en gramos entre los dos pesos es igual al volumen de la fruta en centímetros cúbicos.

Densidad de la fruta: se obtiene mediante la expresión 1 δ = P V , N m 3 , donde se divide el peso de la fruta en el aire entre su volumen (Kushman et al., 1966KUSHMAN, L.J.; POPE, D.T.; MONROE, R.: “Estimation of intercellular space and specific gravity of five varieties of sweet potatoes”, 1966.).

δ = P V , N m 3  Expresión [1]

Contenido de Sólidos solubles totales (SSC): se determina con un refractómetro (Figura 3) en el cual la línea de demarcación entre estas dos porciones cruza la escala vertical, dando la lectura de oBrix según Dadzie & Orchard (1997)DADZIE, B.K.; ORCHARD, J.: Evaluación rutinaria post cosecha de híbridos de bananos y plátanos: criterios y métodos. Guías técnicas Inibap No. 2 [Routine post-harvest screening of banana/plantain hybrids: criteria and methods], Ed. Inibap, 1997, ISBN: 2-910810-20-8. y Martínez (2003)MARTÍNEZ, C.: Fundamentos del manejo y tratamiento postcosecha de productos agrícolas, Inst. Universidad Central de las Villas, Universidad Central de las Villas, Santa Clara, Cuba, 257 p., 2003..

El punto, estimado de SST.

FIGURA 3.  Refractrómetro manual.

pH: para medir esta propiedad se empleó un pH-meter digital (Figura 4) .

FIGURA 4.  pH meter digital.

La masa fue determinada mediante el pesaje de cada fruta en una balanza electrónica modelo LG-1001ª de 0 a 1000 (g)/ 0.1 (g). En base a estos valores se estimaron las pérdidas de peso durante los días correspondientes al ensayo.

Firmeza: la cual es considera la propiedad de esta naturaleza que mejor ilustra la calidad en frutas y vegetales (Buitrago et al., 2004BUITRAGO, G.V.; LÓPEZ, A.P.; CORONADO, A.P.; OSORNO, F.L.: “Determinación de las características físicas y propiedades mecánicas de papa cultivada en Colombia”, Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 8(1): 102-110, 2004, ISSN: 1415-4366, Publisher: SciELO Brasil.). Esta es la vía de evaluar la resistencia a la compresión, para ello se empleó el durómetro digital, Modelo CEMA-C08, principio Magness-Taylor, 0 a 1000 (kgf/cm2)/ 0.01 (kgf/cm2) de apreciación, de fabricación nacional, en tres puntos del ecuador, separados a 120º aproximadamente unos de otros. Acorde con Hernández & García (2002)HERNÁNDEZ, A.; GARCÍA, A.: “A review about nondestructive technologies for fruit quality evaluation”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 11(3): 31-38, 2002, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana. y Hernández (2009)HERNÁNDEZ, G.D.L.: “La Bioinformática en Cuba: Una aproximación desde la primera edición nacional de la maestría en esta disciplina”, Serie Científica de la Universidad de las Ciencias Informáticas, 2(1): 1-11, Publisher: Ediciones Futuro, 2009, ISSN: 2306-2495., esta prueba se realizó sin quitarle la piel a las frutas.

Para la prueba de compresión se emplearon dos placas paralelas (Figura 5) y el criterio recomendado por Hernández y García (2002)HERNÁNDEZ, A.; GARCÍA, A.: “A review about nondestructive technologies for fruit quality evaluation”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 11(3): 31-38, 2002, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana. para comprimir una fruta sin que esta se destruya, que es de un 5 % de su diámetro, a todas las frutas por individual sobre tres puntos a lo largo del ecuador aproximadamente a 1200 entre ellos, perpendicular al eje del pedúnculo, usando placas paralelas y promediadas (Yirat et al., 2009YIRAT, B.M.; GARCÍA, P.A.; HERNÁNDES, G.A.; CALDERÍN, G.A.; CAMACHO, N.A.: “Evaluación de la calidad de la guayaba, variedad enana roja EEA-1-23, durante el almacenamiento a temperatura ambiente”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 18(2): 70-73, ISSN: 1010-2760, E-ISSN: 2071-0054, 2009.; Tain, 2010TAIN, Y.: Evaluación de la calidad de la Piña Variedad: Cayena Lisa, cosechada en el Municipio Jaruco., Inst. Universidad Agraria de La Habana, San José de las Lajas, La Habana,, Cuba, San José de las Lajas, La Habana,, Cuba, 2010.; Monzón et al., 2015MONZÓN, M.L.L.; GARCÍA, P.A.; HERNÁNDEZ, G.A.: “Determinación de las propiedades en función del daño por impacto en guayaba (Psidium guajava L.)”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 24: 49-55, 2015, ISSN: 1010-2760.).

FIGURA 5.  Prueba de compresión, principio Magness-Taylor.

Metodología para el procesamiento de la información.

 

Dentro de la indagación efectuada como parte del análisis y procesamiento de la información se realiza un análisis exploratorio de los datos pertenecientes a cada propiedad, determinándose en cada caso el comportamiento de la media aritmética (x), mediante la expresión 2 x - = i = 1 n x i n .

x - = i = 1 n x i n  Expresión (2)

Luego se lleva a cabo un análisis de Regresión Lineal (LR), este procedimiento estadístico crea un gráfico de cada propiedad según el tiempo de investigación, basado en la declaración de las variables de estudio, para ajustar una curva seleccionando una aproximación más cercana a la dependencia existente entre ambas variables declaradas.

ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS

 

La muestra de la investigación forma parte de un mismo conjunto (racimo) seleccionado en base a los criterios referidos anteriormente, donde estipula frutos con madures fisiológica de color verde intenso y uniformes. El mismo contaba con nueve manos y cada una de estas tenía como promedio 12-14 dedos para un total de 127 frutos. Todos fueron separados manual e individualmente, garantizando que estuviesen exentos de daños físicos o mecánicos. Cuya muestra final fue seleccionada aleatoriamente, de nueve manos, solo se analizaron tres, dando un total de 42 plátanos a caracterizar.

En aras de lograr el objetivo de la investigación fue necesario emplear tres tipos embalajes (madera, cartón y a granel) conformando a su vez tres grupos (A, B y C, respectivamente) con un total de 14 frutos cada uno para un total a caracterizar de 42 plátanos, de la variedad Orinoco, todos ubicados en una sola camada y sometidos a iguales condiciones de almacenamiento. Para determinar cada una de las propiedades físicas, químicas y mecánicas, se siguió la metodología propuesta por Martínez et al., 2017MARTÍNEZ, H.; PÉREZ, A.; VENEGAS, M.; VALLE, S.: Propiedades físico-mecánicas y simulación por computadora del daño por impacto en guayaba (Psidium guajava L.), Inst. Universidad Autónoma de Chapingo, Chapingo, Texcoco, México, 2017.), donde los plátanos requieren ser separados e identificados, teniendo una numeración acorde a la mano correspondiente y lugar a embalar. Todos los grupos fueron almacenados durante un mismo periodo de cinco días, con humedad relativa ambiental del 81 % como promedio y la temperatura promedio diaria, oscilo entre los 24-26 °C. Sin tratamientos fitosanitarios e industriales durante este periodo de investigación, obteniéndose valores certeros de cada propiedad a determinada, lo que resulta atenuó para la caracterización de este cultivo y variedad.

Durante los cinco días que duro el ensayo del plátano, variedad Orinoco pierde te falta propiedad en total 21,93 g y como promedio 4,38 g por día, tal y como se demuestra en la Tabla 1.

Sin embargo la tendencia de las pérdidas es creciente, lo cual es coherente con la naturaleza de lo que se analiza, donde se suceden una serie de cambios fisiológicos y bioquímicos que repercuten en las perdidas de peso (Pp) en función de los días de almacenamiento, y que por ende se resaltan durante la fase terminal de su almacenaje a temperatura ambiente con este tipo de embalaje, donde el material del mismo es mucho más resistente y grueso lo cual dificulta en medida el intercambio con el medio. Dado que las pérdidas de peso son acumulativas, es lógico pensar que a medida que aumentó el periodo de almacenamiento hubo mayor pérdida de peso, lo cual está además modelado por el efecto, entre otros, de la temperatura y la humedad relativa de almacenamiento. También se puede apreciar cambios significativos en las otras propiedades donde el mismo proceso subyace y resquebraja la firmeza del fruto tanto a compresión (Fc) como a punzonado (Fp) alcanzando valores en el quinto día hasta 10,00 y 0,40 kgf/m2, respectivamente.

TABLA 1.  Resumen estadístico de las propiedades de calidad del grupo A
Días Densidad (g/mm3) Pp ( g) L ( cm) C (cm) pH Fc (kgf/m2) Fp (kgf/m2) SSC (%°Brix)
1 0.95 217.99 19.42 17.11 6.32 125.00 2.50 4.00
2 0.89 207.66 19.42 17.11 5.03 76.00 1.85 5.00
3 1.10 201.28 19.20 16.22 4.84 22.00 1.05 5.60
4 1.13 196.32 18.60 15.90 4.60 20.00 0.45 6.50
5 1.51 189.68 18.55 15.60 4.59 10.00 0.40 8.00

En el caso específico del almacenamiento a temperatura ambiente pero en cajas de cartón (grupo B) los valores de Pp en los cinco días de experimento llego alcanzar valores máximos de 16,76 g y como promedio 3,35 g por día. Para el caso del pH tuvo cambios significativos en los dos primeros días de almacenamiento, siendo a partir del tercer día donde alcanza su estabilidad, con cambios menores en su valor, como se demuestra en la Tabla 2.

TABLA 2.  Resumen estadístico de las propiedades de calidad del grupo B
Días Densidad (g/mm3) Pp ( g) L ( cm) C (cm) pH Fc (kgf/m2) Fp (kgf/m2) SSC (%°Brix)
1 0.95 208.20 18.49 16.93 6.32 125.00 2.50 4.00
2 0.99 200.98 18.49 16.93 6.00 85.00 2.00 4.60
3 1.14 194.80 18.45 16.18 5.60 40.00 1.20 5.00
4 1.17 188.62 18.30 15.93 5.20 38.00 1.04 6.00
5 1.55 185.26 18.28 15.60 5.00 20.00 0.50 6.80

Los resultados obtenidos en cada propiedad evaluada en el grupo C (testigo) muestran mayor cambio en comparación con los otros grupos (A y B), la Pp en total fue de 23,02, perdiendo por día 5,76 gramos. En otras dos propiedades físicas ocurre algo similar, pues la longitud decrece constantemente desde el primer día de su almacenamiento al igual que la circunferencia del fruto, donde se expone de manera más significativa a partir del tercer día. Para este mismo periodo de tiempo antes citado (tercer día) la Fc y Fp, mostro diferencias significativas .Sin embargo el pH mantuvo un aumento constante en el precursor de los días, no siendo así para él SSC teniendo un valor de 8.20 (Tabla 3) el cual fue el mayor para los tres casos hasta alcanzar una leve estabilidad para el cuarto día, lo que es una respuesta estructurada por las características propias del cultivo objeto de estudio.

TABLA 3.  Resumen estadístico de las propiedades de calidad del grupo C
Días Densidad (g/mm3) Pp ( g) L ( cm) C (cm) pH Fc (kgf/m2) Fp (kgf/m2) SSC (%°Brix)
1 1.02 169.57 20.33 16.61 6.32 125.00 2.50 4.00
2 1.01 162.11 17.19 16.61 5.00 75.00 1.75 5.20
3 1.14 157.94 16.30 15.99 4.84 20.00 1.00 6.00
4 1.11 146.82 15.94 15.82 4.60 18.00 0.40 6.80
5 1.35 146.55 15.60 15.60 4.00 5.00 0.30 8.20

La tendencia de las pérdidas de peso es creciente, de tal modo que, el producto aún después de cosechado continúa perdiendo agua hacia la atmósfera, tal como lo hacía antes de la cosecha, esto se debe a un proceso físico llamado transpiración, el cual tiene lugar en el fruto de estudio con independencia de la presencia o no de la planta. Entonces, si queremos prolongar la vida de poscosecha de cualquier producto fresco se deduce que debemos de tratar de controlar los procesos de respiración y transpiración. Existen diferencias estadísticamente significativas de pérdida de peso entre el primero y el segundo día de almacenamiento, para los días posteriores la pérdida de peso es mínima.

La evaluación de la firmeza se tomó en cuenta para ambas formas (compresión y punzonado) porque es la propiedad que mayor describe la calidad de un cultivo y que siempre que manifiestan una tendencia decreciente con los días de almacenamiento. Ello obedece a varios cambios que acompañan de modo natural a la madurez en la mayoría de las frutas, entre ellos se destaca los cambios en textura y reducción de la firmeza. Con la senescencia los fenómenos como la degradación de las paredes, activación enzimática, el aumento de la permeabilidad de membranas, entre otros provocan una disminución de la firmeza de las paredes del fruto, provocando que el fruto sea menos resistente a la compresión y punzonado

Además la Tabla 4 muestra el resumen estadístico de los valores promedio de cada una de las propiedades evaluadas de los frutos almacenados a temperatura ambiente, durante los días de experimentación. Donde se aprecia a groso modo un comportamiento cuantitativo muy similar entre los grupos antes declarados, lo cual pudo estar originado por las condiciones climáticas del local y las propias características del cultivo, lo que nos lleva a enfatizar que el embalaje es factor determinante para los procesos de poscosecha.

TABLA 4.  Resumen estadístico de los valores promedio de cada una de las propiedades evaluadas por días almacenados
Días Vol (cm) Peso (cm) L (cm) C(cm) pH Fc (kgf/cm2) Fp (kgf/cm2) °Brix cm
1 231.00 217.99 19.42 17.11 6.32 125.00 2.50 4.00
2 232.50 207.66 19.42 17.11 5.03 76.00 1.85 5.00
3 186.00 201.28 19.20 16.22 4.84 22.00 1.05 5.60
4 180.00 196.32 18.60 15.90 4.60 20.00 0.45 6.50
5 132.00 189.68 18.55 15.60 4.59 10.00 0.40 8.00

En el plátano (climatérico) el etileno que se produce en todos los tejidos vegetales como una respuesta al "stress" simplemente aumenta la velocidad de respiración y acelera un proceso de maduración ya iniciado por la misma fruta, lo cual se puede apreciar en los tres grupos (A, B y C).

Los valores de pérdida de peso (Pp) para el grupo B y C son inferiores con relación a los obtenidos en el grupo A. Sin embargo la densidad se muestra dependiente a Pp. Por otro lado Fc y Fp muestran deficiencias significativas entre los grupos, cabe destacar que SSC del grupo B se muestra inferior a los demás (Tabla 5).

Por todo lo antes planteado se puede inferir que el mejor método de almacenamiento es el utilizado para el grupo B, el cual fue almacenado en cajas de cartón, mostrando menores cambios en cada una de las propiedades, donde los valores de Pp en los cinco días de experimento llego alcanzar valores máximos de 16,76 g y como promedio 3,35 g por día, alcanzando valores máximos de firmeza tanto a compresión como a punzonado hasta 20,00 y 0,50 kgf/m2 respectivamente. Lo que permite un mayor tiempo de conservación de las principales propiedades de calidad y prolonga la vida útil del fruto. Los resultados obtenidos en cada propiedad evaluada en el grupo B (caja de cartón) son menores con relación a los otros dos grupos (A y C). Lo cual se puede apreciar en el caso específico de Pp sus valores no tienen cambios significativos, el SSC (%°Brix) aumentaron progresivamente con una desviación estándar de ± 1,12, al igual que el caso del pH con una desviación estándar de ± 0,55, para la variable de Fc esta tuvo un cambio brusco del primero al tercer día.

TABLA 5.  Resumen del comportamiento de las propiedades durante el periodo de almacenamiento
Densidad (g/mm3) Pp ( g) L ( cm) C (cm) pH Fc (kgf/m2) Fp (kgf/m2) SSC (%°Brix)
A 1.12 202.59 19.04 16.39 5.0 50.60 1.15 5.82
B 1.16 197.65 18.40 16.31 5.6 61.60 1.45 5.28
C 1.13 156.60 17.07 16.12 4.9 48.60 1.19 6.04

Una vez seleccionado el mejor método o modo de almacenamiento a temperatura ambiente, se empleó una herramienta estadística para buscar un modelo que sea capaz de describir este proceso de maduración, permitiendo predecir su comportamiento en aras de facilitar la toma de decisiones en cuanto a su comercialización, lo cual se deduce que hasta el tercer día el fruto puede ser consumido en fresco, ya que aún conserva sus propiedades de calidad.

Modelación matemática del proceso de almacenamiento.

 

Los resultados obtenidos de los modelos ajustados a las distintas tendencias o variaciones temporales de las pérdidas de peso, la firmeza, los contenidos de sólidos solubles y el pH, se muestran para el grupo B (caja de cartón) el cual fue seleccionado como el mejor método de almacenamiento. En cada caso se grafican sus valores promedio durante los cinco días de almacenamiento.

En la Figura 6 se muestran los valores promedio de Pp obtenidos durante el periodo de almacenamiento, así como la línea de tendencia aun modelo de ajuste de tipo polinomial con coeficiente de correlación de 0,9985, cuyo coeficiente demuestra la relación existe entre los cambios que suele sufrir el fruto durante su maduración y tiempo de almacenamiento, además este comportamiento del modelo de ajuste es similar a otras propiedades también determinadas, como se demuestra en la Figura 7

FIGURA 6.  Valores promedio y predichos de Pp, durante el periodo de almacenamiento.
FIGURA 7.  Valores promedio y predichos del pH.

Respecto a la firmeza, los valores promedio para Fc y Fp (Figuras 8 y 9) en comparación con la línea de tendencia, muestran diferencia algunas diferencias significativa aunque se encuentra dentro del rango esperado, donde el tercer y cuarto día demuestra mayores cambios, producto a la madures fisiológica optima obtenida dentro de una distribución normal con calidad, pues pasado este periodo ya los frutos comienzas a mostrar daños fisiológicos perceptibles y degradables para su comercialización. Además el coeficiente de correlación de cada una de estas dos propiedades con respecto al tiempo es muy similar entre ellas (0,976 y 0,978, respectivamente) pues es evidente ya que se trata de una misma propiedad pero ante circunstancias diferentes.

FIGURA 8.  Valores promedio de la fuerza de compresión.
FIGURA 9.  Valores promedio de la fuerza de punzonado.

Los valores promedio del porcentaje de °Brix, demuestran la similitud de igualdad de condiciones que las otras propiedades antes descritas para el mismo grupo seleccionado, pero con menos fluctuaciones dentro del modelo de ajuste, pues el valor a alcanzar en esta propiedad aumenta según el pre cursar del tiempo hasta su senescencia. Cada propiedad va en ascenso debido a la expulsión del etileno del fruto el cual se agudiza a partir del tercer día donde aún posee condiciones óptimas para consumo como fruto fresco sin daño alguno, pasado este tiempo comienzan a mostrar cambios fisiológicos que pueden ser de suma importancia ante una toma de decisiones por diferentes proveedores y consumidores (Figura 10).

FIGURA 10.  Valores promedio del porcentaje de °Brix.

Todas las tendencias descritas por los modelos con posterioridad a los cinco días de almacenado se consideran adecuadas y están en consecuencias a los cambios fisiológicos irreversibles que suceden en la fruta. Las variaciones temporales de las pérdida de peso durante los días de almacenamiento evaluados muestra una tendencia polinomial de segundo orden, donde se alcanzan valores de estadígrafos como el R2 que indica que el modelo ajustado es capaz de explicar hasta un 99% de la variabilidad temporal para el caso de las pérdidas de peso, el contenido de solidos solubles y el pH y un 97% para Fc y Fp. Este modelo presenta un error típico de 1,2, 0,57, 0,22 respectivamente, por lo que se considera favorable para describir certeramente el proceso de almacenamiento del plátano variedad Orinoco a temperatura ambiente (Tabla 6).

TABLA 6.  Modelos ajustados a los valores experimentales de cada propiedad
Propiedad Modelo R2 Error típico
PP y = 0,551x2 -9,1295x + 216,9 0,9985 1,2
Fc y = 6,2143x2 - 62,986x + 182,2 0,976 18,36
Fp y = 0,04x2 - 0,736x + 3,216 0,9781 0,17
SSC y = 0,0714x2 + 0,2714x + 3,68 0,9927 0,57
PH y = 0,0171x2 - 0,4469x + 6,776 0,9933 0,22

CONCLUSIONES

 
  • Se caracterizó las principales propiedades físicas, químicas y mecánicas del plátano variedad Orinoco, almacenado cinco días a temperatura ambiente, con tres tipos de embalaje, cuantificado a partir de las pérdidas de peso, la firmeza, el pH y el Contenidos de Sólidos Solubles, que se distingue por tres períodos que se corresponden al día inicial, entre dos y cinco días de almacenamiento de la fruta, siendo el tercer día el de más aguda degradación del fruto.

  • El mejor método de almacenamiento fue el grupo B (cajas de cartón), el cual mostro menores cambios en cada una de las propiedades, donde los valores de Pp en los cinco días de experimento llego alcanzar valores máximos de 16,76 g y como promedio 3,35 g por día

  • Los valores de la firmeza y el pH del plátano variedad Orinoco están correlacionados temporalmente entre sí, siendo esta dependencia del orden de los tres días y los cambios en una de ellas, tendrá consecuencias asociadas en la segunda propiedad.

  • Los modelos obtenidos para cada propiedad determinada y predicha describen un modelo de ajustes con polinomios de segundo orden, a su vez se obtienen estadígrafos que manifiestan la credibilidad de lo obtenido, lo que facilita la planificación de la etapa poscosecha por productores y comercializadores.