ARTÍCULO ORIGINAL
Caracterización de la poscosecha de la mora de castilla (Rubus glaucus) tratada con 1-metilciclopropeno
Posharvest Characterization of Castilla Blackberry (Rubus glaucus) Treated with 1-Methylcyclopropene
Tania María Guzmán, Karina Cuenca, Elizabeth Tacuri
Universidad Tecnológica Equinoccial, Santo Domingo de los Tsáchilas, Ecuador.
RESUMEN
Se determinó el efecto del tratamiento con 1-MCP sobre los principales parámetros postharvest de la mora de castilla (Rubus glaucus) durante el almacenamiento refrigerado. Los frutos fueron tratados con una dosis de 3 µL/L de 1-MCP durante seis horas a temperatura ambiente, y almacenados a dos temperaturas diferentes (1oC y 12oC) durante nueve días dejando controles sin tratamiento. Las moras tratadas con 1-MCP presentaron menores pérdidas de peso, color, firmeza, y un menor grado de contaminación, generando un índice de madurez más bajo en comparación al control. La baja temperatura potenció efecto del inhibidor en los frutos, observándose un mayor retraso en la senescencia a 1oC. De acuerdo a los resultados obtenidos pudo observarse que el tratamiento con 1-MCP combinado con las bajas temperaturas retarda el deterioro de la mora de castilla. Se recomienda realizar ensayos a otras temperaturas y tiempos de almacenamiento y aplicar 1-MCP inmediatamente después de la cosecha.
Palabras clave: postharvest, 1-MCP, Rubus glacus, vida útil
ABSTRACT
The effect of 1-MCP treatment on the main post-harvest parameters of Castilla blackberry (Rubus glaucus) during refrigerated storage was determined. The fruits were treated with a dose of 3 μL / L of 1-MCP for six hours at room temperature, and stored at two different temperatures (1 ° C and 12 ° C) for nine days leaving controls untreated. Blackberries treated with 1-MCP showed lower weight losses, color, firmness, and a lower degree of contamination, generating a lower maturity rate compared to control. Low temperature potentiated the effect of the inhibitor on the fruits, observing a greater delay in senescence at 1oC. According to the results obtained, it was observed that the treatment with 1-MCP combined with the low temperatures delays the deterioration of the Castilla blackberry fruit. It is recommended to perform tests at other temperatures and storage times and apply 1-MCP, immediately after harvest.
Keywords: Posharvest, 1-MCP, Rubus glacus, shelf life.
INTRODUCCIÓN
Más allá de la refrigeración, en numerosas frutas y hortalizas suelen emplearse diferentes tecnologías poscosecha a fin de retrasar su deterioro; entre ellas se destaca el inhibidor del etileno 1-metilcloropropeno (1-MCP). Este compuesto de baja toxicidad y estable a temperatura ambiente, ha sido ampliamente estudiado en los últimos años (Biswas et al., 2014; Pongprasert y Srilaong, 2014; Torres et al., 2016). Su acción consiste en bloquear sitios receptores del etileno (hormona relacionada con la maduración en frutos climatéricos), ya que su afinidad por estos sitios, es 10 veces mayor que la del etileno (Chiriboga et al., 2013; Rodoni et al., 2014). Igualmente se plantean que el 1-MCP puede disminuir la producción de etileno al inhibir la expresión genómica de las enzimas que participan en su síntesis (Zhang et al., 2012). Otros estudios también indican que este importante bloqueador también disminuye la tasa respiratoria y como consecuencia la producción de CO2 (Gardin et al., 2012; Jamjumroon et al., 2013).
Aunque la gran mayoría de los autores describen la acción del 1-MCP en frutos climatéricos (dependientes del etileno), su amplia protección a especies agrícolas su fácil aplicación y eficacia, lo convierten en un candidato atractivo en los tratamientos poscosecha de frutos no climatéricos. En tal sentido varios estudios demuestran su acción en productos hortofrutícolas (no dependientes del etileno) (Chen et al., 2015; Trevenzoli et al., 2016), evidencia que demuestra la existencia de mecanismos aún no esclarecidos, que determinan su acción y eficacia en estas plantas (Escobar et al., 2014; Chen et al., 2015; Watkins et al., 2015).
La mora de castilla (Rubus glaucus) es un fruto no climatérico (no dependiente del etileno), altamente perecedero y que presenta elevadas pérdidas poscosecha (Ramírez, 2012; Ayala et al., 2013). Durante su almacenamiento, el ablandamiento de la pulpa ocurre muy rápidamente durante los primeros días después de cosechado el fruto. Esta pérdida de firmeza, es el principal limitante del tiempo de conservación. Consecuentemente su vida de anaquel es corta (3-5 días a 0-1 º C y 80-95 % HR), registrándose pérdidas postcosecha entre 70 - 80% (Ramírez, 2012; Ayala et al., 2013; Villegas et al., 2016). En los sitios de venta donde las temperaturas de refrigeración son superiores a los 5oC la senescencia del fruto se acelera, acortando su vida útil a 1-2 días, y haciendo visibles numerosos cambios como: reblandecimiento, elevada coloración, deshidratación, contaminación por mohos etc. (Kaume et al., 2012). Estos cambios postcosecha están asociados con cambios bioquímicos que conducen a la maduración del fruto y su manifestación depende de diversos factores como: temperatura de almacenamiento, carga microbiana, daños del fruto entre otros (Villegas et al., 2016).
El objetivo del presente trabajo consistió en determinar el efecto del tratamiento con 1-MCP sobre los principales parámetros poscosecha de la mora de castilla (Rubus glaucus) durante el almacenamiento refrigerado.
MÉTODOS
Los frutos (Rubus glaucus) con grado de maduración de cuatro fueron seleccionados por uniformidad de tamaño, color y ausencia de daños o defectos. Posteriormente fueron tratados con una dosis de 3 µL/L de 1-MCP durante seis horas a temperatura ambiente (Chiriboga et al., 2013) en cámara plástica previamente sellada de 20 L de capacidad. Se aplicaron cuatro tratamientos diferentes en total, donde los frutos fueron almacenados a dos temperaturas diferentes (1oC y 12oC) y humedad relativa de 85-90% durante 9 días. Para ello las moras se ubicaron en contenedores de polietileno, con capacidad de 395 cm3, a razón de diez frutos por contenedor, dejando frutos testigos (sin tratamiento de 1-MCP), conservados en las mismas condiciones. Durante los días 0, 3, 5, 7 y 9, se analizaron las variables: color, firmeza, contaminación, pérdida de peso, acidez y sólidos solubles totales.
La determinación del color se realizó por medición colorimétrica de la concentración de antocianina utilizando el método de pH diferencial y aplicando la fórmula: Antocianina (mg L-1) = (A * Peso molecular * FD * 1000) / (ε * 1) donde A = Es la absorbancia antes calculada; FD = Es el factor de dilución; ε = El coeficiente de extinción molar (Giusti y Wrolstad, 2001).
El índice de contaminación fúngica se determinó visualmente de manera inmediata al abrir los contenedores. En cada fruto se observó individualmente la presencia de hongos, se consideraron contaminados aquellos que presentaron una contaminación visible. Los resultados se expresaron como porcentaje de frutos infectados por hongos.
Parámetros físico- químicos. La determinación de los sólidos solubles totales (SST) se efectuó colocando dos gotas de la muestra sobre la superficie del prisma de un refractómetro ATAGO, tomándose la medida en grados Brix (oBrix). La acidez titulable (AT) se determinó por titulación potenciométrica, y se expresó en Meq del ácido predominante (ácido málico). La firmeza del fruto se determinó utilizando penetrómetro digital EXTECH, con fuerza de 196 Newton. El peso de los frutos se realizó en balanza digital.
Los resultados de la AT y SST se expresaron como Índice de Madurez (IM) a partir de la relación SST/AT. Los resultados del color, peso, firmeza y contaminación se determinaron como porcentajes de pérdida, en función de los valores iniciales y finales de estos indicadores, de acuerdo a la siguiente formula:
Diseño: Para medir el efecto del 1-MCP en los frutos, se realizó un diseño de bloques al azar con arreglo factorial 2x4x2 (¨con 1-MCP ¨ y ¨sin 1-MCP”) x 4 (tiempos de almacenamiento: 0, 1, 3, 5, 7, 9 días) x 2 (temperatura de almacenamiento: 1, 12 °C). Los datos obtenidos fueron analizados por triplicado mediante ANOVA y las medias de los resultados comparadas por el test LSD de Fisher con 95% de confianza α=0,05 .
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El análisis de varianza LSD de Fisher evidenció diferencias significativas (p<0.05) entre frutos con 1-MCP y sin 1-MCP. Al relacionar los tratamientos en función de la temperatura se observó que la perdida de firmeza se incrementa con el aumento de la temperatura (Figura 1). Las mayores pérdidas de firmeza (>50%) se manifestaron a los 12oC en frutos sin 1-MCP y las menores (<20%) en frutos con 1-MCP a 1 °C. Conforme a los resultados, a la temperatura de 1oC, el 1-MCP retrasa hasta 4d la pérdida de firmeza del fruto.
En frutos climatéricos como: banano, papaya, manzana, mango, chicozapote y tomate, se hallaron reducciones significativas de la firmeza por acción del 1-MCP en comparación con frutos controles (Piriyavinit et al., 2011; Su y Gubler, 2012; Parra y Fischer, 2013; Lee et al., 2014; Pongprasert y Srilaong, 2014). Estudios similares en frutos no climatéricos también demuestran que el tratamiento con 1-MCP puede retardar por cierto tiempo (días) la pérdida de firmeza en el fruto (Gómez et al., 2015; Li et al., 2016). Resultados similares de estudios en pitahaya amarilla y roja, también son evidencias del efecto del 1-MCP en la firmeza de frutos no climatéricos (Torres et al., 2016).
Este comportamiento de los frutos ante 1-MCP se ha relacionado con la disminución de la actividad de las poligalacturonasa y celulasa (Huerta-Ocampo et al., 2012). Se ha visto que la firmeza de los frutos está relacionada directamente con la actividad de estas enzimas, que degradan la peptina y la celulosa (respectivamente), causando el reblandecimiento de fruto (Huerta-Ocampo et al., 2012; Botondi et al., 2014; Krishnakumar y Thirupathi, 2014). Varios autores plantean que la acción del 1-MCP bloquea la cadena de señales metabólicas que conducen a la acción de estas enzimas y este efecto se ha manifestado tanto en frutos climatéricos, como no climatéricos (Huerta-Ocampo et al., 2012; Torres et al., 2016). Asimismo se plantea, que el proceso avanza desde el interior del fruto hacia el exterior, y por tal razón, cuando se manifiesta pérdida de firmeza en la corteza externa del fruto, es un indicador la perdida de firmeza interna (Huerta-Ocampo et al., 2012; Krishnakumar y Thirupathi, 2014).
En correspondencia con los resultados obtenidos, varios autores también señalan que el efecto del metilciclopropeno puede disminuir con el incremento de la temperatura de almacenamiento (Biswas et al., 2014). Estudios en mandarina Arrayana señalan que este efecto entre temperaturas de almacenamiento, se hace significativo a temperaturas mayores a 6°C (Gómez et al., 2015).
Todos los frutos manifestaron un incremento de la pérdida de peso con el de cursar de los días. Para ambas temperaturas de almacenamiento (1oC y 12oC) (Figura 2), existieron diferencias significativas (p<0.05) en frutos con y sin 1-MCP desde 3-9d de almacenamiento. A la temperatura de 12oC, se alcanzaron los mayores niveles de pérdida de peso (>10%) hacia el 9d, y a la temperatura de 1oC fue menor la pérdida de peso (<10%) en igual periodo. Estos resultados indican que ambos tratamientos combinados (temperatura y 1-MCP) retrasan la pérdida de peso de la mora de castilla tratada con 1-MCP hasta 4d a 12oC y hasta 7 d a 1oC.
La manifestación de la pérdida de peso con el tratamiento de 1-MCP es variable y dependiente de diversos factores. En frutos de mandarina almacenados a temperaturas de 6 y 12°C con y sin aplicación de 1-MCP se observaron diferencias significativas en la pérdida de peso durante los 34 días de almacenamiento. Peras y mangos mostraron una disminución de la pérdida de peso conforme aumenta la dosis de 1-MCP. Sin embargo, frutos de naranja no mostraron diferencias significativas en su peso en función de la concentración de 1-MCP pero sí en función de la temperatura (Sun et al., 2012).
Varios estudios señalan que durante el almacenamiento de los frutos, las bajas temperaturas retrasan el proceso de transpiración y las pérdidas de agua en el fruto (Balaguera-López et al., 2014). Por otra parte las altas temperaturas provocan un efecto contrario en el proceso de transpiración y como consecuencia, el fruto pierde peso por deshidratación (Villalobos et al., 2011; Lee et al., 2014; Gómez et al., 2015). Para el caso de las moras, su pequeño tamaño aumenta su relación área volumen, incrementando las pérdidas de humedad y de peso (Ayala et al., 2013).
Las moras de castilla a temperatura ambiente manifiestan hasta un 50% de pérdida de peso por deshidratación sin embargo, temperaturas menores de 4oC las pérdidas disminuyen debido fundamentalmente a las reacciones metabólicas del fruto (Villegas et al., 2016). En correspondencia con los resultados obtenidos, la acción del 1-MCP sumado a las bajas temperaturas, pudo generar bajas tasas de transpiración y por ende una disminución de la deshidratación y de la pérdida de peso. Ambos eventos respondieron convenientemente para la alargar la vida útil del fruto.
El color no varió en función de la temperatura en el 3d (Figura 3). A partir del 5d hasta 7d se hizo más visible la pérdida de coloración de los frutos, en ambas temperaturas (1oC y 12 oC) y tanto los frutos tratados como controles de mostraron diferencias significativas con respecto al control (p<0,05). Sin embargo para el noveno día no se hallaron diferencias por tratamiento (Figura 3) por lo tanto el efecto combinado 1-MCP y temperatura en moras de castilla retrasa la pérdida de color hasta 7d.
El retraso de la perdida de color suele ser importante para alargar la vida útil del fruto; cambios sustanciales de color en las moras de castillas (de rojo vino a purpura oscuro) se debe entre otros factores, a las antocianinas, mientras mayor es el grado de madurez de los frutos la síntesis de este pigmento se incrementa (Salinas-Moreno et al., 2009). Se ha visto que el 1-MCP dependiendo la temperatura puede variar la respuesta al de color de algunos frutos. En peras tratadas con 1-MCP se observó una mayor pérdida de color a una temperatura de 0ºC que a 20ºC. En frutos climatéricos, el 1-MCP disminuye la actividad de la clorofilasa ocasionando la pérdida de clorofila (Sun et al., 2012). Frutos de tomate, tratados con 1-MCP mostraron un cambio de color lento y bajos niveles de licopeno, pero en frutos de pera, se halló que dosis de 0,3 μLL-1 fueron suficientes para retardar el cambio del color de la epidermis (Sun et al., 2012).
Las moras tratadas en el tercer y quinto día presentaron una mejor apariencia general y menor contaminación (Figuras 4 a y b) generando un índice de deterioro más bajo, en comparación al control, hasta noveno día de almacenamiento a 1oC. Este resultado evidencia que en las frutas controles, el paso hacia la senescencia y el deterioro microbiano fue más rápido que los frutos tratados con 1-MCP.
La aparición de daños en el fruto está muy relacionada con la firmeza del fruto y la habilidad de los microorganismos presentes y la superficie de penetrar hacia el interior. Por lo general los hongos son los grupos microbianos que más rápidamente colonizan los frutos tipo baya (Ramírez, 2012; Zhang et al., 2012; Villegas et al., 2016). En correspondencia con los resultados obtenidos varios estudios en frutos climatéricos y no climatéricos, se ha visto que el 1-MCP retrasa el daño causado por microorganismos evidenciándose una mejor apariencia general de los frutos después de la cosecha (Su y Gubler, 2012; Amornputti et al., 2014).
La Figura 5 muestra que al aumentar el tiempo de almacenamiento, también aumenta la relación SST/AT, de controles y tratamientos. A partir del tercer día, hasta el séptimo estos incrementos mostraron diferencias significativas (p<0,05) entre controles y tratamientos pero ya en el noveno día las diferencias no fueron significativas a la temperatura de 12oC. Sin embargo, a 1oC se siguieron observando diferencias entre trataminetos (con 1-MCP) y controles, hasta el 9d. Los frutos tratados con 1-MCP tuvieron menor relación SST/AT, evidencia que fundamenta el papel del 1-MCP en el retraso de la senescencia en frutos no climatéricos.
Con el avance de la maduración, se manifiesta un incremento de los azúcares y una disminución de la acidez de los frutos, por tal motivo es natural observar incrementos de la relación SST/AT. La razón de estos incrementos indica el avance de los frutos hacia la a la senescencia. En frutos climatericos este avance se debe al aumento de la tasa repiratoria a nivel celular, donde los ácidos organicos, tranformados en azucares, son utilizados como fuente de energía (Hassan y Mahfouz, 2012). Para el caso de los no climatericos como la mora de castilla la tasa respiratoria permance constante, sin embargo se observa el mismo efecto de retraso de la senescencia. Otros frutos no climatericos experimentan un comportamiento similar (Serna-Cock et al., 2013; Gómez et al., 2015; Torres et al., 2016).
Se plantea que en la mayoria de los frutos, climatericos y no climatericos el 1-MCP retrasa las reacciones metabólicas que propician la transformación de almidones en azucares simples (Su y Gubler, 2012; Serna-Cock et al., 2013; Li et al., 2016). Varios estudios plantean que el 1-MCP evita el incremento acelerado de la respiración y por ende la utilización de los azúcares como fuente de energía en el proceso respiratorio se enlentece, deteniendo los procesos de envejecimiento del fruto (Hassan y Mahfouz, 2012). Por otra parte también se ha visto que este compuesto puede mantener por un periodo más largo de tiempo la acción de enzimas antioxidantes (Han et al., 2015)5.0 or 50.0μll−1 y este evento, sumado a la parada metabólica causada por las bajas temperaturas (Biswas et al., 2014), podría explicar los resultados obtenidos. Para el caso de frutos no climatéricos como la mora de castilla un retardo de estos procesos metabólicos, explicaria el aplazamiento en del deterioro y senescencia, en comparación con los frutos controles.
CONCLUSIONES
NOTA
La mención de marcas comerciales de equipos, instrumentos o materiales específicos obedece a propósitos de identificación, no existiendo ningún compromiso promocional con relación a los mismos, ni por los autores ni por el editor.
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Recibido: 09/06/2017
Aceptado: 22/12/2017
Tania María Guzmán, Professor, Universidad Tecnológica Equinoccial Vía Chone km 41/2. Santo Domingo de los Tsáchilas, Ecuador. E-mail: tania.guzman@ute.edu.ec, taniamariaguzman@gmail.com
