Efecto del 1-MCP en Poscosecha by Horticultura & Poscosecha

1.11. EFECTO DEL 1-MCP EN POSCOSECHA SmartFreshTM ProTabs, innovación en la aplicación del 1-MCP en fruta Eve Dupille edupille@agrofresh.com Agrofresh España

Índice 1. 2. 3. 3.1. 3.2 3.3. 4.

Etileno y 1-MCP 1-MCP: su efecto en la fruta Formulaciones SmartFreshTM 3.3% VP SmartFreshTM SmartTabs SmartFreshTM ProTabs Conclusiones

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Resumen El 1-metilciclopropeno (1-MCP) es un tratamiento de poscosecha que se utiliza en España desde el año 2006 para mantener la calidad de frutos climatéricos durante todo el proceso de conservación. La formulación inicial comercializada fue registrada como sistema de calidad SmartFresh habiendo, desde el año 2018, una nueva formulación disponible en el mercado, SmartFreshTM ProTabs, haciendo más fáciles las aplicaciones y más flexibles las recomendaciones de uso del producto. Después de presentar generalidades sobre el 1-MCP, detallaremos los avances de la nueva formulación.

1. Etileno y 1-MCP El 1-MCP es un antagonista del etileno (Sisler, 2006), actuando ambos compuestos en forma de gas sobre los receptores del etileno presentes en la epidermis de la fruta (Botton et al., 2019). El etileno es una hormona producida por la fruta, cuya presencia va a provocar la maduración y la pérdida de la calidad intrínseca de la misma, tales como la pérdida de firmeza de la pulpa, la pérdida de la acidez, la formación de alfa farnaseno, etc (Watkins, 2008). Existen distintos receptores de etileno que actúan en cascada dando respuestas hormonales (Chen y al, 2018). Para explicar cómo actúa el 1-MCP, se simplificará de forma esquemática. El receptor, situado en la membrana plástica, está en fase ON cuando no hay etileno. En este caso, no hay señales de maduración posible (Figura 1.a.).

1. Bases de la tecnología poscosecha

Figura 1. Mecanismo de acción del etileno y 1-MCP

Durante la primera fase de maduración la producción de etileno se inicia, fijándose este sobre su receptor correspondiente, activándolo en posición OFF. Este proceso permite enviar una serie de señales al núcleo e inducir las correspondientes respuestas hormonales, induciendo de esta forma la cascada de señales moleculares necesaria para la formación de enzimas y proteínas responsables de la maduración (Figura 1.b.). Sin embargo, el 1-MCP, una vez se une al receptor, va a provocar que éste siga en posición ON, lo que impedirá iniciar los procesos de maduración (Figura 1.c.). En presencia de 1-MCP y de etileno, ya sea endógeno o exógeno, provocará que los receptores sigan en posición ON, evitando así los efectos del etileno. La afinidad del receptor de etileno hacia el 1-MCP es como mínimo de 10 veces superior en comparación con su afinidad hacia etileno (Figura 1.d.).

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1.11. Efecto del 1-MCP en poscosecha

La reversión del efecto del 1-MCP, relacionado con la consecuente iniciación de los procesos de maduración, se realizará gracias a la formación de nuevos receptores libres de 1-MCP. El etileno se podrá unir a estos nuevos receptores y activar el proceso normal de maduración (Figura 1.e.).

2. 1-MCP: su efecto en la fruta Las recomendaciones de uso del 1-MCP son determinadas según la variedad y el origen de la fruta, y son establecidas para aplicar el 1-MCP en el momento idóneo. La fruta debe estar lo suficientemente madura como para presentar receptores de etileno, pero no debe presentar un estado de excesiva madurez, pues en ese caso la aplicación de 1-MCP no sería efectiva al haber la fruta comenzado un proceso de senescencia irreversible. Los parámetros utilizados son: -

Demora entre la recolección y la aplicación Diversos parámetros de calidad como: firmeza, almidón, niveles de azucares

Siguiendo estas recomendaciones, los efectos principales del 1-MCP son distintos según la fruta. En manzanas y peras, uno de sus principales efectos es el de controlar el escaldado superficial, el cual es debido a la oxidación del alfa farnaseno (Rupasengue et al, 2000). Por otra parte, mantiene la firmeza y el contenido en ácidos solubles durante la conservación en frio normal o atmosfera controlada y durante la vida útil (Bai et al, 2005). Además, el 1-MCP permite en pera reducir considerablemente los daños debidos a la manipulación de la fruta. (Figura 2).

Figura 2. Pera Blanquilla conservada durante 6 meses en frio normal + 7 días de vida útil. Izda: Control; Dcha.: con 1-MCP

En cuanto a ciruelas tratadas con 1-MCP, éstas presentan un mejor comportamiento durante su conservación, retrasando la coloración y la pérdida de firmeza (Valero et al, 2003; Martínez Romero et al, 2003). Por otra parte, permite retrasar los daños por frio (Figura 3).

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Figura 3. TC Sun conservada 30 días en frio normal + 4 días de vida útil. Izda: Control; Dcha.: con 1-MCP

En tomates, retrasa el desarrollo del color rojo del fruto y mantiene la frescura interna (Rinaldi et al, 2007), retrasa el ablandamiento de la pulpa cuando se aplica en frutos con un 10-30% de la superficie total con un cambio definitivo del color de verde a amarillo, rosa, rojo o combinación de éstos (Figura 4).

Figura 4. Tomate conservado durante 13 días en vida útil después de la aplicación. Izda: Control; Dcha.: con 1-MCP

En caqui, retrasa el ablandamiento de la pulpa del fruto, principal factor limitante en su comercialización (Salvador et al, 2004, 2006). Este efecto se manifiesta tanto durante la vida comercial del fruto, después del tratamiento de desastringencia, como durante el almacenamiento en frío, permitiendo prolongar su almacenamiento hasta 50 días a 1 ℃ y hasta 30 días a 15 ℃ (cv Rojo Brillante). Además, evita la aparición de daños por el frío durante la vida comercial del fruto, después del almacenamiento a 1 ℃ (Figura 5).

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Figura 5. Caqui conservado a 0 ℃ durante 40 días + 5 días de vida útil. Izda: Control; Dcha.: con 1-MCP

3. Formulaciones 3.1. SmartFreshTM 3.3% VP El 1-MCP es un gas (PM = 54) y necesita ser aplicado en un recinto estanco. Para su uso comercial, el producto empezó siendo formulado en forma de polvo mediante enlaces con aciclodextrinas. El producto comercial, SmartFreshTM 3.3% VP contiene 3,3 % de materia activa (de 1-MCP) y es estable en forma de polvo. El producto no se degrada en subproductos tóxicos, no se polimeriza y es incompatible con los agentes oxidantes. Añadiendo la bolsa de SmartFresh en agua, las moléculas de a-ciclodextrinas se solubilizan, liberando las sustancias activas de 1MCP. Para realizar este tipo de aplicación, se utiliza un generador con pila, rellenado de 8 litros de agua, permitiendo la buena liberación del 1-MCP (Figura 6).

Figura 6. Generador SmartFreshTM

En España, SmartFreshTM ha sido registrado en manzanas, peras, ciruelas, tomates y caquis. 3.2. SmartFreshTM SmartTabs Para pequeños recintos de menos de 200 m3. se emplea un sistema con tabletas que se disuelven en un líquido activador. SmartFreshTM SmartTabs está registrado para tomate, caqui y

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ciruelas. Se aplica directamente por los técnicos de las centrales hortofrutícolas. Su concentración es de 0,68 % de materia activa.

Figura 7. SmartFreshTM SmartTabs

3.3. SmartFreshTM ProTabs SmartFreshTM ProTabs (Figura 8) es un sistema novedoso de aplicación del 1-MCP al 2 % de materia activa, con tabletas que se disuelven directamente en un líquido activador. Este sistema está registrado en España para manzanas, peras, ciruelas, caquis, kiwi y tomate.

Figura 8. SmartFreshTM ProTabs

El nuevo sistema requiere de un envase con un líquido activador en su interior, pastillas activadoras y las pastillas con la materia activa. La aplicación es sencilla, no requiere un generador ni pilas y permite una aplicación más ecológica y segura (Tabla 1).

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1.11. Efecto del 1-MCP en poscosecha

Tabla 1. Diferencias entre SmartFresh 3.3VP y SmartFresh ProTabs

Empleo de generador con pila Aplicaciones múltiples en manzana Dosis flexible en pera

SmartFresh 3.3VP Si No No

SmartFresh ProTabs No Hasta 3 Si

Esta nueva forma de aplicar el 1-MCP está ligada a una ampliación del registro al nivel de recomendaciones. Para un resultado óptimo en manzana, la aplicación del 1-MCP debe efectuarse en un plazo limitado después de la recolección. Eso conlleva el inconveniente de tener que rellenar una cámara rápidamente. Con el nuevo sistema SmartFreshTM ProTabs se puede reaplicar hasta tres veces en la misma cámara, lo que permite una mayor flexibilidad. Gracias a este registro más permisivo, se puede aplicar SmartFreshTM ProTabs en peras que tienen un estado de madurez elevado por medio de una dosis más alta. Por otro lado, para ciertas variedades, se requiere una dosis de producto más elevada para poder inactivar todos los receptores del etileno.

4. Conclusiones Con el nuevo sistema SmartFreshTM ProTabs, el uso del 1-MCP es más flexible tanto en lo relativo al momento de aplicación, como en lo que respecta a la calidad que presenta la fruta en el momento del tratamiento. El nuevo registro permite utilizar el 1-MCP según las necesidades particulares de cada cámara: según la calidad de la fruta dentro de la cámara, su modo y duración de conservación. En conjunto, permite una respuesta individualizada para cada necesidad.

Bibliografía Bai, J; Baldwin, E.A.; Goodner, K.L.; Mattheis, J.P.; Brecht, J.K. (2005). Response of four apple cultivars to 1-methylcyclopropene treatment and controlled atmosphere storage. HortScience, 40 (5): 1534-1538 Botton, A.; Tonutti, P.; Ruperti, B. (2019). Biology and Biochemistry of Ethylene. En: E. Yahia; A. Carrillo-Lopez (Eds.), Postharvest Physiology and Biochemistry of Fruits and Vegetables, (pp. 93–112). UK: Woodhead Publishing Chen, Y.; Grimplet, J.; David, K.; Castellarin, S.D.; Terol, J.; Wong, D.C.J.; Luo, Z.: Schaffer, R.; Celton, J-M.; Talon, M.; Gambetta, G.A.; Chervin, C. (2018) Ethylene receptors and related proteins in climacteric and non-climacteric fruits, Plant Science, 276: 63-72 Martínez-Romero, D.; Dupille, E.; Guillén, F.; Valverde, J. M.; Serrano, M.; Valero, D. (2003). 1Methylcyclopropene Increases Storability and Shelf Life in Climacteric and Nonclimacteric Plums. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51(16): 4680–4686.

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1. Bases de la tecnología poscosecha

Rinaldi R.; M. Mahjoub; G. Colelli (2007). Effects of 1-methylcyclopropene on postharvest life of ripe tomatoes. Advances in Horticultural Science. Vol. 21, No. 3: 177-182 Rupasinghe, H. P. V.; Murr, D. P.; Paliyath, G.; Skog, L. (2000). Inhibitory effect of 1-MCP on ripening and superficial scald development in “McIntosh” and “Delicious” apples. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 75(3): 271–276. Salvador, A.; Arnal, L.; Monterde, A.; Cuquerella, J. (2004). Reduction of chilling injury symptoms in persimmon fruit cv. “Rojo Brillante” by 1-MCP. Postharvest Biology and Technology, 33(3): 285–291. Salvador, A.; Cuquerella, J.; Martínez-Jávega, J. M.; Monterde, A.; Navarro, P. (2006). 1-MCP Preserves the Firmness of Stored Persimmon “Rojo Brillante.” Journal of Food Science, 69(2) Sisler, E. C. (2006). The discovery and development of compounds counteracting ethylene at the receptor level. Biotechnology Advances, 24(4): 357–367. Valero, D.; Martínez Romero, D.; Valverde, J.; Guillen, F.; Serrano, M. (2003). Quality improvement and extension of shelf life by 1-methylcyclopropene in plum as affected by ripening stage at harvest. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 4(3): 339–348 Watkins, CB. (2008) Overview of 1-Methylcyclopropene Trials and Uses for Edible Horticultural Crops. Hortscience, 43:1