Actual Poscosecha 2024

Líder europeo en tecnología y tratamientos postcosecha de frutas y hortalizas

Somos especialistas cerrando la brecha entre el laboratorio y los resultados industriales para mantener la frescura y alargar la vida de frutas y hortalizas, y que éstas lleguen al consumidor con todo su sabor y la máxima calidad, contribuyendo a la reducción de las pérdidas alimentarias.

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Evolución de la poscosecha en España

En las postrimerías de mi dilatada carrera investigadora y docente en el área de la ingeniería y tecnología postcosecha de productos hortofrutícolas, atiendo la petición de SPE3 S.L. de redactar esta Editorial. Para comenzar, me ha parecido adecuado y de justicia rendir tributo a los principales pioneros españoles a los que, en su mayoría, he tenido la fortuna de conocer, gozar de su amistad y aprender de ellos. Muchos han fallecido (q.e.p.d.), pero otros aún nos acompañan.

Hacia 1965 se iniciaron en España las primeras actividades relevantes sobre Tecnología Poscosecha hortofrutícola en el Centro Experimental del Frío del CSIC en Madrid, a cargo de los hermanos José Antonio y Luis Muñoz-Delgado, seguidos algo después por José Luis de la Plaza y Jaime Caro. Mientras tanto, hacia 1966 trabajaban en este área en la Estación Naranjera del INIA (Burjasot-Valencia) Alejandro Reig y Antonio Albert, donde luego tomaron el relevo Joaquín Cuquerella, José María Martínez-Jávega y Ramón Carreres. En esa época, Eduardo Primo y Enrique Hernández trabajaban en algunas tecnologías postcosecha en el Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos del CSIC (Valencia). En la Estación Experimental de Aula Dei-CSIC en Zaragoza se impartían en esos años cursos muy acreditados sobre producción y postcosecha hortofrutícola, auspiciados por la OCDE, a cargo de expertos franceses, italianos y españoles. Obtuve una beca para asistir en 1969 a uno de ellos y desde entonces orienté mi carrera en esa especialidad. En la Universidad Politécnica de Cataluña (1970) y, después, en el Departamento de Agrobiología del CSIC en Barcelona, estaba Miguel Vendrell. Más tarde, en la ETSEA de Lérida fue responsable del área de Tecnología Post-

cosecha Inmaculada Recasens. Por su parte, en el CEBAS-CSIC de Murcia (1970) estábamos Félix Romojaro y quien suscribe. En las fechas que aquí se abarcan se celebraron en España por primera vez dos grandes congresos científicos mundiales, con secciones que abordaban aspectos de la postrecolección, el Internacional del Frío (Madrid, 1967) y el de Citricultura (Murcia y Valencia, 1973). Felizmente, esos grandes esfuerzos iniciales condujeron, con las aportaciones de muy numerosos y destacados científicos y técnicos de diversas especialidades, a que esta rama española de la I+D+i esté hoy en la vanguardia mundial en número, calidad, impacto y citas de publicaciones. Ruego disculpas si hubiera alguna omisión involuntaria.

La Tecnología Poscosecha hortofrutícola integra las fases de pre y postcosecha para prolongar la vida comercial del producto, preservar e incluso mejorar su calidad global, seguridad y trazabilidad, y reducir pérdidas y desperdicios en el sistema agroalimentario, así como los costes debidos a ineficiencias. Ello ocurre porque los cambios fisiológicos y bioquímicos que experimentan los órganos vegetales cosechados en su supervivencia suelen producirles alteraciones con degradación irreversible de su calidad. Del mismo modo, persigue acondicionar productos como materia prima para la industria derivada. Para lograr sus objetivos es esencial en esta tecnología diseñar y aplicar técnicas interdisciplinares innovadoras y sostenibles.

Las demandas de los supermercados y consumidores europeos, principales clientes de productos hortofrutícolas frescos españoles, han condicionado los progresivos cambios en formatos y presentaciones.

El ingreso en 1986 de España en la UE impuso a las empresas exportadoras un riguroso cumplimiento de las regulaciones de protección de sus consumidores y el medio ambiente en relación con los agroquímicos usados en la pre y la postcosecha (en especial desinfectantes, fungistáticos y fungicidas). También han contribuido a esto las exigencias adicionales de seguridad alimentaria de otros grandes importadores europeos, así como ciertos tratamientos cuarentenarios de implantación forzosa requeridos desde Japón y EE.UU. También se han impuesto los sistemas de abastecimiento al día, obligando a las Centrales a instaurar nuevos sistemas de gestión de expediciones, en particular recurriendo al precalibrado de los productos (por tamaño, color y calidad). A todo ello ha respondido adecuadamente el sector industrial español, que sigue liderando esta destacada actividad económica europea con una gestión rentable, a precios razonables, de la cadena de valor del campo a la mesa. Todo ello tras un laborioso desarrollo de estudios y puestas a punto tanto de las propias empresas de manipulación-expedición y de suministros, como de muy destacados Grupos de Investigación españoles.

Es necesario reseñar que, durante la reciente pandemia del SARS-CoV-2, el sector español de la postcosecha hortofrutícola tuvo un desempeño crucial. Forjó certidumbres con un suministro sólido, vital, diversificado e idóneo en todo el sistema agroalimentario. Aportó también gran serenidad a la sociedad, aliviando insólitos picos de demanda y alzas especulativas de precios.

Ante una población creciente, es hoy un reto ineludible reducir las excesivas pérdidas y revalorizar los subproductos hortofrutícolas mediante técnicas sostenibles en una economía circular. Por ejemplo, es posible acrecentar en ellos los compuestos bioactivos de interés, como antioxidantes o ingredientes, y optimizar su funcionalidad durante la vida útil. A la efectiva concienciación al respecto se une que una cuarta parte de los alimentos consumidos en la UE se importan, lo que evidencia su cierta vulnerabilidad. También en este aspecto se debería tender en la UE a una mayor autonomía agroalimentaria.

Las mejores prácticas agrícolas y la I+D, junto a la automatización y digitalización, han favorecido los rendimientos, la productividad, las condiciones laborales y el medio ambiente. Como ejemplos de avances muy notables en Tecnología Postrecolección en España se incluyen mejoras genéticas con cultivares de elevada calidad sensorial y larga vida comercial, sensores para conocer y controlar el estado idóneo de madurez para cosechar y su evolución durante la postcosecha, autocontroles microbiológicos preventivos y mejoras en el control de calidad y del almacenamiento. Las nuevas técnicas de recubrimientos,

de envasado activo o inteligente y las películas biodegradables o compostables, favorecen la sostenibilidad e idoneidad para preservar la calidad global de los productos. Las innovaciones digitales sobre parámetros críticos de proceso aseguran al producto, a coste asequible, la temperatura y humedad relativa óptimas durante su almacenamiento, transporte, distribución y consumo. A veces, los Grupos de I+D disponen de información que muchos empresarios y técnicos españoles del sector desconocen, por no estar suficientemente bien desplegada la interfase para realizar esa obligada transferencia.

Las Centrales Hortofrutícolas españolas han evolucionado superando graves crisis, al producir en línea alimentos saludables y sostenibles, con alto nivel de nutrientes, fibra o ingredientes funcionales, en favor de la salud y bienestar del consumidor. Para ello, se han sustentado en materias primas punteras, la mecanización y digitalización de los procesos, con fuertes inversiones en maquinaria, optimizando las líneas de producción, así como para acrecentar e impulsar la I+D+i.

El sector español de la tecnología postcosecha hortofrutícola viene trabajando incluido en la Estrategia Nacional de Alimentación del MAPA (garantizar un suministro constante y seguro de alimentos con una producción ambientalmente sostenible, rentable económicamente y socialmente justa), en los ODS de la Agenda 2030 de la ONU, así como en la Estrategia Internacional NAOS contra la obesidad (producir alimentos con escaso contenido en grasas saturadas, sal y azúcar) y bajo el principio de "Una sola salud" (interdependencia de salud humana, animal, vegetal y de ecosistemas). Con estos acertados objetivos empresariales y avances sigue innovando en sus técnicas e integrándose en la Economía Circular de la UE, por lo que le auguro un futuro muy prometedor.

Catedrático de Tecnología de Alimentos. Prof. Emérito de la Universidad Politécnica de Cartagena

Francisco Artés Calero

Información Carta de la directora

Actual Poscosecha

Avances en Ciencia y Tecnología 2024

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Queridos lectores,

Es un honor presentarles Actual Poscosecha, una revista de divulgación técnica que surge en respuesta a la creciente demanda del sector por un espacio que reúna y difunda los avances científicos más destacados en el ámbito de la poscosecha. Desde sus inicios, Poscosecha.com, medio editor de esta publicación, ha mantenido una trayectoria de más de 20 años actualizando diariamente noticias e información técnica sobre las empresas líderes en tecnología, consolidándose como el portal de referencia para profesionales dedicados a la conservación, envasado y procesamiento de frutas, hortalizas y ornamentales. Este compromiso se extiende a nuestros boletines semanales Poscosecha News y a nuestra activa comunidad en redes sociales.

Actual Poscosecha tiene como objetivo ofrecerles una visión amplia y profunda de los desarrollos más relevantes a lo largo de 2024, acercando estos avances a un público más amplio y diverso. Para asegurar la máxima calidad y relevancia de los contenidos, hemos conformado un equipo de asesores técnicos de primer nivel, integrado por investigadores destacados como los doctores Lluís Palou y Alejandra Salvador del IVIA, Daniel Valero de la UMH, Lorenzo Zacarías del IATA-CSIC, Francisco Artés de la UPCT, Neus Teixidó y Gemma Echeverría del IRTA, y Benito Orihuel de Citrosol.

La respuesta de la comunidad científica ha sido extraordinaria. En esta primera edición contamos con 11 artículos firmados por investigadores de renombre, quienes comparten su trabajo desde diferentes centros de referencia en tecnología postcosecha en España. Los temas incluyen innovaciones tan diversas como nuevos recubrimientos para mejorar la calidad de los cítricos, técnicas sostenibles como los envases microperforados y tratamientos naturales, así como el uso de tecnologías emergentes para la economía circular a través de la valorización de residuos alimentarios. Esta edición también aborda estudios sobre la conservación del caqui y otros cultivos minoritarios, y destaca el uso de herramientas analíticas avanzadas, como las técnicas ómicas y la detección electroquímica de antioxidantes.

Además, nos honra contar con el prólogo del Prof. Emérito de la Universidad Politécnica de Cartagena, el Dr. Francisco Artés Calero, quien rinde un merecido tributo a los pioneros de la tecnología postcosecha hortofrutícola en España. Su aporte nos recuerda que los avances en automatización, digitalización y mejora genética, han permitido que este sector español sea hoy líder mundial, alineándose con los objetivos de sostenibilidad y seguridad alimentaria de la UE, y desempeñando un papel esencial en la economía circular y en la gestión de crisis.

Con entusiasmo les invito a explorar esta edición y a compartir con nosotros este emocionante viaje por los avances científicos y tecnológicos que están moldeando el futuro del sector hortofrutícola.

Atentamente,

Claudia Conesa

Directora de Actual Poscosecha

Índice artículos

Efectos de nuevos recubrimientos en los daños por frío y calidad postcosecha en frutos de la naranja Lanelate

Lorenzo Zacarías, Sefora Fortuna y Mª Jesús Rodrigo

Beneficios de los recubrimientos poscosecha en frutos cítricos

María Bernardita Pérez-Gago, Lluís Palou y Carlos Ladaria

Concentración y distribución de macronutrientes en el fruto de caqui "Rojo Brillante" y su correlación con los principales atributos de calidad

Nariane Q. Vilhena, Ana P. Moreno, Julia Morales, Rebeca Gil, Ana Quiñones y Alejandra Salvador

Efectos del recubrimiento vegetal PlantSeal® en la calidad poscosecha de los cítricos

Benito Orihuel-Iranzo y Rafael Torregrosa

Índices de madurez óptimos para la conservación de cultivos minoritarios en la Península Ibérica

Gemma Echeverria Cortada, Dolors Ubach Miró, Elisabet Duaigues Arbonés y Camilo López-Cristofanini

Uso de microperforaciones en envases plásticos: una solución para reducir el desperdicio alimentario

María Fernanda Fernández-León y Ana María Fernández-León

Efecto de la aplicación precosecha de jasmonato de metilo en granado sobre el rendimiento y calidad poscosecha del fruto

María E. García-Pastor, María Serrano, Fabián Guillén, Salvador Castillo, Domingo Martínez-Romero, Juan M. Valverde, Pedro J. Zapata y Daniel Valero

Economía circular en la industria alimentaria: Desarrollo de nuevos productos funcionales a partir de la fermentación de residuos de brócoli

José Ángel Salas-Millán y Encarna Aguayo

El uso de técnicas ómicas en el estudio de la conservación poscosecha de frutos carnosos

Luis Orduña Rubio y María R. Albiach Martí

Sinergias entre Permanganato de Potasio, Radiación Ultravioleta de tipo C y Dióxido de Titanio: Mejora en la Conservación de Frutos Climatéricos, Calidad Sensorial y Reducción de Pérdidas Postcosecha

José Ramón Acosta-Motos, Ramiro Alonso-Salinas, Antonio José Pérez-López, Ana González-Báidez, Juan José CaravacaHernández, Luis Noguera-Artiaga, Ángel Carbonell-Barrachina, Estrella Núñez-Delicado y Santiago López-Miranda

Detección electroquímica de la capacidad antioxidante total (CAT) en especies hortofrutícolas

María Díaz-González, Alba Iglesias-Mayor, Alba M. Casielles, Sandra Tamargo-Díaz, Sara Menéndez Cotarelo, José M. Palma y Francisco J. Corpas

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Efectos de nuevos recubrimientos en los daños por frío y calidad postcosecha en frutos de la naranja Lanelate

Lorenzo Zacarías*, Sefora Fortuna, Mª Jesús Rodrigo

Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IATA-CSIC). Avada Catedrático Agustín Escardino 7, 46908 Paterna, Valencia, España

*lzacarias@iata.csic.es

1. Introducción RESUMEN

Los tratamientos con ceras u otro tipo de recubrimiento es una práctica habitual en la postcosecha de los frutos cítricos, principalmente para evitar la deshidratación y la pérdida de peso, conferir brillo a los frutos y controlar los daños por frío durante la conservación refrigerada. El creciente interés por la sostenibilidad ambiental y por la reducción de ingredientes químicos activos han conducido a desarrollar nuevos recubrimientos basados en productos vegetales. En este trabajo presentamos resultados del efecto de los recubrimientos PlantSeal y SunSeal-CIC, y SunSeal-CIC+tiabendazol (TBZ), en diferentes parámetros y características de calidad de la naranja Lanalete durante la conservación a 2ºC. PlantSeal (recubrimiento en base a carnauba) produjo el mayor efecto en la reducción de la pérdida de peso. Sin embargo, los tres tratamientos ensayados ofrecieron una eficiente protección frente a los daños por frío, por lo que la incorporación de TBZ no proporciona efectos beneficiosos adicionales a los de los recubrimientos. En ningún caso se afectaron las características de calidad organoléptica después de 4 semanas a 2 ºC y 4 días de simulación de vida comercial a 20 ºC, y el incremento en la concentración de etanol en los zumos estuvo muy por debajo de los niveles que generan malos olores y sabores. Los recubrimientos no produjeron alteraciones significativas en la capacidad antioxidante del flavedo. El análisis de la expresión de genes relacionados con la síntesis de etileno y de la enzima fenilalanina amonio liasa (PAL), implicada en la síntesis de fenilpropanoides, sugiere que los recubrimientos evitan o reducen procesos asociados a los daños, pero se mantienen la percepción y parte de las respuestas fisiológicas y bioquímicas de los frutos frente a las bajas temperaturas de conservación.

Los cítricos, por su origen subtropical, son sensibles a desarrollar alteraciones fisiológicas en la piel de los frutos cuando se exponen a bajas temperaturas, especialmente durante su comercialización y vida postcosecha. Estas alteraciones se conocen con el término de “daños por frío” (DF) y afectan de diferente forma e intensidad a los frutos de las diferentes especies y variedades de cítricos (Lado et al., 2019). Dentro de la diversidad genética de los cítricos, existe amplia variación en la sensibilidad a los DF. Así, pomelos y limones, y algunos híbridos, son más sensibles a desarrollar DF a temperaturas moderadas (entre 5 y 10 ºC) e incluso pueden manifestar síntomas cuando se alcanzan temperaturas críticas en campo, mientras que los frutos de mandarinas y naranjas son por lo general más resistentes. Por otro lado, las condiciones ambientales en los diferentes países y zonas de cultivo, el estado de maduración del fruto y otros factores pre- y postcosecha juegan un papel determinante en la susceptibilidad de los frutos a desarrollar DF durante la conservación y manejo postcosecha (Zacarias et al., 2020). Los DF se manifiestan con diferente tipo de síntomas en los frutos de las diferentes variedades, desde picados oscuros que avanzan en extensión formando manchas ennegrecidas que pueden afectar a un parte importante de la superficie del fruto y que, en general, son característicos de mandarinas, híbridos o de pomelo; hasta los síntomas de “peteca” en los frutos de limón. En los frutos de naranja, los DF aparecen como escaldado superficie formando placas o manchas externas de color marrón que avanzan en extensión e intensidad afectando a las glándulas de aceites esenciales y a las zonas interglandulares (Zacarias et al., 2020). En los últimos años, la incidencia de los DF en frutos de la naranja Lanelate está incrementado considerablemente y ocasionando importantes problemas comerciales. Al ser una variedad de recolección tardía dentro del grupo Navel con interés en

alargar su período de comercialización, los cambios en las condiciones ambientales (inviernos de temperaturas templadas, episodios de altas temperaturas, vientos, etc.) en los meses previos a la cosecha pueden favorecer el deterior de la piel y, en consecuencia, la susceptibilidad a los DF durante la conservación refrigerada. Por otro lado, los tratamientos con ceras u otro tipo de recubrimiento son probablemente los sistemas más utilizados mundialmente para la comercialización de los frutos cítricos y para el control efectivo de los DF. Estos tratamientos ofrecen una barrera efectiva al paso de gases controlando la transpiración y la pérdida de peso de los frutos, reducen los DF, proporcionan brillo y una apariencia atractiva al consumidor y, en ocasiones se aplican junto a funguicidas para el control de las infecciones postcosecha (Wild, 1993; Hagenmaier, 2002; Dou et al., 2004; Ritenour, 2005; Strano et al., 2022). Las formulaciones comerciales comúnmente utilizadas en la cadena de comercialización de los cítricos son microemulsiones que contiene resinas y ceras, como carnauba, goma laca, polietileno oxidado, parafina, cera de abeja, etc. (Strano et al., 2022). Las propiedades de los recubrimientos dependen básicamente de la naturaleza de sus componentes y de las formulaciones particulares. En general, los lípidos de origen vegetal proporcionan mejor barrera al paso de vapor de agua y a la deshidratación, mientras que los recubrimientos en base a polietileno oxidado y goma laca restringen algo más el intercambio de CO₂ y de O₂ con el ambiente, y proporcionan mayor brillo (Hagenmaier, 2002). Sin embargo, la restricción al paso de estos gases durante períodos prolongados de conservación puede activar la respiración anaerobia y la generación de etanol y acetaldehído, responsables de malos sabores y olores en los frutos cítricos (Porat y Falik, 2008). Sin embargo, el modo de acción de los recubrimientos en el control de los DF durante la con-

servación postcosecha no está totalmente establecido, ya que no siempre el control sobre esta alteración se ha podido relacionar con el control de la pérdida de peso y la deshidratación de los frutos (Purvis, 1984; Zacarias et al., 2020). Similarmente, tampoco se han obtenido evidencias concluyentes del mecanismo de acción de los fungicidas, principalmente TBZ e imazalil, en el control de los DF, y clásicamente se han relacionado con un efecto inespecífico como elicitores de respuesta de defensa (Schirra et al., 2000; Montogonery et al., 2021).

El creciente interés de la sociedad y de los consumidores en particular, por la sostenibilidad ambiental y por la reducción de ingredientes químicos activos ha llevado al sector de la postcosecha de frutos cítricos a trabajar activamente y a desarrollar nuevas formulaciones y recubrimientos que cumplan estos requisitos, pero que, a la vez, mantengan las características de calidad y eviten los deterioros y las infecciones de los frutos durante la cadena postcosecha. En los últimos años se han incorporado en el mercado nuevas formulaciones (PlantSeal y SunSeal-CIC, Citrosol) para el control del envejecimiento de la piel y de los daños por frio; basados en diferentes componentes que proporcionan diferente velocidad de pérdida de peso, y con certificación orgánica y de uso vegano (Torregrosa y Orihuel-Iranzo, 2021), que pueden se interesantes para evaluar el modo de acción de los mismos en el control de los DF. Por ello, el objetivo de este trabajo ha sido evaluar el efecto de estos recubrimientos, con la adición del fungicida TBZ en uno de ellos, en la pérdida de peso, daños por frío y características de calidad interna durante la conservación de frutos de la naranja Lanelate a 2 ºC, e iniciar estudios de su potencial modo de acción en el flavedo de los frutos, analizando la capacidad antioxidante y cambios en la expresión de genes de procesos metabólicos relacionados con los daños por frío.

2. Materiales y métodos

2.1 Tratamientos y condiciones de conservación

Los ensayos se realizaron con frutos de la naranja Lanelate (Citrus sinensis L.) cosechados en maduración comercial (final de febrero), uniformes en tamaño y color. Aproximadamente 24 h después de la recolección, los frutos se lavaron y se desinfectaron con un jabón neutro y ácido peracético, y se sometieron a los siguientes tratamientos en la línea de confección de Productos Citrosol: 1. frutos control, lavados con agua; 2. PlantSeal, (cod. 710), recubrimiento en base a carnauba; 3. SunSeal-CIC (cod. 676CIC), recubrimiento en base a polietileno oxidado y goma laca, y 4. SunSeal-CIC + TBZ (5000 ppm) (cod. 676T5), los tres recubrimientos contenían 18% de sólidos. Los recubrimientos se aplicaron por pulverización en la línea de confección a la dosis de 1 L/Tm, con una temperatura del túnel de secado de 41,5 ºC. Para cada tratamiento se utilizaron aproximadamente 500-600 frutos, que se distribuyeron aleatoriamente y a la salida de la línea se dejaron a temperatura ambiente durante unas horas para eliminar totalmente la humedad del recubrimiento, trasportándose posteriormente a las instalaciones del IATA-CSIC. Los frutos se conservaron en cámaras a 2 ºC y 85 % de HR durante 8 semanas, y a las 4 y 8 semanas se trasfirieron a 20 ºC durante 4 días para la simulación de la vida comercial.

2.2 Pérdida de peso e índice de daño por frío

La pérdida de peso se evaluó a las 4 y 8 semanas de conservación y tras la vida comercial (SL), y el daño por frío a las 4 y 8 semanas de conservación. Para cada una de estas determinaciones se utilizaron 5 réplicas de 20 frutos, por tratamiento. La pérdida de peso se determinó pesando individualmente los frutos al inicio del ensayo y tras el periodo de conservación y SL. Para evaluar el daño por frío, los frutos se clasificaron en una escala de 0 a 3, donde el valor 0 corresponde a frutos sin daño, 1 a daños ligeros (< 25% superficie del fruto afectada), 2 a daños medios (25–50% superficie afectada) y 3 a daños severos (> 50% superficie afectada), y calculando el índice de daño por frío (IDF), según la fórmula descrita por Rey et al. (2020).

2.3 Parámetros de calidad interna del fruto

Para las determinaciones del contenido en sólidos solubles, porcentaje de acidez y concentración de etanol se utilizaron 2 réplicas de 8 frutos por tratamiento, de las que se prepararon los zumos utilizando un exprimidor eléctrico (Citromatic MPZ22, Braun). El contenido en sólidos solubles (°Brix) y acidez total titulable (mg de ácido cítrico /100 mL de zumo) se determinó con un refractómetro digital PAL-BX/ACID1 (ATAGO) y el índice de madurez (IM) es la razón entre los sólidos solubles y la acidez. La determinación de etanol se llevó a cabo según se describe en Pérez-Través et al. (2015).

2.4 Determinación de la capacidad antioxidante

La capacidad antioxidante en el flavedo de los frutos se determinó por tres métodos diferentes al inicio y a las 3 semanas de conservación a 2 ºC. La capacidad antioxidante hidrofílica del flavedo se determinó usando aproximadamente 0.2 g de tejido mediante el ensayo del radical libre DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazilo) (Girennavar et al., 2007; Rey et al., 2020), FRAP (poder antioxidante reductor de hierro) (Benzie y Strain, 1996; Rey et al., 2020) y el radical ABTS (2,2′-azino-di-(3-etilbenzotiazolina sulfonato) (Zacarias-Garcia et al., 2022). La capacidad antioxidante lipofílica también se determinó por el método ABTS mediante la extracción de la fracción lipofílica del extracto con acetato de etilo (Zacarías-Garcia et al., 2022) En todos los ensayos la capacidad antioxidante de cada muestra se determinó en dos extractos independientes que se analizaron por triplicado.

2.5 Estudio morfológico mediante microscopía electrónica de barrido (SEM).

Para visualizar los cambios en la superficie de los frutos y el efecto de los recubrimientos se hicieron observaciones mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), utilizando secciones del flavedo de aproximadamente 30 mm×20 mm de la zona ecuatorial del fruto. Las muestras se tomaron tanto de frutos control como con recubrimientos al inicio de la conservación. A las 3 semanas de conservación a 2 ºC también se tomaron muestras de frutos control (con daño de frío) y fru-

tos tratados con PlantSeal (sin daño de frío). Tras la obtención de las secciones, las muestras se fijaron y post-fijaron con osmio, se deshidrataron en series de etanol y se secaron en punto crítico de CO₂. Posteriormente se montaron en soportes de aluminio y se recubrieron con oro/paladio. La visualización se llevó a cabo en un microscopio electrónico de barrido de emisión de campo con haz de iones enfocado (FIB-SEM, SCSIOS 2) en el Servicio de Microscopía de la Universitat de València (SCSIE).

2.6 Análisis de la expresión génica

El análisis de la expresión de los genes de la síntesis de etileno: ACC sintasa (ACS1 y ACS2) y ACC oxidasa (ACO) se llevó a cabo mediante PCR cuantitativa a tiempo real (qRT-PCR), tal como se describe en Alos et al. (2014) Básicamente, se extrajo el RNA total con el kit RNeasy Plant Mini Kit (Qiagen), se trató con DNasa I (DNA free Ambion) y se sintetizó el cDNA con el kit Maxima H Minus First Strand cDNA Synthesis Kit (Fisher Scientific). La PCR cuantitativa en tiempo real se realizó en un equipo LightCycler 480 (Roche, Madrid, España), utilizando el kit LightCycler 480 SYBRGreen I Master (Roche). Los primers empleados para la amplificación de cada gen se describen en Alos et al. (2014). Los niveles de expresión relativa en el flavedo de los frutos a las 3 semanas de conservación se calcularon frente a los valores de la muestra de referencia (flavedo de frutos recién cosechados) a la que se asignó un valor relativo de 1, utilizando el Relative Expression Software Tool (REST). La normalización se realizó utilizando los niveles de expresión del gen ACTINA. Los resultados fueron el promedio de tres réplicas independientes.

3. Resultados y discusión

3.1 Efecto en la pérdida de peso y en los daños por frío

Para estudiar el efecto de los recubrimientos PlantSeal (PS), SunSeal-CIC (SS) y SunSeal-CIC+TBZ (SS+TBZ) en el control de los daños por frío y en la calidad postcosecha de frutos cítricos, se seleccionaron frutos de la naranja Lanelate, ya que es una variedad tardía del grupo Navel que es sensible a esta alteración durante la conservación a bajas temperaturas. Los frutos maduros de Lanelate se conservaron 8 semanas a 2 ºC y después de la cuarta y octava semana de conservación se realizó una simulación de vida comercial (SL) de 4 días a 20 ºC. Durante la conservación refrigerada, la pérdida de peso en los frutos control (lavados con agua y procesados por línea de confección) fue lineal, alrededor del 2.5% de pérdida del peso inicial al mes. La simulación de vida comercial a 20ºC provocó un fuerte incremento de la pérdida de peso; 3.6% y 2.5% en tanto solo 4 días, tras 4 y 8 semanas de refrigeración, respectivamente (Figura 1). En los frutos tratados con PS las pérdidas de peso fueron cerca de un 50% menores a las de los controles, tanto en la conservación refrigerada como en la simulación de vida comercial. La formulación SS fue ligeramente menos efectiva en la reducción de la perdida de peso que PS, y sin diferencias por la presencia de TBZ. Así, después de 8 semanas

Recubrimientos y daños por frío en naranja

a 2 ºC + 4 días a 20 ºC la pérdida de peso en los frutos tratados con PS fue un 43% menor que en los frutos lavados con agua, y alrededor del 30% en los tratados con SS (Figura 1). Estos porcentajes de pérdida de peso en frutos maduros de la naranja Lanelate son similares a los descritos por otros autores en diferentes variedades de naranja (Dou et al., 2004; Pérez-Gago y Palou, 2024).

Figura 1. Efecto de los recubrimientos PlantSeal, SunSeal-CIC y SunSeal-CIC+TBZ en la pérdida de peso de frutos de la naranja Lanelate durante 4 y 8 semanas de conservación a 2 ºC y posterior simulación de vida comercial durante 4 días a 20 ºC (SL).

La pérdida de peso en los frutos cítricos es muy dependiente de las características morfológicas, anatómicas y funcionales de la piel, del tamaño del fruto, estado de maduración, velocidad de respiración, entre otros factores, y afecta a su calidad y apariencia externa (Zacarias et al., 2020; Gidado et al., 2024). Los resultados de este trabajo confirman que los recubrimientos basados en lípidos vegetales ofrecen mayor barrera al intercambio de gases y, por lo tanto, mejor control de la deshidratación que los recubrimientos formulados con polietileno oxidado y goma laca (Hagenmaier, 2002; Dou et al. 2004; Fernandez et al., 2021), pero la capacidad de control de la pérdida de peso de un recubrimiento también es dependiente de la naturaleza de la emulsión del lípido (Torregrosa y Orihuel-Iranzo, 2021). Es interesante destacar que, los efectos de ambos recubrimientos (PS y SS) sobre la pérdida de peso, respecto a los frutos solo lavados y las diferencias entre ellos, se mantienen durante la simulación de vida comercial a 20 ºC, cuando se incrementa notablemente la deshidratación de los frutos, lo cual es especialmente interesante desde un punto de vista comercial para evitar pérdidas de peso excesivas después de periodos prolongados de conservación.

Figura 2. Efecto de los recubrimientos PlantSeal, SunSeal-CIC y SunSeal-CIC+TBZ en el índice de daños por frio en frutos de la naranja Lanelate durante 4 y 8 semanas de conservación a 2 ºC. El índice de daños por frío corresponde a una escala que indica: 0, frutos sin daños; 1, daños ligeros, 2, daños medios y 3 daños severos.

La evaluación de los daños por frío (DF) en la piel de los frutos después de 4 y 8 semanas de conservación refrigerada reveló reducciones importantes por los tres recubrimientos ensayados (Figura 2). En los frutos de la naranja Lanelate lavados con agua los IDF evolucionaron desde 1 a 1,3 entre el primer y segundo mes de conservación, afectando a cerca del 60% de los frutos. Los tres tratamientos ensayados redujeron cerca del 50% tanto el porcentaje como la intensidad de los DF. Los síntomas de DF en los frutos de la naranja Lanelate se manifestaron inicialmente como un escaldado o bronceado superficial, que avanzaron en extensión y en intensidad con el tiempo de conservación en frio (Figura 3A).

Figura 3. Síntomas y morfología de los daños por frío en la piel característicos de la naranja Lanelate durante la conservación a 2 ºC. A) Síntomas de escaldado y manchados en la piel en frutos no lavados ni encerados después de distintos períodos de conservación a 2 ºC; B) frutos control, C) tratados con PlantSeal, D) frutos tratados con SunSeal-CIC y E) frutos tratados con SunSeal-CIC+TBZ después de 3 semanas a 2 ºC.

A las 4 semanas de conservación, los síntomas de DF en los frutos controles eran evidentes, con escaldados superficiales y manchas oscuras de mayor extensión (Figura 3B). Sin embargo, las naranjas sometidas a los distintos recubrimientos tenían una apariencia más brillante, firme y turgente, y solamente pocos frutos desarrollaron síntomas ligeros con manchas discretas (Figura 3C, D, E). Es de destacar que, en líneas generales, no se observaron diferencias significativas en los IDF entre los recubrimientos PS y SS, y en el caso de SS por la adición o no del fungicida TBZ (Figuras 2, 3 D-E) Estos resultados indican que los dos recubrimientos ensayados ofrecieron un control muy efectivo de los DF en frutos de la naranja Lanelate conservados a 2 ºC, a pesar de las diferencias en la pérdida de peso, incluso por períodos superiores a 3 meses (datos no mostrados), corroborando resultados previos (Torregrosa y Orihuel-Iranzo, 2021). Además, los resultados extienden las observaciones realizadas por otros autores durante años que la aplicación de ceras reduce los DF en los frutos cítricos y es probablemente el sistema más extendido a nivel mundial para el control postcosecha de los DF (Wild, 1993; Hagenmaier, 2002; Dou et al., 2004; Ritenour, 2005; Strano et al., 2017). Por otro lado, numerosas evidencias indican que la aplicación de fungicidas, y en particular TBZ, es efectiva no solo para el control de infecciones fúngicas, sino también para el control de los DF, y su utilización en las líneas de confección junto con ceras está ampliamente extendida en el manejo postcosecha de los frutos cítricos (McDonald el al., 1991; Schirra y Mulas, 1995; Schirra et al., 2000; Kellerman et al., 2014; Zacarias et al., 2020). Sin embargo, el modo de acción de los funguicidas derivados de benzimidazol en el control de los DF no está

bien establecido, y se ha sugerido que sería de forma inespecífica, a través de la inducción de respuestas de defensa (Zacarias et al., 2020; Montogonery et al., 2021). La adicción de TBZ a la formulación SunSeal, basada en polietileno oxidado y goma laca, no tuvo efectos significativos sobre la reducción de los DF respecto al recubrimiento individual, lo que sugiere que con un recubrimiento o cera que ofrezca un buen control de los DF no sería necesaria la incorporación adicional del fungicida.

Para caracterizar con mayor detalle la funcionalidad de estos recubrimientos en los DF y en la calidad de los frutos de la naranja Lanelate durante la conservación refrigerada, se realizaron observaciones al microscopio electrónico de barrido de la superficie en frutos inmediatamente después de los diferentes tratamientos y antes de la conservación refrigerada, y tres semanas después solamente en frutos control lavados y en frutos tratados con PlantSeal, como representativos de frutos con DF y sin DF, respectivamente (Figura 4). La superficie de los frutos no tratados de la naranja Lanelate estaba cubierta por la característica capa de ceras epicuticulares, de apariencia rígida y formando placas irregulares superpuestas de tamaño variable, referenciados como “platelets cristalinos” y que, por lo general, dejan sin recubrir la apertura de las estomas de la superficie de los frutos (Figura 4A)

Figura 4. Fotografías al microscopio electrónico de transmisión de la capa de ceras epicuticulares y de la superficie de frutos de la naranja Lanelate. Frutos inmediatamente después de los tratamientos y antes de la conservación en frío: A) control lavados con agua; B) tratados con SunSeal, C) tratados con SunSeal-CIC, D) tratados con SunSeal+TBZ. Magnificación de la capa exterior de los recubrimientos E) PlantSeal, F) SunSeal-CIC y G) SunSeal-CIC+TBZ. Ceras epicuticuticulares y superficie de frutos H) control lavados con agua e I) tratados con PlantSeal después de 3 semanas de conservación a 2 ºC. Las fotos A-D corresponden a x1.500 aumentos, E-G a x 10.000 aumentos y H-I a x134 aumentos.

Esta morfología de las ceras superficiales es común en frutos maduros de diferentes especies de cítricos, que se va conformando progresivamente con la maduración del fruto y parece estar relacionada con cambios en el contenido y composición de las ceras epicuticulares que, además, confieren una mayor resistencia al paso de gases y a la permeabilidad cuticular de los frutos (El-Otmani y Coggins, 1985; Sala, 2000; Wang et al., 2014, 2016). Los frutos tratados con PlantSeal o SunSeal, con o sin TBZ, exhibieron una morfología de la superficie completamente diferente, donde no se observaban en ningún caso las estructuras o placas cristalinas. Inmediatamente después de la aplicación de los recubrimientos y el secado, las observaciones SEM muestran una acumulación de ceras más compactas y consistentes en la superficie de los frutos, de apariencia amorfa en la que apenas se visualizan los estomas, posiblemente por estar en su mayoria cubiertos por la capa de recubrimiento aplicado (Figura 4B-D). La magnificación de la superficie de los frutos tratados con los recubrimientos muestra una gruesa y compacta capa de ceras, cuyo espesor se puede estimar en alrededor de 4 µm, para los tres tratamientos ensayados (Figura 4E-G). Esta capa de ceras consistente y homogénea que confieren los diferentes recubrimientos puede proporcionar a la superficie del fruto una mayor protección frente a las bajas temperatura de conservación, así como explicar la mayor resistencia a la deshidratación y la menor pérdida de peso observada por los tres tratamientos (Figura 1).

Después de tres semanas de conservación a 2 ºC, cuando los frutos control ya tenían una incidencia de DF considerable, se observaron cambios significativos en la superficie de los frutos, así como síntomas de lesiones en la superficie de los mismos. Las observaciones SEM muestran la pérdida de ceras epicuticulares, que siguen manteniendo una estructura de placas cristalinas, y destaca la ausencia de recubrimiento de ceras alrededor de las grietas y hendiduras características de los DF. Las lesiones por frio se manifiestan claramente como grietas por la rotura de las células epidérmicas del flavedo, formando hendiduras más o menos profundas y alargadas que generan una morfología estrellada (Figura 4H). Estos cambios son similares a los que se han descrito previamente en frutos de otras especies de cítricos durante la conservación refrigerada, donde la pérdida de la estructura cristalina de las ceras epicuticulares y la reducción de su contenido total parecen ser síntomas característicos de la exposición a las bajas temperaturas (Ding et al., 2018; Liu et al., 2021; Yang et al., 2023). Además, la morfología de los DF en frutos de la mandarina Fortuna fue muy similar a la que se observa en la naranja Lanelate, como grietas y hendiduras profundas en las células epidérmicas del fruto en zonas con ausencia o muy baja densidad de placas de cera (Sala 2000). La ausencia de ceras en zonas concretas de la superficie del fruto puede hacer que esté menos protegida y más expuesta al efecto directo de las bajas temperatura de conservación y justificaría la aparición de lesiones y daños en dichas zonas. Por el contrario, la superficie de los frutos tratados con PlantSeal y conservados tres semanas a 2 ºC aparece recubierta por una capa de cera consistente y aunque ofrece síntomas de fragmentación y con una morfología menos amorfa que al inicio de la conservación, todavía recubre la mayor parte de la superficie del fruto y no se observaron lesiones o grietas en las zonas no cubiertas de los frutos (Figura 4I).

Recubrimientos y daños por frío en naranja

La barrera de los recubrimientos a la permeabilidad de gases afecta no solamente a la pérdida de peso, sino también a las concentraciones internas de dióxido de carbono y oxígeno que podrían activar procesos fermentativos y la generación de etanol y acetaldehído, y consecuentemente, malos sabores en los frutos (Ke and Kader, 1990; Hagenmaier 2002). El análisis de las características organolépticas de los zumos de los frutos de la naranja Lanelate después de 4 semanas de conservación a 2 ºC y la simulación de vida comercial indica que los recubrimientos ensayados no afectaron al contenido en sólidos solubles y la acidez, ni la relación entre ambos (índice de madurez), que se mantuvieron estables y sin diferencias con los frutos no tratados (Figura 5)

Figura 5. Efecto de los recubrimientos PlantSeal, SunSeal-CIC, y SunSeal-CIC+TBZ el contenido en sólidos solubles (º Brix) y acidez (%), índice madurez (ºBrix/acidez) y concentración de etanol (mg/ml) en el zumo de frutos de la naranja Lanelate al inicio, despues de 4 semanas a 2ºC y posterior simulación de vida comercial durante 4 días a 20ºC (SL).

Estos resultados son consistentes con los descritos en otros estudios en los que la aplicación de algunos recubrimientos no afecta las características organolépticas de calidad de los zumos (Pérez-Gago y Palou 2024). Sin embargo, la concentración de etanol en el zumo de los frutos control se incrementó más de 3 veces al realizar la simulación de la vida comercial (207 mg/L). En los frutos tratados con PlantSeal, la concentración de etanol fue similar a la de los frutos control, mientras que lo tratados con SunSeal o SunSeal+TBZ alcanzaron valores ligeramente superiores. En todos los casos, las concentraciones de etanol estuvieron por debajo de los límites a partir de los cuales se perciben malos olores y sabores en los zumos cítricos (Hagenmaier, 2002; Obenland et al., 2008; Ummarat et al., 2015), incluso después de 12 semanas de conservación, las concentraciones de etanol nunca superaron 350 mg/L (datos no mostrado).

Para profundizar en el posible modo de acción de los recubrimientos en el control de los DF y, especialmente, si pueden tener un efecto directo en la superficie de los frutos o sería indirecto por protección de la misma, se analizó, en primer lugar, la capacidad antioxidante total en el flavedo de los frutos sometidos a los distintos tratamientos después de 3 semanas de conservación 2 ºC (Tabla 1). La capacidad antioxidante total, determinada por método del DPPH y FRAP, reveló ligeras diferencias entre algunos tratamientos, pero, en general, no se puede establecer que la reducción del DF por los recubrimientos (con o sin TBZ) esté asociada a cambios en la capacidad antioxidante total del flavedo. Adicionalmente, se determinó la capacidad antioxidante por el método ABTS en extractos hidro y liposobulbles del flavedo de los frutos. Estudios previos han mostrado que la capacidad antioxidante hidrosoluble de extractos de frutos cítricos se debe mayoritariamente a la contribución del ácido ascórbico, mientras que en la liposoluble los carotenoides tienen alta contribución (Zacarias-Garcia et al., 2021). En los frutos de la naranja Lanelate ambas actividades antioxidantes decrecen por la conservación en frio, pero sin diferencias significativas entre los frutos de los distintos recubrimientos (Tabla 1). Estos resultados indican que, el recubrimiento de los frutos de la naranja Lanelate con PlanstSeal

y SunSeal, con o sin TBZ, no conlleva cambios en la capacidad antioxidante del flavedo que puedan relacionarse con los efectos en el control de la deshidratación o de los daños por frío.

En una segunda aproximación experimental, se analizó la expresión de genes que intervienen en procesos metabólicos que se conoce que están implicados en las respuestas de los frutos cítricos a las bajas temperaturas de conservación. En particular, se seleccionaron genes de la biosíntesis de etileno, ACC sintasa 1 y 2 (ACS1 y ACS2), y ACC oxidasa (ACO); y el gen de la fenilalanina amonio-liasa (PAL), un enzima clave en la síntesis de fenilpropanoides, ya que se conoce que ambos procesos se inducen durante la conservación en frio y por los daños que se provocan en dichas condiciones (Lafuente et al., 2001; Zacarias et al., 2003; Lado et al., 2015). En el flavedo de los frutos lavados y conservados tres semanas a 2 ºC, la expresión de la ACS2 descendió considerablemente, mientras que la ACS1 se mantuvo relativamente constantes y la ACO descendió ligeramente (Figura 6A). Los recubrimientos PlantSea y SunSeal, con o sin TBZ, produjeron descensos muy importantes (superiores al 50%) en la expresión de los tres genes respecto a los frutos control no tratados. En frutos de otras variedades de cítricos se ha comprobado que la inducción coordinada de genes de

Figura 6. Expresión relativa de genes de las enzimas de la síntesis de etileno, ACC sintasa 1 (ACS1), ACC sintasa 2 (ACS2) y ACC oxidasa (ACO), y fenilalanina amonio liasa (PAL) en el flavedo de frutos de la naranja Lanelate control lavados con agua y tratados con PlantSeal, SunSeal-CIC y SunSeal-CIC+TBZ al inicio y después de 3 semanas de conservación a 2 ºC. Se asigna el valor relativo de 1 a la expresión de cada gen en el flavedo de los frutos control en el momento de cosecha, antes de los tratamientos y la conservación.

Tabla 1. Capacidad antioxidante total (determinada por el método DPPH y FRAP) y capacidad antioxidante hidro y liposoluble (determinada por el método ABTS) en el flavedo de frutos de la naranja Lanelate control (lavados y no cerados) o tratadas con PlantSeal, SunSeal CIC o Sunseal CIC + TBZ, y conservados 3 semanas a 2 ºC. Los resultados son la media ± SD. Letras diferentes indican diferencias significativas (p<0,05) entre tratamientos dentro de una misma columna.

Recubrimientos y daños por frío en naranja

la ACS junto con ACO es lo que determina el incremento en la producción de etileno por la infección de patógenos o por los daños por frío (Marcos et al., 2005; Lado et al., 2015). La baja expresión de los tres genes de la síntesis de etileno en los frutos tratados con los recubrimientos respecto a los no tratados, es indicativa de una menor tasa de producción de etileno como consecuencia de la práctica ausencia de DF en esos frutos (Figura 1 y 4I).

Por otro lado, la enzima PAL cataliza la primera etapa en la síntesis de fenilpropanoides, que juegan un papel importante en las respuestas de los frutos cítricos frente a diferentes estreses bióticos y abióticos (Zacarias et al., 2020). En los frutos no tratados de la naranja Lanelate conservados tres semanas a 2 ºC, que habían desarrollado daño por frío, la expresión del gen de la PAL experimentó un aumento de casi 10 veces respecto al nivel al inicio de la conservación. Los recubrimientos, tanto PlantSeal como SunSeal, solo redujeron moderadamente ese aumento (alrededor de 7 veces respecto al valor inicial, Figura 6B). En los frutos de la mandarina Fortuna, muy sensible a los daños por frío, se ha comprobado que el aumento de la PAL durante la conservación a 2 ºC es dependiente y coordinado por ambos factores, las bajas temperaturas y los daños por frío (Lafuente et al., 2001). Los resultados en la naranja Lanelate corroboran esta observación, ya que en los frutos tratados con los recubrimientos que desarrollaron solo síntomas muy ligeros de daños y en bajo porcentaje experimentaban un aumento considerable de la expresión del gen de la PAL, confirmando que, los recubrimientos no evitan la percepción y parte de las respuestas fisiológicas y bioquímicas de los frutos asociadas a las bajas temperaturas de conservación, a pesar de que se evitan los DF.

Bibliografía

En conclusión, los recubrimientos PlantSeal y Sunseal, con o sin la adición del fungicida TBZ, ofrecen una eficiente protección frente a los daños por frío en frutos de la naranja Lanelate conservados a 2 ºC. Sin embargo, la pérdida de peso en los frutos tratados con el recubrimiento en base a carnauba (Plantseal) fue menor que la de los frutos tratados con el otro recubrimiento. Ambos tratamientos no afectaron las características de calidad organoléptica después de 4 semanas de conservación y 4 días de simulación de vida comercial a 20 ºC, y el incremento en la concentración de etanol en los zumos estuvo por debajo de los niveles que generan malos olores y sabores. Finalmente, los recubrimientos no producen alteraciones significativas en la capacidad antioxidante del flavedo. Los análisis de expresión génica sugieren que los recubrimientos evitan o reducen los DF y los cambios asociados a los mismos, pero se mantiene la percepción y parte de las repuestas fisiológicas y bioquímicas de los frutos frente a las bajas temperaturas de conservación.

4. Conclusiones Agradecimientos

Este trabajo ha sido financiado por el proyecto PID2021127634OB-I00 (MCIN/AEI/10.13039/501100011033) y por un contrato de apoyo tecnológico con Citrosol. La acreditación del Centro de Excelencia Severo Ochoa (CEX2021001189-S/MCIN/AEI/10.13039/501100011033) y el contrato predoctoral de S.F. (PRE2022-103841) asociado al Proyecto de Excelencia Severo Ochoa se agradece especialmente. A MC Gurrea por su excelente ayuda técnica desarrollo de este trabajo.

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Beneficios de los recubrimientos poscosecha en frutos cítricos

María Bernardita Pérez-Gago1, Lluís Palou1, Carlos Ladaria2

1 Centre de Tecnologia Postcollita (CTP), Institut Valencià d’Investigacions Agràries (IVIA), 46113 Montcada, València perez_mbe@gva.es; palou_llu@gva.es

2 Postharvest Cluster A.I.E., 46015 València carlosladaria@postharvestcluster.com

RESUMEN

En el presente trabajo de investigación, realizado como una colaboración entre la agrupación Postharvest Cluster A.I.E. y el Centro de Tecnología Poscosecha (CTP) del Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA), se evaluó la efectividad de la aplicación poscosecha de tres recubrimientos comerciales para la extensión de la vida útil de naranjas ‘Lanelate’ para el consumo en fresco y se estableció el posible ahorro energético en el transporte derivado del uso de estos recubrimientos. Se observó que los tres recubrimientos ensayados redujeron las pérdidas de peso y de firmeza de las naranjas respecto al control sin recubrir, tanto durante 15 y 30 días de frigoconservación a 5 °C seguidos de un periodo de simulación de la comercialización de 7 días a 20 °C, como durante 15 días de almacenamiento a temperatura ambiental (20 °C). Los recubrimientos aportaron brillo a la fruta, mejorando su aspecto externo, sin afectar negativamente a la calidad externa (color, alteraciones fisiológicas, podredumbres), interna (rendimiento del zumo, contenido en sólidos solubles, acidez titulable, atmósfera interna) y sensorial (sabor global, malos sabores) de la fruta. Los contenidos de etanol y acetaldehído en zumo fueron mayores en las naranjas recubiertas, mostrando la capacidad de los recubrimientos para modificar la composición gaseosa interna de la fruta y alargar su vida útil, pero sin llegar a causar malos sabores detectables en la evaluación sensorial. En un ensayo de frigoconservación de 12 días comparando una temperatura de transporte de 8 °C para las naranjas recubiertas con una de 5 °C para la fruta control sin recubrir, se confirmó la eficacia de los recubrimientos reduciendo las pérdidas de peso y de firmeza y manteniendo la calidad de las naranjas recubiertas respecto a la fruta control, lo que indica que puede obtenerse un importante ahorro energético y un incremento de la sostenibilidad derivados del transporte de fruta recubierta. Puesto que los resultados obtenidos son extrapolables a cualquier variedad de cítricos en fresco, se puede resumir que los recubrimientos ensayados contribuyen al mantenimiento efectivo de la calidad poscosecha de los frutos cítricos, posibilitando una mayor vida útil del fruto y unos periodos más largos de conservación y comercialización, lo cual puede redundar en un mejor posicionamiento en los mercados de exportación e incluso en la apertura de nuevos mercados más exigentes y, por tanto, en una clara mejora de la competitividad del sector.

1. Introducción

La producción citrícola (Citrus spp., Rutaceae) mundial supera los 166 millones de toneladas. España es el sexto productor de cítricos en fresco, superando los 5,5 millones de toneladas, producidas en unas 300.000 ha. Además, España es el país líder mundial en exportación de cítricos para el consumo en fresco, con unos 3,5 millones de toneladas (FAOSTAT, 2024; datos de 2022).

En los países industrializados, la conservación frigorífica es una tecnología común y efectiva para extender la vida poscosecha de los frutos cítricos, reducir el desarrollo de enfermedades de poscosecha, prolongar el periodo comercial y acceder a mercados relativamente lejanos (Zacarías et al., 2020). Sin embargo, si se realiza en condiciones no adecuadas o por periodos demasiado largos puede incidir negativamente en la calidad de la fruta y, en el caso de variedades sensibles, aumentar la incidencia de fisiopatías importantes como los daños por frío.

Otra tecnología de poscosecha utilizada habitualmente por el sector citrícola en los países industrializados como complemento a la frigoconservación es la aplicación de recubrimientos sobre la fruta mediante pulverización en la línea de confección. Con esta práctica se consigue reemplazar

las ceras naturales que se pierden durante el manejo de la fruta en poscosecha, especialmente durante el lavado y el tratamiento de la fruta sobre rodillos rotatorios en la línea. Los recubrimientos comerciales convencionales para cítricos se conocen genéricamente con el nombre de ceras, puesto que se trata de microemulsiones generalmente aniónicas compuestas por resinas y/o ceras, como las de polietileno oxidado, goma laca, carnauba, cera de abeja, ingredientes todos ellos autorizados por la Unión Europea (UE) como aditivos alimentarios. Sus funciones principales son reducir la pérdida de peso de la fruta, regular su intercambio gaseoso y mejorar su apariencia, pero también pueden ofrecer otras funcionalidades como reducir la incidencia de algunas fisiopatías o actuar de soporte para la aplicación de agentes antifúngicos, normalmente fungicidas químicos convencionales como por ejemplo el imazalil (Valencia-Chamorro et al., 2011; Zacarías et al., 2020). Además, algunos de los recubrimientos que se utilizan comercialmente en la actualidad han conseguido la calificación como insumos para la agricultura ecológica en la UE y como insumos para la agricultura orgánica en los EE.UU.

Postharvest Cluster A.I.E. (Postha) es una agrupación compuesta por las principales empresas de poscosecha establecidas en España, con más del 97% de cuota de mercado conjunta. Un reciente estudio interno de Postha ha llegado a la conclusión de que una de cada tres personas en la UE come cada día un fruto protegido por las empresas que forman Postha, siendo los cítricos la principal categoría de frutos protegidos. Entre las principales tecnologías desarrolladas por las empresas que constituyen Postha se encuentra la fabricación de recubrimientos poscosecha para cítricos. A pesar de todas las funcionalidades y ventajas citadas, la utilización de recubrimientos está algo cuestionada dentro de la UE por algunos países nórdicos, probablemente debido a su desconocimiento respecto a los beneficios tecnológicos que aportan las ceras reduciendo las pérdidas alimentarias en las cadenas de suministro de la fruta.

Por tanto, el objetivo general del presente trabajo, realizado como una colaboración entre Postha y el Centro de Tecnología Poscosecha (CTP) del Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA), fue evaluar la efectividad de la aplicación poscosecha de recubrimientos de cítricos para la extensión de la vida útil de frutos cítricos para el consumo en fresco y disminuir las mermas alimentarias, así como establecer el posible ahorro energético en el transporte derivado del uso de estos recubrimientos respecto a la fruta no recubierta. Para ello, se establecieron los siguientes objetivos específicos: (1) Evaluar la capacidad de recubrimientos seleccionados para alargar la vida poscosecha de naranjas, tanto a temperatura ambiental como en el caso de conservación frigorífica (frío normal, FN) seguida de un periodo de simulación de la comercialización (“shelf life”, SL). Determinación del efecto sobre la calidad del fruto. (2) Evaluar la capacidad de recubrimientos seleccionados para transportar naranjas a mercados de exportación a una temperatura superior a la establecida actualmente. Determinación del efecto sobre la calidad del fruto.

2. Materiales y métodos

2.1 Recubrimientos utilizados. Ensayos

Se utilizaron tres recubrimientos comerciales distintos, desarrollados por empresas miembros de la agrupación Postha, codificados como REC 1, REC2 y REC3 (Tabla 1).

Se realizaron tres ensayos, dos para el Objetivo 1 y uno para el Objetivo 2, todos con naranjas cv. ‘Lanelate’ de madurez comercial procedentes directamente de un campo de producción convencional de la zona de Valencia. Antes de cada ensayo, las naranjas se seleccionaron, se distribuyeron al azar y se desinfectaron superficialmente.

2.1.1. Ensayo 1. Conservación frigorífica (Objetivo 1)

Se evaluó el efecto de los recubrimientos sobre la calidad poscosecha de naranjas conservadas en frío a 5 °C y 90% humedad relativa (HR) durante 1 mes, determinando la calidad en cosecha (calidad inicial) y tras 15 y 30 días de FN, seguidos en cada caso de un periodo de SL de 7 días a 20 °C. Los parámetros de calidad evaluados fueron:

• Pérdida de peso (%)

• Firmeza (% deformación)

• Color de la corteza (Índice de color, IC = 1000a / Lb)

• Brillo instrumental (G.U.)

• Rendimiento en zumo (%)

• Calidad del zumo: contenido en sólidos solubles (CSS, °Brix), pH, acidez titulable (AT, % de ácido cítrico) e índice de madurez (CSS/AT).

• Alteraciones fisiológicas externas (daños por frío, necrosis peripeduncular, etc.)

• Incidencia de podredumbres (infección natural).

• Atmósfera interna: contenido de CO₂ y O₂ en el interior del fruto (%).

• Volátiles: contenido en etanol y acetaldehído en zumo (mg/L).

• Calidad sensorial: sabor global, malos sabores, aspecto visual externo y ordenación por brillo.

2.1.2. Ensayo 2. Almacenamiento a temperatura ambiental (Objetivo 1)

Se evaluó el efecto de los recubrimientos sobre la calidad poscosecha de naranjas almacenadas en condiciones ambientales (20 °C y 70% HR) durante 15 días. Se evaluaron los parámetros calidad descritos en el Ensayo 1, a excepción de la atmosfera interna y el contenido en volátiles.

Tabla 1. Características de los recubrimientos aplicados en naranjas

PEO = Cera de polietileno oxidada; GL = Goma laca; EAG = Estearatos ácidos grasos; CC = Cera carnauba. Media ± Desviación estándar (n = 3).

2.1.3. Ensayo 3. Simulación del transporte (Objetivo 2)

Se evaluó el efecto de los recubrimientos sobre la calidad poscosecha de naranjas recubiertas y frigoconservadas a 8 °C y 90% HR (temperatura de transporte hipotética para ahorro energético) en comparación con naranjas no recubiertas (control) frigoconservadas a 5 °C y 90% HR (temperatura de transporte comercial habitual actualmente). En ambos casos el periodo de frigoconservación fue de 12 días, seguido de un periodo de SL de 7 días a 20 °C, transcurrido en cual se evaluaron los parámetros de calidad descritos en el Ensayo 1.

2.2 Aplicación de los recubrimientos

Se realizó por pulverización en la línea experimental de confección de cítricos de la planta piloto del CTP-IVIA, con las siguientes especificaciones: dosis = 1 L/tn; caudal = 50-53 mL/min; tiempo de secado en túnel = 2 min; temperatura de secado = 40-45 ºC (Foto 1).

2.3 Determinación de la calidad del fruto

Pérdida de peso. Frutos identificados y pesados individualmente. Expresada como porcentaje de pérdida de peso respecto al peso inicial. n = 30 frutos.

Firmeza. Texturómetro Instron Universal Machine (Modelo 3343; Instron Corp., Canton, MA, EE.UU.). Compresión de 1 kg sobre la zona ecuatorial del fruto, con placa de 35 mm de diámetro y velocidad de compresión de 5 mm/min. Expresada como porcentaje de deformación relativo al diámetro inicial del fruto. n = 20 frutos.

Color externo. Colorímetro portátil Minolta CR-300 (Konica Minolta, Japón). Calculado como índice de color (IC = 1000a/Lb) a partir de los parámetros Hunter Lab. n = 20 frutos, 3 medidas por fruto en la zona ecuatorial.

Brillo instrumental. ‘Micro-gloss Reflectance Meter’ (BYK Gadner Inc., Silver Spring, MD, EE.UU.), con geometría de 60°. Expresado en unidades de brillo (‘gloss units’, G.U.). n = 6 frutos, 3 medidas por fruto.

Calidad y rendimiento del zumo. Contenido total de sólidos solubles (CSS) medido con refractómetro digital (Modelo PR1, Atago CO, LTD., Japón) y expresado en °Brix. Acidez titulable total (AT) medida por valoración de 5 mL de zumo con NaOH 0,1 N hasta pH 8,2 con valorador automático (T50, Mettler Toledo, Suiza) y expresada en porcentaje de ácido cítrico. Índice de madurez (IM) calculado como el cociente CSS/AT. Rendimiento de zumo calculado como porcentaje referido al peso de la fruta antes de la obtención del zumo. n = 3 zumos obtenidos de 10 frutos cada uno.

Contenido interno de CO₂ y O₂ Cromatografía gaseosa (Thermo mod. Trace, Thermo Fisher Inc., Waltham, MA, EE.UU.), con detector de termoconductividad (TCD) y columnas Poropak QS 80/100 (1,2 m x 0,32 cm) y tamiz molecular, 5 Å 45/60 (1,2 m x 0,32 cm). Temperaturas de 125, 35 y 180 °C para inyector, horno y detector, respectivamente. Caudal del gas portador (He) de 22 mL/min. Toma con jeringuilla de muestras de 1 mL de la cavidad interna del fruto, bajo agua para evitar contaminaciones. Resultado expresado en porcentaje de CO₂ y O₂ internos. n = 5 frutos.

Contenido de etanol y acetaldehído en zumo. Cromatografía gaseosa de espacio de cabeza (Thermo mod. Trace, Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, EE.UU.), con detector de ionización de llama (FID) y columna Poropak QS 80/100 (1,2 m x 0,32 cm). Temperaturas de 175, 150 y 200 °C para

FOTO 1. Aplicación de recubrimientos sobre naranjas ‘Lanelate’ en la línea de confección experimental de la planta piloto del CTP-IVIA.

inyector, horno y detector, respectivamente. Caudal de gas portador (He) de 28 mL/min. Muestras de 5 mL de zumo colocadas en viales de 10 mL sellados y almacenados a -18 °C. Para el análisis, descongelación de las muestras a 20 °C y posterior incubación a 30 °C durante 12 min. Inyección en el cromatógrafo de muestras de 1 mL de gas del espacio de cabeza. Volátiles identificados por comparación de tiempos de retención con soluciones patrón. Resultados expresados en mg/L. n = 3 zumos obtenidos de 10 frutos cada uno, análisis por triplicado.

Alteraciones fisiológicas. Determinación de picado y/o manchado de la corteza debidos a daños por frío y “pateta de rata” y/o necrosis peripeduncular debidos a deshidrataciones de la piel. Para cada alteración, uso de la escala visual: 1 = ausencia, 2 = ligera (<10% de la superficie), 3 = moderada (10-25% de la superficie) y 4 = severa (>25% de la superficie). Resultados expresados como media ponderada. n = 4 repeticiones de 30 frutos cada una.

Incidencia de podredumbres de poscosecha. Número de frutos con síntomas visibles de enfermedades de poscosecha causadas por infección natural. Resultados expresados como porcentaje de frutos podridos. n = 4 repeticiones de 30 frutos cada una.

Calidad sensorial. Sala de análisis sensorial del CTP-IVIA, homologada según legislación de la UE y norma UNE 87004 (AENOR, 1997). Panel entrenado de 10-13 jueces. Presentación a cada juez de 3 gajos por tratamiento tomados de 15 frutos al azar. Evaluación de la calidad olfato-gustativa (sabor global) con escala de 1 a 9, con valores agrupados en tres grados de calidad (1-3 = calidad no aceptable, 4-6 = calidad aceptable y 7-9 = calidad excelente). Evaluación de malos sabores con escala de 1 a 5 (1 = ausencia, 5 = presencia acusada). Evaluación visual del fruto entero presentando a cada juez bandejas con 2 frutos por tratamiento. Evaluación del aspecto externo con escala de 3 puntos (1 = malo, 2 = aceptable, 3 = bueno). Evaluación del brillo de la corteza sensorial mediante ordenación de los tratamientos de menor a mayor brillo.

En las Foto 2 y Foto 3 pueden apreciarse los equipos utilizados para la determinación de estos atributos de calidad externa e interna de las naranjas.

FOTO 2. Determinación de atributos de calidad externa de naranjas ‘Lanelate’. De izquierda a derecha y de arriba a abajo: peso, firmeza, brillo instrumental y color de la corteza.

FOTO 3. Determinación de atributos de calidad interna de naranjas ‘Lanelate’. De izquierda a derecha y de arriba a abajo: rendimiento en zumo, contenido total de sólidos solubles, acidez titulable total, atmósfera interna, contenido de volátiles y evaluación sensorial.

2.4 Análisis estadístico

Para cada parámetro de calidad y periodo de almacenamiento evaluados, se realizó un análisis de la varianza (ANOVA) y se separaron medias mediante la prueba de la Mínima Diferencia Significativa (MDS, P < 0,05), utilizando el paquete informático Statgraphics Centurion 18 (Statgraphics Technologies, Inc., The Plains, VA, EE.UU.). En el caso de la ordenación por brillo sensorial, las diferencias significativas se determinaron mediante la prueba de Friedman, de acuerdo con las normas UNE 87023. Los resultados se presentan como media ± error estándar.

3. Resultados y discusión

3.1 Ensayo 1. Conservación frigorífica (frío normal, FN)

La Figura 1 muestra la pérdida de peso de las naranjas ‘Lanelate’ tras 15 y 30 días de FN (5 °C) más 7 días de SL (20 °C). Todos los recubrimientos redujeron la pérdida de peso de las naranjas respecto al control sin recubrir, siendo REC3 el más efectivo, con reducciones superiores al 30%. Se observa que cuanto más largo es el periodo de frigoconservación y mayor la pérdida de peso en la fruta control, mayor es la reducción de la misma debida al efecto positivo de los recubrimientos. La pérdida de agua es una de las principales causas de pérdidas económicas en la comercialización de los cítricos, especialmente en los mercados de exportación más lejanos, y depende básicamente de la temperatura y el tiempo de frigoconservación. Los valores óptimos de estos parámetros dependen de cada especie y variedad y de la zona productora, pero en general pueden considerarse temperaturas de 2-5 °C como las más idóneas para la mayoría de naranjas y mandarinas, mientras que serían de 10-14 °C para limones y pomelos debido a su mayor susceptibilidad a los daños por frío (Ladaniya, 2023). Distintos trabajos

describen el efecto de recubrimientos a base de ceras como cera de polietileno, abeja, carnauba o candelilla, solas o combinadas con goma laca, reduciendo la pérdida de peso de los frutos cítricos (Hagenmaier y Baker, 1994; Seehanam et al., 2010; Contreras-Oliva et al., 2012b; Fernández et al., 2021). En estos estudios la efectividad de los recubrimientos dependió de los distintos ingredientes utilizados y de la naturaleza de las formulaciones, así como del contenido total de sólidos de las mismas. En el presente trabajo los recubrimientos aplicados presentaron distinta composición y/o contenido en sólidos (Tabla 1). En general, la cera de carnauba y la goma laca son buenas barreras contra la pérdida de humedad, mientras que el polietileno tiene una mayor permeabilidad al vapor de agua, lo que podría explicar la mayor efectividad de REC3 reduciendo la pérdida de peso de las naranjas (Hagenmaier y Baker, 1994). Además, REC3 es el recubrimiento con el mayor contenido en sólidos (20% respecto al 18% de REC1 y REC2), lo cual también puede estar contribuyendo a una mayor reducción de la pérdida de peso de la fruta recubierta con esta formulación (Contreras-Oliva et al., 2012b)

Figura 1. Pérdida de peso (%) de naranjas ‘Lanelate’ sin recubrir (Control) y recubiertas tras 15 y 30 días de frío normal (FN) a 5 °C más 7 días de “shelf life” a 20 °C. Para cada periodo de almacenamiento, valores con letras diferentes indican diferencias significativas (P < 0,05).

La Figura 2 muestra la firmeza (porcentaje de deformación) al aplicar una carga de 1 kg en el ecuador de las naranjas. Al final del ensayo, tras 30 días de FN más SL, mientras que el porcentaje de deformación de las naranjas control sin recubrir aumentó respecto al valor en recolección un 47%, este aumento fue del 37, 32 y 13% en la fruta recubierta con REC1, REC2 y REC3, respectivamente. Por tanto, REC3 fue el recubrimiento más efectivo manteniendo la firmeza de la fruta y no se observaron diferencias significativas entre REC1 y REC2. El menor cambio observado en los valores de firmeza de las naranjas recubiertas con REC3 tras FN y SL se correlaciona con la menor pérdida de peso observada con este recubrimiento. En el caso de frutos cítricos sometidos a conservación frigorífica más o menos prolongada, se han obtenido resultados contradictorios sobre la correlación entre pérdida de peso y firmeza en fruta recubierta, dependiendo básicamente del fruto (especie y cultivar), condiciones y duración del almacenamiento y tipo y características del recubrimiento. Por ejemplo, al igual que en este trabajo, en los estudios de Navarro-Tarazaga et al. (2008), Contreras-Oliva et al. (2012a) o Saberi et al. (2018) se observó una clara correlación positiva entre ambos atributos, mientras

Beneficios recubrimientos en cítricos

que en los estudios de Valencia-Chamorro et al. (2009), Contreras-Oliva et al. (2012b) o Fernández et al. (2021) la correlación observada fue muy pequeña o inexistente. Los resultados obtenidos en este trabajo tienen una importante relevancia comercial ya que las reclamaciones por fruta blanda o “planchada” después de transportes frigoríficos prolongados en viajes intercontinentales son frecuentes (Orihuel-Iranzo y Torregrosa, 2024). Además, como consecuencia de los efectos adversos del cambio climático, estas incidencias comerciales debidas al ablandamiento del fruto podrían aumentar considerablemente en el futuro, por lo que adoptar medidas efectivas para mantener la firmeza del fruto, como puede ser la aplicación de recubrimientos poscosecha, será cada vez más necesario.

Figura 2. Firmeza (% deformación) de naranjas ‘Lanelate’ sin recubrir (Control) y recubiertas tras 15 y 30 días de frío normal (FN) a 5 °C más 7 días de “shelf life” a 20 °C. Valor en cosecha = 3,0 ± 0,8%. Para cada periodo de almacenamiento, valores con letras diferentes indican diferencias significativas (P < 0,05).

La Tabla 2 muestra los valores de índice de color (IC) y brillo instrumental de las naranjas ‘Lanelate’ en cosecha y tras FN más SL. Mientras que para el IC no hubo influencia significativa de los tratamientos, todos los recubrimientos aportaron brillo a la fruta, sin observarse diferencias significativas entre ellos. Durante el almacenamiento, los valores de brillo disminuyeron tanto para el control sin recubrir como para la fruta recubierta, si bien se mantuvieron mayores en las naranjas recubiertas. Estos resultados eran esperados ya que una de las características principales de los recubrimientos comerciales para cítricos formulados como microemulsiones aniónicas compuestas por resinas, como la goma laca, y/o ceras, como la cera carnauba o la cera de polietileno, es la de mejorar su apariencia aportando brillo al fruto (Hagenmaier y Baker, 1994; Palou et al., 2015).

En cuanto a la calidad y rendimiento del zumo, los valores de CSS, AT e IM de las naranjas ‘Lanelate’ en el momento de cosecha fueron de 12,5±0,3 °Brix, 0,67±0,04% de ácido cítrico y 18,7±0,4, respectivamente. Estos valores se mantuvieron relativamente estables durante el almacenamiento, de manera que después de 30 días de FN más 7 días de SL las medias fueron de 12,8±0,2 °Brix, 0,67±0,01% de ácido cítrico y 19,2±0,3, respectivamente, sin observarse diferencias significativas entre tratamientos. No obstante, a los 15 días de FN más SL se observó que la fruta recubierta presentaba significativamente menor CSS y AT que el control sin recubrir, aunque el impacto real de estas diferencias era muy pequeño.

El rendimiento en zumo disminuyó ligeramente con la frigoconservación, pasando de valores de 47-52% tras 15 días de FN más SL a 41-46% tras 30 días más SL, sin observarse diferencias significativas entre tratamientos (datos no mostrados). Resultados similares han sido reportados en distintas investigaciones con naranjas ‘Valencia’ (Valencia-Chamorro et al., 2009; Saberi et al., 2018), mandarinas ‘Orri’ (Soto-Muñoz et al., 2023), ‘Ortanique’ (Valencia-Chamorro et al., 2010) y ‘Oronules’ (Contreras-Oliva et al., 2012b) recubiertas y almacenadas en frío durante periodos variables de tiempo.

La incidencia de alteraciones fisiológicas externas (daños por frío y deshidrataciones) y de podridos en las naranjas tras los dos periodos de frigoconservación fue muy baja, con valores medios ponderados en torno a 1 (ausencia) para alteraciones y 2-7% para podredumbres. En ningún caso se observaron diferencias significativas entre tratamientos (datos no mostrados).

La aplicación de los recubrimientos modificó la atmósfera interna de los frutos, resultando en una disminución de la concentración de O₂ y un aumento de la concentración de CO₂ a valores en los rangos de 8-12% y 4-5%, respectivamente, al final del periodo de 30 días de FN más SL, mientras que la fruta sin recubrir mantenía una concentración de O₂ de 19,8% y de CO₂ de 1,8% (Figura 3). Estos resultados confirman el efecto de los recubrimientos ofreciendo una barrera a gases que resulta en una modificación de la atmósfera interna en el fruto (Valencia-Chamorro et al., 2011). Comparando entre recubrimientos, no se observaron diferencias significativas entre ellos, excepto en la concentración de O₂ al final del almacenamiento, cuando las naranjas tratadas con REC1 presentaron la concentración más baja y las tratadas con REC3 la más alta. Estas diferencias se pueden atribuir a diferencias en la composición de los recubrimientos, puesto que en general se ha descrito una mayor barrera a gases en recubrimientos formulados con goma laca que con ceras como la cera carnauba (Hagenmaier y Baker, 1994; Seehanam et al., 2010; Saberi et al., 2018).

La aplicación de recubrimientos en cítricos puede inducir un aumento en la cantidad de algunos volátiles internos del

zumo como consecuencia de la barrera a gases que ejercen, de manera que si se alcanzan condiciones anaeróbicas se produce una acumulación de los mismos que puede generar la aparición de malos sabores, afectando negativamente a la calidad del fruto (Valencia-Chamorro et al., 2011; Ladaniya, 2023). En este trabajo, el contenido de etanol y acetaldehído en zumo aumentó significativamente en la fruta recubierta en comparación con las muestras sin recubrir (Tabla 3). Así, al final del ensayo, tras 30 días de FN a 5 °C más 7 días de SL a 20 °C, el contenido en etanol de las naranjas recubiertas fue en promedio de 735 mg/L, sin diferencias significativas entre recubrimientos, mientras que en el control sin recubrir la concentración fue de 275 mg/L. Estos valores reflejan la capacidad de los recubrimientos de crear una barrera a gases, si bien los niveles alcanzados están por debajo de los límites reportados en la bibliografía asociados a malos sabores como consecuencia de fermentaciones debidas a anaerobiosis (Ke y Kader, 1990).

En la evaluación de la calidad sensorial, el sabor global disminuyó de valores de 7,3 en cosecha a valores en el rango 5-6 tras 30 días de FN y SL y se detectaron malos sabores, aunque percibidos como muy ligeros y sin diferencias significativas entre recubrimientos (Tabla 4). Algunos trabajos muestran que, en general, concentraciones de etanol en torno a 2.000 mg/L dan lugar a malos sabores en cítricos, sin bien el umbral de detección depende entre otros factores del cultivar (Ke y Kader, 1990; Contreras-Oliva et al., 2012b; Soto-Muñoz et al., 2023). En este estudio, los valores de etanol en zumo detectados en las naranjas recubiertas estuvieron por debajo de este valor (Tabla 3) y los malos sabores solo fueron muy ligeramente perceptibles. Todos los frutos presentaron una buena calidad visual tras FN más SL y no se observaron diferencias significativas entre el control sin recubrir y las naranjas recubiertas (Tabla 4). En cuanto a la ordenación por brillo sensorial, se observó un claro efecto de todos los recubrimientos aportando brillo al fruto, lo cual corroboró los resultados obtenidos en la determinación del brillo instrumental (Tabla 2). En este caso, no obstante, REC1 y REC3 se percibieron como significativamente más brillantes (Tabla 5).

Tabla 2. Índice de color (IC=1000a/Lb) y brillo instrumental (unidades de brillo, “Gloss Units”, G.U.) de naranjas ‘Lanelate’ sin recubrir (Control) y recubiertas en cosecha y tras 15 y 30 días de almacenamiento a 5 °C más 7 días a 20 °C.

IC en cosecha: 6,42 ± 0,43.

Media ± Error estándar (IC: n = 20; Brillo: n = 6).

Para cada periodo de almacenamiento, valores con letras diferentes indican diferencias significativas (P < 0,05).

Tabla 3. Contenido de acetaldehído y etanol en zumo de naranjas ‘Lanelate’ sin recubrir (Control) y recubiertas en el momento de cosecha y tras 15 y 30 días de almacenamiento a 5 °C más 7 días a 20 °C.

Media ± Error estándar (n = 3).

Para cada periodo de almacenamiento, valores con letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (P < 0,05).

Figura 3. Concentración interna de O₂ y CO₂ en naranjas ‘Lanelate’ sin recubrir (Control) y recubiertas tras 15 y 30 días de frío normal (FN) a 5 °C más 7 días de “shelf life” a 20 °C. Barras de error representan el error estándar (n = 5). Para cada periodo de almacenamiento, valores con letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (P < 0,05).

Beneficios recubrimientos

3.2 Ensayo 2. Almacenamiento a temperatura ambiental

En la Figura 4 se representan la pérdida de peso y la firmeza de las naranjas ‘Lanelate’ sin recubrir y recubiertas tras 15 días de almacenamiento a 20 °C y 70% HR, simulando condiciones ambientales. Todos los recubrimientos redujeron la pérdida de peso respecto al control, siendo REC3 el más efectivo y REC1 el menos efectivo. El porcentaje de deformación fue menor en los frutos recubiertos con REC2 y REC 3 que en los frutos control sin recubrir, lo que indica una mayor firmeza como consecuencia de la aplicación de estos recubrimientos. Estos resultados corroboran los observados en el Ensayo 1 con naranjas sometidas a FN y SL, demostrando la funcionalidad y la eficacia de estos recubrimientos en distintas condiciones de almacenamiento.

El índice de color de las naranjas sin recubrir aumentó de 6,42 en el momento de cosecha a 8,11 tras 15 días de almacenamiento a 20 °C y únicamente los frutos recubiertos con REC3 mostraron un IC significativamente mayor que este valor, concretamente de 9,76. El brillo instrumental disminuyó con el almacenamiento a 20 °C, pero en todos los casos se mantuvieron valores más altos en las naranjas recubiertas (del orden de 3,2 G.U.) que en el control sin recubrir (2,09 G.U.) (datos no mostrados).

En la evaluación de la calidad y rendimiento del zumo se observó que, tras el almacenamiento a 20 °C, las naranjas recubiertas con REC3 presentaron un mayor CSS y una menor AT que la fruta control sin recubrir y la fruta recubierta con REC1 y REC2, lo que se tradujo en un mayor IM (de alrededor de 21 respecto a 18-19 de los otros tratamientos). En cuanto al rendimiento del zumo, no se observaron diferencias significativas entre tratamientos (datos no mostrados). Las alteraciones fisiológicas de las naranjas ‘Lanelate’ almacenadas durante 15 días a 20 °C fueron prácticamente nulas, al igual que la incidencia de frutos podridos, y en ningún caso se observaron diferencias significativas entre tratamientos (datos no mostrados).

Tabla 4. Calidad sensorial de naranjas ‘Lanelate’ sin recubrir (Control) y recubiertas tras 15 y 30 días de almacenamiento a 5 °C más 7 días a 20 °C.

En cosecha – Sabor global: 7,3 ± 0,4; Malos sabores: 1,0 ± 0,0; Calidad visual: 3,0 ± 0,0.

Media ± Error estándar (n = 10-13 jueces).

Sabor global (escala 1-9); Malos sabores (escala 1-5); Calidad visual (escala 1-3).

Para cada periodo de almacenamiento, valores con letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (P < 0,05).

Tabla 5. Ordenación por brillo (suma de ordenación) de naranjas ‘Lanelate’ sin recubrir (Control) y recubiertas tras 15 y 30 días de almacenamiento a 5 °C más 7 días a 20 °C.

Para cada periodo de almacenamiento, valores con letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (P < 0,05).

En la determinación de la calidad sensorial de las naranjas almacenadas durante 15 días a 20 °C, tanto la fruta control como la recubierta fueron evaluadas con un sabor global bueno (en torno a 7), ausencia o muy ligera presencia de malos sabores (en torno a 1) y un aspecto visual externo bueno (en torno a 3). En la ordenación de la fruta en función del brillo, se percibió significativamente más brillo, por este orden, en las naranjas recubiertas con REC2, REC3, REC1 y control sin recubrir (datos no mostrados).

En conclusión, se confirma en este ensayo que los beneficios asociados a la aplicación de recubrimientos comerciales no se limitan únicamente a cítricos frigoconservados por periodos de tiempo relativamente largos, sino que son perfectamente de aplicación a partidas de fruta que se mantengan a temperaturas ambientales. Resultados equivalentes se han observado en mandarinas tratadas con recubrimientos a base de quitosano y cinamaldehído y almacenadas hasta 100 días a 20 °C (Gao et al., 2018) o en mandarinas recubiertas con emulsiones compuestas de almidón de maíz, nanofibras de celulosa y aceite esencial de albahaca y almacenadas a temperatura ambiental durante 12 días (Wigati et al., 2023). Estos resultados enfatizan la utilidad de la tecnología actual de recubrimientos para cítricos en países y mercados en los que no puede garantizarse la cadena de frío en el suministro de los frutos debido a infraestructuras frigoríficas deficientes, tanto en lo referido a vehículos de transporte refrigerados como a cámaras de almacenamiento frigoríficas.

3.3 Ensayo 3. Simulación del transporte

La Figura 5 muestra la pérdida de peso de las naranjas ‘Lanelate’ sin recubrir (Control) almacenadas durante 12 días a 5 °C, simulando condiciones normales en la actualidad de transporte comercial a mercados de exportación próximos (frío normal, FN), y recubiertas y almacenadas durante 12 días a 8 °C, simulando condiciones de transporte para ahorro energético (T). En ambos casos, el periodo de frigoconservación fue seguido por un periodo de SL de 7 días a 20 °C. Todos los recubrimientos redujeron la pérdida de peso de las naranjas respecto al control sin recubrir. Tras los 12 días de almacenamiento a 5 y 8 °C, no se observaron diferencias significativas en la pérdida de peso entre REC1 y REC2, mientras que REC3 fue el tratamiento con menor pérdida de peso. Al final del periodo de frigoconservación más SL, los recubrimientos REC1, REC2 y REC3 redujeron la pérdida de peso respecto al control sin recubrir un 12, 23 y 32%, respectivamente. Estos resultados indican que los recubrimientos evaluados permitirían transportar naranjas a mercados de exportación a una temperatura superior a la establecida actualmente sin detrimento en la pérdida de peso de la fruta.

Figura 4. Pérdida de peso (%) y firmeza (% de deformación) de naranjas ‘Lanelate’ sin recubrir (Control) y recubiertas almacenadas 15 días a 20 °C y 70% HR. Valor de firmeza en cosecha = 3,0 ± 0,8%. Valores con letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (P < 0,05). Las barras indican error estándar (n = 30).

Figura 5. Pérdida de peso (%) de naranjas ‘Lanelate’ sin recubrir (Control) y recubiertas. La fruta control se almacenó a 5 °C (FN) y la fruta recubierta a 8 °C (T) y 90% HR durante 12 días, seguido de un periodo de 7 días de “shelf life” a 20 °C. Para cada periodo de almacenamiento, valores con letras diferentes indican diferencias significativas (P < 0,05). Las barras indican error estándar (n = 30).

Los datos de firmeza al final del periodo de frigoconservación más SL mostraron que todos los recubrimientos fueron efectivos manteniendo la firmeza de las naranjas respecto al control sin recubrir, siendo REC3 el más efectivo (Figura 6). Así, la pérdida de firmeza respecto al valor en cosecha tras el almacenamiento fue del 33% para el control sin recubrir y del 18-24% para la fruta recubierta con REC1 y REC2, mientras que la fruta recubierta con REC3 mantuvo prácticamente la firmeza de cosecha. Como ya ocurrió en los Ensayos 1 y 2, estos valores de pérdida de firmeza se correlacionan nuevamente con la tendencia observada en pérdida de peso entre los distintos recubrimientos.

Figura 6. Firmeza (% deformación) de naranjas ‘Lanelate’ sin recubrir (Control) y recubiertas. La fruta control se almacenó a 5 °C (FN) y la fruta recubierta a 8 °C (T) y 90% HR durante 12 días, seguido de un periodo de 7 días de “shelf life” a 20 °C. Valor en cosecha = 3,0 ± 0,8%. Para cada periodo de almacenamiento, valores con letras diferentes indican diferencias significativas (P < 0,05). Las barras indican error estándar (n = 30).

Al final del periodo de frigoconservación más SL, no se observaron diferencias significativas en el índice de color entre la fruta recubierta y el control sin recubrir, con valores en el rango 5-7,5. Todas las naranjas recubiertas presentaron mayor brillo instrumental (2,97-3,24 G.U.) que el control sin recubrir (2,45 G.U.), sin observarse diferencias significativas entre los distintos recubrimientos (datos no mostrados).

Respecto a la calidad y rendimiento del zumo, se observa en la Tabla 6 que no existieron diferencias significativas entre la fruta recubierta y el control sin recubrir en el rendimiento, la AT y el IM. El CSS del zumo estuvo en el rango de 12-13 °Brix, siendo mayor en la fruta recubierta con REC1. Estos resultados confirman que los recubrimientos evaluados permitirían transportar naranjas a mercados de exportación cercanos a una temperatura superior a la establecida actualmente sin detrimento en la calidad interna del fruto.

En la evaluación de la incidencia de alteraciones fisiológicas externas y frutos podridos, en ningún caso se observaron daños fisiológicos por frío o deshidratación y la incidencia de podridos tras conservación frigorífica más SL fue inferior al 2,5%, sin observarse diferencias significativas entre tratamientos (datos no mostrados).

La aplicación de los recubrimientos modificó la atmósfera interna de los frutos, resultando en una disminución de la concentración de O₂ y un aumento de la concentración de CO₂ a valores en los rangos de 8-12% y 5-7%, respectivamente, al final de la frigoconservación más SL, mientras que la fruta sin recubrir mantuvo una concentración de O₂ de 19,0% y de CO₂ de 1,9%. Comparando entre recubrimientos, no se observaron

Tabla 6. Rendimiento de zumo (%), pH, acidez titulable (% ácido cítrico), contenido en sólidos solubles (CSS; °Brix) e índice de madurez (IM) de naranjas ‘Lanelate’ sin recubrir (Control) y recubiertas en el momento de cosecha y tras 12 días de almacenamiento a 5 °C (FN) o a 8 °C (T) más 7 días a 20 °C.

Beneficios recubrimientos en cítricos

diferencias significativas entre naranjas recubiertas con REC1 y REC3 en las concentraciones de O₂ y CO₂ interno, mientras que REC2 mantuvo una mayor concentración de O₂ en el fruto (datos no mostrados).

La barrera a gases efectiva ejercida por los recubrimientos se vio reflejada en un aumento de la concentración de etanol y acetaldehído en zumo comparado con las muestras sin recubrir (Tabla 7). Así, al final de la frigoconservación más SL, el contenido de acetaldehído y etanol de las muestras recubiertas fue en promedio de 9,7 y 852,2 mg/L, mientras que en el control sin recubrir las concentraciones de estos volátiles fueron de 6,9 y 350,2 mg/L, respectivamente. A pesar del marcado incremento de volátiles en las naranjas recubiertas, los niveles alcanzados están por debajo de los límites asociados a malos sabores como consecuencia de anaerobiosis (Ke y Kader, 1990), como se observó en la evaluación sensorial que se describe a continuación.

La Tabla 8 muestra los parámetros de calidad sensorial evaluados en naranjas ‘Lanelate’ al final del periodo de frigoconservación de 12 días a 5 °C en el control sin recubrir o a 8 °C en la fruta recubierta, seguido del periodo de SL de 7 días a 20 °C. Se observó que, a pesar del incremento en el contenido en compuestos volátiles en las naranjas recubiertas, no se encontraron diferencias significativas entre la fruta recubierta y el control sin recubrir en el sabor global (en torno a 7) y malos sabores (en torno a 1). Además, el aspecto visual externo, tanto de las naranjas recubiertas como del control sin recubrir, fue bueno (en torno a 3). Por otra parte, aunque los frutos recubiertos se percibieron como más brillantes que el control, no se observaron diferencias significativas entre recubrimientos. Por tanto, al igual que ocurrió en las naranjas almacenadas tanto en FN como a 20 °C, se observó que los recubrimientos regulan de forma muy satisfactoria el intercambio gaseoso del fruto con la atmósfera que lo rodea, de forma que reduce su tasa respiratoria y su metabolismo, incrementando en consecuencia su vida útil de poscosecha, pero sin llegar en ningún caso a provocar condiciones anaeróbicas que se traduzcan en pérdida de calidad organoléptica.

En conclusión, los resultados de este ensayo indican que la utilización comercial de recubrimientos puede ser un factor muy importante de ahorro para el sector comercializador de frutos cítricos, puesto que los costes de transporte, especialmente en citriculturas de vocación claramente exportadora como la española, suponen una proporción muy importante del conjunto total de costes. La reducción sustancial del coste energético asociado a la posibilidad de realizar el transporte de la fruta recubierta a temperaturas superiores a las necesarias actualmente (3 °C de diferencia en este trabajo), sin detrimento en la calidad y vida útil del producto, es actualmente un factor a tener muy en cuenta para incrementar la sostenibilidad de las producciones citrícolas. Este aumento de la sostenibilidad podría ser considerado en un futuro por las autoridades regulatorias como una ventaja añadida de la utilización de recubrimientos.

Media ± Error estándar (n = 3).

Valores con letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (P < 0,05)

Tabla 7. Contenido de acetaldehído y etanol en zumo de naranja ‘Lanelate’ sin recubrir (Control) y recubiertas tras 12 días de almacenamiento a 5 °C (FN) o a 8 °C (T) más 7 días a 20 °C.

Media ± Error estándar (n = 3).

Valores con letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (P < 0,05).

Tabla 8. Calidad sensorial y ordenación por brillo de naranjas ‘Lanelate’ sin recubrir (Control) y recubiertas tras 12 días de almacenamiento a 5 °C (FN) o a 8 °C (T) más 7 días a 20 °C.

En cosecha – Sabor global: 7,3 ± 0,4; Malos sabores: 1,0 ± 0,0; Calidad visual: 3,0 ± 0,0.

Media ± Error estándar (n = 12 jueces).

Sabor global (escala 1-9); Malos sabores (escala 1-5); Calidad visual (escala 1-3).

Valores con letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (P < 0,05).

4. Conclusiones y consideraciones finales

Los resultados de esta investigación muestran la eficacia de los tres recubrimientos ensayados para reducir la pérdida de peso, mantener la firmeza y aportar brillo a las naranjas ‘Lanelate’ recubiertas, tanto durante almacenamiento a temperatura ambiental como durante conservación frigorífica. Según información de las tres empresas proveedoras, miembros de la agrupación Postha, se trata de recubrimientos comerciales que cumplen con los requisitos legales aplicables por la inmensa mayoría de los países del mundo para su uso en producción de cítricos. Se confirma, además, la posibilidad de utilización de estos recubrimientos para transportar naranjas a mercados de exportación a temperaturas superiores a las establecidas actualmente, lo que puede implicar para los comercializadores un importante ahorro energético en el transporte, con un consecuente aumento de la sostenibilidad de la producción citrícola.

En concreto, las principales conclusiones generales obtenidas en el trabajo son las siguientes:

· Todos los recubrimientos redujeron la pérdida de peso de las naranjas ‘Lanelate’ respecto al control sin recubrir tanto durante frigoconservación a 5 °C como durante almacenamiento a temperatura ambiental. Los datos de firmeza del fruto se correlacionaron con los de pérdida de peso y, en general, los frutos recubiertos mostraron un menor porcentaje de deformación que los frutos control sin recubrir en todas las condiciones de almacenamiento ensayadas.

· El resto de los parámetros de calidad fisicoquímica evaluados no se vieron modificados de manera importante por la aplicación de los recubrimientos en las distintas condiciones de almacenamiento ensayadas, a excepción del contenido de etanol y acetaldehído, que fue mayor en las naranjas recubiertas, mostrando la capacidad de los recubrimientos para modificar la composición gaseosa interna de la fruta.

· Las propiedades sensoriales de las naranjas no se vieron afectadas negativamente por la aplicación de los recubrimientos en ninguna de las condiciones de almacenamiento ensayadas. Si bien, todos los recubrimientos aportaron brillo a la fruta comparado con la fruta control sin recubrir.

· En ningún caso se observaron daños fisiológicos por frío o deshidratación importantes, a pesar de que los periodos de almacenamiento frigorífico fueron de 30 días con un periodo adicional de simulación de vida comercial de 7 días a 20 °C.

· El ensayo de frigoconservación comparando una temperatura de transporte de 8 °C para las naranjas recubiertas con una de 5 °C para la fruta control sin recubrir confirma la eficacia de todos los recubrimientos reduciendo las pérdidas de peso y de firmeza y manteniendo la calidad de las naranjas recubiertas respecto a la fruta control, lo que indica que puede obtenerse un ahorro energético derivado del transporte de fruta recubierta.

Por tanto, los resultados obtenidos ponen de manifiesto los beneficios y ventajas asociados a la utilización de estos recubrimientos como tratamientos de poscosecha de naranjas ‘Lanelate’ para consumo en fresco. Si bien, debemos resaltar que las funcionalidades probadas de estos recubrimientos para las naranjas ‘Lanelate’ pueden hacerse extensivas a cualquier variedad de cítricos en fresco. Debido a la naturaleza y características de los recubrimientos estudiados, no creemos que el efecto de su aplicación en otras variedades de cítricos fuera cualitativamente diferente del aquí esta-

blecido. Las diferencias observadas entre recubrimientos se pueden atribuir a diferencias en su composición, especialmente en lo referente a contenido en sólidos. En general, se puede afirmar que los distintos recubrimientos ensayados contribuyen al mantenimiento efectivo de la calidad poscosecha de los frutos cítricos, posibilitando una mayor vida útil del fruto y unos periodos más largos de conservación y comercialización. Ello puede redundar en un mejor posicionamiento en los mercados de exportación e incluso en la apertura de nuevos mercados más exigentes y, por tanto,

Bibliografía

Beneficios recubrimientos en cítricos

en una clara mejora de la competitividad del sector. Asimismo, al poner de manifiesto los distintos beneficios derivados de la actual tecnología de recubrimientos poscosecha, disminuyendo mermas alimentarias e incluso posibilitando la reducción de los consumos energéticos ocasionados por la utilización del frío en la cadena logística de suministro, este estudio facilita que las autoridades regulatorias dispongan de datos científicos respecto a las funciones tecnológicas de los recubrimientos.

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Concentración y distribución de macronutrientes en el fruto de caqui ‘Rojo

Brillante’ y su correlación con los principales atributos de calidad

Nariane Q. Vilhena1, Ana P. Moreno1, Julia Morales2, Rebeca Gil1 , Ana Quiñones2, Alejandra Salvador1 *

1 Centro de Tecnología Postcosecha. Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA), Moncada, Valencia, España.

2 Centro para el Desarrollo de la Agricultura Sostenible. Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA), Moncada, Valencia, España.

*salvador_ale@gva.es

Macronutrientes en caqui “Rojo Brillante” y calidad

1. Introducción RESUMEN

Este estudio tiene como objetivo evaluar las concentraciones de los principales macroelementos en frutos de caqui cultivados bajo prácticas de cultivo ecológico y convencional y su relación con los principales parámetros fisicoquímicos de calidad en el momento de cosecha. Se realizaron tres muestreos durante la maduración de la fruta y se determinaron las concentraciones de nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca) y magnesio (Mg) en dos áreas de la pulpa del fruto: área basal y apical. También se evaluó el peso, el color externo, la firmeza de la pulpa y los sólidos solubles totales (SST). Durante el periodo estudiado, se observó una mayor concentración de N, P y K en la zona apical que en la zona basal. Los frutos bajo manejo ecológico presentaron una menor concentración de Ca y mayores concentraciones de N y P que en los de cultivo convencional, mientras que el manejo no influyó en las concentraciones de K y Mg. Se encontraron correlaciones significativas entre el Ca y Mg, y los ratios de N/Ca y Ca/(K+Mg), con el color, la firmeza y los sólidos solubles totales por SST.

La relación entre el estado nutricional del árbol y los parámetros de calidad de la fruta se encuentra bien documentada en frutos como manzana, pera y cítricos (Milosevic et al., 2019; Papadakis et al., 2005; Sete et al., 2019). Sin embargo, existe muy poca información sobre los requerimientos de fertilización y manejo nutricional en caqui que nos permita obtener frutos de alta calidad. Además, la mayoría de estos estudios se han realizado sobre variedades que no se cultivan en España.

Algunos estudios han demostrado que la aplicación de nitrógeno (N) en dosis elevadas puede aumentar el peso del fruto y retrasar la maduración del caqui, lo que se refleja en una reducción del color del fruto y de los sólidos solubles totales (SST), así como en un incremento de la firmeza de la pulpa (Choi et al., 2010, 2011; Kim et al., 2009). George et al. (2003) también han reportado para caqui que el déficit o exceso de N puede reducir el rendimiento de fruta. En cuanto al fósforo (P), se ha reportado que tiene un efecto en el aumento del peso y color del caqui. Sin embargo, un alto suministro de este elemento puede disminuir la producción del árbol (Bellini y Giordani, 2002). Aportes altos de potasio (K) se han relacionado, también, con una disminución de SST y el peso del fruto mientras que la deficiencia de K afecta al cuajado y reduce el tamaño del fruto (Pomares et al., 2015). El K también muestra un antagonismo de absorción y movilización de calcio (Ca) y magnesio (Mg), que conducen a la deficiencia de estos dos nutrientes (Bellini y Giordani, 2002).

Respecto al Ca, éste se aplica a diversos cultivos frutales para aumentar la firmeza de la pulpa. En caqui, la deficiencia de este elemento puede afectar negativamente a la calidad de la fruta, lo que conduce a frutos con valores de firmeza más bajos y en peores condiciones tanto para el almacenamiento en frío como para la aplicación de tratamientos postcosecha (Pomares et al., 2015; George et al., 2003). También se ha reportado un efecto beneficioso en la aplicación de nitrato y cloruro cálcico para la prevención de grietas y pardeamiento en el caqui ‘Fuyu’ (Ferri et al., 2008). Así mismo, la podredumbre peduncular que afecta a algunos cultivares como ‘Gongcgeng’ ha sido asociada a una deficiencia de Ca (Tang et al., 2012). En un estudio reciente en caqui ‘Jiro’, Xu

et al. (2020) observaron que el peso del fruto se correlaciona positivamente con el N, Ca y Mg y la firmeza del fruto con el Ca.

Existen estudios en caqui que indican que las concentraciones de algunos nutrientes pueden variar entre distintas zonas del fruto. Así, las bajas concentraciones de Ca en el área apical de la pulpa, o un desequilibrio en la distribución de Ca, K y Mg, se ha relacionado con diferentes alteraciones como el pardeamiento de la parte apical del caqui ‘Fuyu’ (Kim et al., 2002).

Por otra parte, es conocido que la aplicación de diferentes tipos de fertilizantes, ecológicos o convencionales, afecta a la concentración de nutrientes en la planta (Bourn y Prescott, 2002). La aplicación excesiva de fertilizantes a los cultivos convencionales puede provocar contaminación ambiental y pérdida de la biodiversidad (Puig-Montserrat et al., 2017), por lo que la agricultura ecológica se presenta como alternativa con el objetivo de incrementar la materia orgánica del suelo y proporcionar una liberación continua de nutrientes a los cultivos a medida que ésta se descompone (Martínez-Alcántara et al., 2016).

La comparación del estado nutricional de frutos producidos de manera ecológica y convencional ha sido estudiada en diferentes productos como zanahorias, vegetales de hoja verde, patatas y manzanas, pero los resultados obtenidos, además de estar realizados en cultivos hortícolas, no son muy consistentes en algunos casos (Bernacchia et al., 2016; Toselli, 2010; Yu et al., 2018). Aunque en España la gran parte de las parcelas de caqui son de cultivo convencional, existe un crecimiento de la producción bajo agricultura ecológica, con un incremento de más de un 16 % en la Comunitat Valenciana en los últimos años (CAECV, 2021).

El objetivo de este estudio es la determinación de la concentración de los principales macroelementos en diferentes partes de la pulpa del caqui bajo prácticas de cultivo ecológico y convencional, y relacionarlo con los parámetros fisicoquímicos asociados a la calidad de la fruta en el momento de recolección. La información podría ayudar a adecuar los requerimientos nutricionales de la fruta para lograr una mejor calidad en la producción de caqui.

2. Materiales y métodos

2.1 Condiciones experimentales y material vegetal

Este estudio se llevó a cabo en caqui ‘Rojo Brillante’ cultivado en seis parcelas situadas en Carlet (Valencia). Tres de esas parcelas se manejan bajo prácticas de cultivo ecológico y las otras tres bajo manejo convencional, con un plan de fertilización que se muestra en la Tabla 1.

Tabla 1. Plan de fertilización en los cultivos estudiados.

1Producto ecológico con 2.8 % N orgánico, 3.1 % K2O y 40 % materia orgánica.

En cada parcela se marcaron previamente 12 árboles, cuatro árboles por réplica, para la toma de muestras de frutos en tres momentos del periodo de cosecha: 16 de octubre, 7 de noviembre y 12 de diciembre. En cada momento de cosecha se recolectaron 36 frutos por repetición, tomando nueve frutos de cada árbol.

Las muestras se llevaron al Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA) donde se realizaron los análisis fisicoquímicos (peso, color externo, firmeza y (peso, color externo, firmeza y SST) y la determinación de macronutrientes de la pulpa (N, P, K, Ca y Mg).

2.2 Determinación de parámetros fisicoquímicos

El peso, el color externo y la firmeza de la pulpa se determinaron individualmente sobre una muestra de 20 frutos por repetición. Cada fruto fue pesado con una balanza digital (modelo PB3002-S/FACT, Mettler 85 Toledo, Suiza). El color externo se evaluó con un colorímetro (Minolta, modelo CR-300, Ramsey, N.Y., EE. UU.), utilizando los parámetros L, a, b de Hunter. Los resultados se expresaron como índice de color (IC = 1000a/ Lb) (Salvador et al., 2007). La firmeza se determinó en la zona ecuatorial de cada fruto, realizando dos medidas en caras opuestas, eliminando previamente la piel. Se utilizó un texturómetro provisto de un punzón de 8 mm de diámetro (Instron Corp., mod. 4301, Canton, Mass., EE. UU.). Los resultados se expresaron como la fuerza en Newton (N) necesaria para romper la pulpa (Salvador et al., 2006).

Para la determinación de los SST, se preparó un zumo sobre 5 frutos por repetición utilizando un extractor de zumo eléctrico. Para evitar la interferencia de los taninos, previamente se realizó su insolubilización utilizando una solución de polietilenglicol al 5 % (p/p) (PEG 6000, Panreac) para precipitar los taninos aún presentes en el zumo (Vilhena et al., 2020). Las medidas se to-

maron con un refractómetro (Atagomod. PR1) y los resultados se expresaron en porcentaje.

2.3

Determinación de macronutrientes

La toma de muestra para la determinación de macronutrientes se realizó sobre 11 frutos por repetición. Los frutos fueron cortados longitudinalmente en cuatro partes. Se tomaron dos partes opuestas, que se subdividieron en dos zonas: parte basal y parte apical (Figura 1). Estas fracciones se pelaron y cortaron en secciones de pequeño tamaño y se secaron en estufa a 60-65 ⁰C hasta alcanzar un peso constante.

Figura 1. Esquema de las dos partes del fruto del caqui utilizadas para la determinación de macronutrientes.

La concentración de N total de las fracciones de pulpa se determinó mediante el método semi-micro Kjeldahl (Bremner, 1996). La determinación de las concentraciones de P, K, Ca y Mg en las muestras se hizo a partir de la predigestión de medio gramo de material vegetal con 10 mL de HNO3 concentrado seguido de una digestión a 120 ºC y previamente enfriado añadiendo 2 mL de HClO4 al 70 % para realizar una segunda digestión a 220 ºC. El producto obtenido se diluyó con 25 mL de agua ultrapura previamente a la determinación de nutrientes mediante espectrometría de emisión atómica con plasma de acoplamiento inductivo simultáneo (ICP-AES 6000, Thermo Scientific, Cambridge, Reino Unido). Los resultados se expresaron como porcentaje en peso seco (p.s.).

3.4 Análisis estadístico

Se realizó un análisis de varianza (ANOVA) y múltiples comparaciones entre las medias (p ≤ 0,05) mediante el método LSD (diferencia mínima significativa). Además, se estudiaron las correlaciones entre los nutrientes y la calidad de la fruta mediante una matriz de correlación de Pearson. Los análisis se llevaron a cabo utilizando el software Statgraphics Centurion XVII.I (Manugistics, Inc., Rockville, MD, EE. UU.).

3. Resultados y discusión

3.1 Macronutrientes en el fruto bajo condiciones de manejo ecológico y convencional

En el estudio llevado a cabo se observó un aumento de la concentración de N en ambas zonas de la pulpa estudiadas con el avance de la cosecha (Figura 2a). En la parte apical

del fruto, el contenido de N fue ligeramente superior al de la parte basal, lo que se observó tanto en los frutos de manejo convencional como en el ecológico. Además, la influencia del manejo de la parcela se observó principalmente en las recolecciones de noviembre y diciembre, en las que la fruta ecológica presentó un mayor contenido de N que la fruta convencional.

Figura 2. Concentración de macronutrientes en la parte basal y apical del fruto durante el período de recolección comercial del caqui ‘Rojo Brillante’ cultivado bajo manejo convencional (CV) y ecológico (ECO). Las barras verticales representan los intervalos de diferencias mínimas significativas (LSD) (p ≤ 0,05).

Macronutrientes en caqui “Rojo Brillante” y calidad

En las tres recolecciones realizadas, la concentración de P fue significativamente menor en la zona basal que en la apical (Figura 2b). En la fruta cosechada en octubre, los valores medios de P en la parte basal de la pulpa fueron de 0,06 %, mientras que la concentración en el área apical fue de 0,10 %, sin diferencias entre los dos manejos y sin importantes cambios en la cosecha posterior. Sin embargo, en diciembre, la concentración de P disminuyó en la zona apical de los frutos de cultivo convencional, mientras que aumentó en la zona basal de los frutos de ambos manejos. La concentración de K también fue mayor en el área apical del fruto. Así, en octubre se observaron concentraciones cercanas a 1,0 % y 0,7 % en el área apical y basal respectivamente, con ligeros cambios en las siguientes recolecciones. No se observó un efecto del manejo en la concentración de este elemento (Figura 2c).

En cuanto a la concentración de Ca, en los frutos recolectados en octubre, se observaron unos valores muy superiores en el área basal de la pulpa (cercanos al 0,05 %) que en la apical (cercanos al 0,01 %) (Figura 2d). Un descenso significativo en la concentración de Ca de la parte basal del fruto ocurrió con el avance de la recolección. Sin embargo, en la parte apical se observó un incremento en la recolección de noviembre sin diferencias en diciembre, hasta valores similares a los mostrados en la zona basal del fruto. En el periodo estudiado, los valores medios de concentración de Ca fueron ligeramente mayores en los frutos de las parcelas convencionales que los de las ecológicas.

En la concentración de Mg, no se mostraron diferencias entre las dos áreas de la pulpa evaluadas y tampoco un efecto del manejo del cultivo (Figura 2e). Sin embargo, se observó un descenso importante desde octubre a noviembre, para mantenerse sin cambios en diciembre.

Los valores de los macronutrientes determinados en la pulpa del caqui se encuentran en el rango de los reportados para otras variedades, como ‘Fuyu’, ‘Hachiya’ y ‘Costata’ (Clark y Smith, 1990; Choi et al., 2011; Enab y Mikhael, 2018; Rehalia y Sandhu, 2005).

En los cultivos convencionales, minerales tales como N, P y K se utilizan en forma de fertilizantes químicos solubles, por lo que se espera encontrar una mayor cantidad de estos mismos disponibles en la fruta convencional que en la ecológica (Bernacchia et al., 2016). Sin embargo, en el presente estudio, las concentraciones de N y P fueron mayores en los frutos de las parcelas ecológicas que en las de manejo convencional y no se observaron diferencias en las concentraciones de K entre los frutos de ambos los cultivos.

Muy pocos estudios se han centrado en la distribución de nutrientes en la pulpa del caqui, y los que lo han hecho se han centrado sobre todo en buscar una relación entre la distribución de nutrientes y las alteraciones del fruto (Clark y Smith, 1990; Kim et al., 2002; Ben-Arie et al., 2008). En el presente estudio, se encontraron diferencias significativas en las concentraciones de N, P, K y Ca entre las zonas basal y apical del fruto. Estas diferencias también fueron observadas para N y K por Clark y Smith (1990), quienes encontraron concentraciones más altas de estos elementos en la parte apical de caqui cv. Fuyu. Sin embargo, también observaron que estas diferencias en la concentración de K disminuían con el tiempo, un efecto que no se observó en este caso.

Con el avance de la cosecha se observó un incremento en la acumulación de N en ambas áreas de la pulpa, mientras un acusado descenso ocurrió en la concentración de Mg. Esta disminución en la concentración de Mg durante el periodo de recolección también se ha observado en caqui ‘Fuyu’ (Clark y Smith, 1990) y en otras frutas como granada y níspero (Glew et al., 2003; Mirdehghan y Rahemi, 2007). Es de destacar el descenso que sufrió la concentración de Ca en la parte basal, mientras que un incremento se observó en la parte apical, lo que indica una translocación de este elemento desde la parte basal a la apical durante el periodo de cosecha estudiado.

En el presente estudio no se encontraron correlaciones entre las concentraciones de N, P y K en la parte apical ni tampoco en la parte basal (Tabla 2). Sin embargo, la concentración de Ca se correlacionó negativamente con la de N y positivamente con la concentración de Mg en ambas áreas de la pulpa. La diferente movilidad de estos elementos en las plantas desde las hojas al fruto podría conducir a un efecto antagónico entre la translocación de Ca en el fruto con altas concentraciones de N. Sin embargo, como el Mg y el Ca presentan una movilización similar, la mayor absorción de uno de ellos podría incrementar la asimilación del otro en el fruto. También fueron observadas algunas correlaciones significativas entre los nutrientes en las diferentes partes del fruto. Así, la concentración de Mg de la zona apical se correlacionó positivamente con el Ca y Mg de la zona basal.

Tabla 2. Coeficientes de correlación entre los macronutrientes en la zona basal y apical del fruto de caqui ‘Rojo Brillante’.

*Correlación significativa (p ≤ 0,05).

Desde un punto de vista agronómico, la relación entre elementos puede proporcionar más información sobre el estado nutricional del cultivo que las concentraciones individuales de los nutrientes (Marcelle, 1995). Así en manzana y pera la relación N/Ca se utiliza ampliamente para predecir la calidad de almacenamiento de la fruta (Brunetto et al., 2015). También la relación entre Ca, K, y Mg se analiza con frecuencia, ya que tanto el K como el Mg pueden impedir la acumulación de Ca en algunas especies frutales (Marcelle, 1995; Madani et al., 2015). Además, en caqui, un desequilibrio entre estos elementos se ha relacionado con el desarrollo de algunas alteraciones en la pulpa (Kim et al., 2002). En el presente estudio se evaluó la relación de Ca/ (K+Mg) y N/Ca en las dos áreas de pulpa evaluadas (Tabla 3). En los dos sistemas de manejo, en el área basal de la pulpa se observó una mayor relación Ca/(K+Mg) y una menor relación N/Ca que en la parte apical. Los valores obtenidos se encuentran dentro del rango reportado para el caqui ‘Fuyu’ (Kim et al., 2002). Hay que remarcar que la relación N/ Ca aumentó con el avance de la cosecha en la zona basal de la pulpa mientras que sufrió un descenso en el área apical, lo que refleja la translocación del Ca observada hacia la zona apical de la pulpa.

Tabla 3. Ratios entre los macronutrientes en las partes basal y apical de la pulpa del caqui ‘Rojo Brillante’ bajo manejo convencional (CV) y ecológico (ECO).

3.2 Relación entre macroelementos y la calidad de la fruta

El caqui ‘Rojo Brillante’ es una variedad caracterizada por tener un gran tamaño en el estado de madurez comercial. En el presente estudio se observó que en octubre los frutos habían alcanzado valores medios cercanos a 250 g, sin diferencias significativas entre los diferentes manejos de cultivo (Figura 3a). No se observó un crecimiento del tamaño durante las siguientes recolecciones, lo que concuerda con las fases fenológicas descritas para esta variedad.

Figura 3. Peso (a), color (b), firmeza (c) y SST (d) durante el período de recolección comercial del caqui ‘Rojo Brillante’ cultivado bajo manejo convencional (CV) y ecológico (ECO). Las barras verticales representan los intervalos de diferencias mínimas significativas (LSD) (p ≤ 0,05).

El color externo del fruto es uno de los parámetros más utilizados como índice de recolección no destructivo, debido a la estrecha relación entre el color externo y los cambios fisicoquímicos durante la maduración del caqui (Salvador et al., 2007). En la mayoría de las variedades de caqui la cosecha se realiza cuando los frutos alcanzan un tono rojizo-anaranjado homogéneo sin coloración verde de fondo (Besada y Salvador, 2011). En el presente estudio el índice de color del fruto incrementó con el avance de la cosecha, desde valores cercanos a -1,3, con una tonalidad homogénea amarillo-anaranjada en octubre, hasta valores de +14 en la cosecha de diciembre, que corresponde a una coloración naranja intensa. No se observó un efecto del manejo en la coloración del fruto en ninguna de las recolecciones evaluadas (Figura 3b).

Con el avance de la cosecha, como era de esperar, el incremento en la coloración del fruto fue acompañada de un descenso de la firmeza (Figura 3c). Estudios anteriores indican una fuerte correlación negativa entre el color externo y la firmeza de la pulpa, lo que permite predecir la firmeza de la fruta a partir del color externo como medida no destructiva (Salvador et al., 2006; Tessmer et al., 2016). Sin embargo, aunque el manejo no influyó en la coloración externa, los frutos ecológicos mostraron una firmeza algo más baja en las recolecciones de octubre y diciembre que la fruta procedente de las parcelas convencionales. Aun así, en todos los casos los valores de firmeza fueron óptimos para la cosecha desde el punto de vista comercial. Se observó también un incremento en el contenido de SST a lo largo de las recolecciones. Al igual que lo observado en la firmeza, los valores de SST fueron ligeramente superiores en las parcelas bajo manejo convencional en octubre y diciembre (Figura 3d).

La matriz de correlación entre los macroelementos y los parámetros de calidad se muestra en la Tabla 4. En la zona basal y apical del fruto no se observó una correlación significativa entre las concentraciones de N, P y K y el color, firmeza y SST. Sin embargo, en caqui ‘Fuyu’ se ha reportado una relación negativa entre el N del fruto y los SST y el color, lo que se ha relacionado con el gasto de carbohidratos para la asimilación del N (Choi et al., 2012).

Tabla 4. Coeficientes de correlación entre los macronutrientes de las partes basal y apical y los parámetros de calidad del caqui ‘Rojo Brillante’.

*Correlación significativa (p ≤ 0,05).

Macronutrientes en caqui “Rojo Brillante” y calidad

En la zona basal, las concentraciones de Ca y Mg presentaron una correlación positiva con la firmeza y el contenido de SST. Así mismo, en el área apical, se encontraron correlaciones positivas entre el Ca, color y SST, mientras que el Mg se correlacionó con los tres parámetros de calidad. Kim et al. (2002) estudiaron la relación entre las alteraciones de la fruta y la concentración de nutrientes y encontraron mayores concentraciones de Ca en la zona basal del caqui ‘Fuyu’. Estos autores reportaron que las bajas concentraciones de este elemento en la parte apical, o un desequilibrio en la distribución de Ca, K, y Mg podría estar asociado a desórdenes en el fruto como el pardeamiento de la parte apical. En el presente estudio también se observaron fuertes correlaciones entre N/Ca y Ca/(K+Mg) con color y SST en ambas partes del fruto, y con la firmeza en la parte basal.

4. Conclusiones

Este estudio proporciona información relevante sobre la concentración de macronutrientes en diferentes áreas de la pulpa durante el periodo de cosecha del caqui ‘Rojo Brillante’ cultivado bajo manejo convencional y ecológico. La zona apical del fruto acumuló mayores concentraciones de N, P y K que la zona basal. Además, con el avance de la cosecha se produjo una traslocación de Ca desde la zona basal a la apical y no se encontraron diferencias en la concentración de Mg entre las dos áreas de pulpa evaluadas, que disminuyó durante la maduración del fruto.

En los frutos bajo manejo ecológico se detectó una menor concentración de Ca y mayores concentraciones de N y P que en los de cultivo convencional, mientras que el manejo no afectó a las concentraciones de K y Mg.

El estudio de las correlaciones entre macronutrientes y los principales parámetros de calidad pusieron de manifiesto que el Ca y Mg, y los ratios de N/Ca y Ca/(K+Mg), se encuentran estrechamente relacionados con el color, firmeza y SST. Este resultado refuerza la importancia de una fertilización equilibrada para la obtención de frutos de calidad en cosecha.

Agradecimientos

Esta investigación ha sido financiada por el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA) a través de los proyectos RTA2017-00045-C01 y PID2021-127975OR-C21 y por la Generalitat Valenciana (proyectos IVIA-52201 y 52203) y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER). Nariane Q. Vilhena agradece al INIA la ayuda FPI-INIA (PRE2018-085833). Los autores agradecen el apoyo técnico prestado por la Cooperativa Agrícola “Sant Bernat” Coop.V.

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Efectos del recubrimiento vegetal

Benito Orihuel-Iranzo* y Rafael Torregrosa.

Productos Citrosol

Partida Alamada Parc. C, 46721 Potries, Valencia

*borihuel@citrosol.com

RESUMEN

Si bien la utilización de recubrimientos, comúnmente denominados ceras, se remonta a los años 30 del pasado siglo, ha sido a lo largo de los últimos diez años cuando han aparecido en el mercado los denominados “plant-based coatings”, en principio formulados a base de sustancias de origen vegetal. En Citrosol se inició, a mediados de la pasada década, el desarrollo de recubrimientos vegetales a partir de la cera extraída de las hojas del árbol de la carnauba (Copernicia prunifera). Recubrimientos que tienen certificación ecológica, y certificación vegana.

En el presente trabajo se presentan datos propios y de investigadores independientes que miden los efectos de uno de estos recubrimientos vegetales en el mantenimiento de la calidad postcosecha de los frutos cítricos.

Datos propios, y de Zacarías et al. (2023 y 2024), establecen un control sobre la pérdida de peso cercano al 50%, tanto en almacenamiento frigorífico como en condiciones ambientales. Este nivel de eficacia en el control de la pérdida de peso podría estar relacionado con el incremento de la firmeza de los frutos que reportamos aquí después de almacenamientos o transportes frigoríficos (Pérez-Gago y Palou, 2024). También presentamos experiencias propias y de Zacarías (2023) que establecen la eficacia de este recubrimiento en el control de los manchados de la piel por Daño por Frío (DF), y de síntomas de envejecimiento, tanto en naranjas como en otros grupos varietales de cítricos. En estas experiencias también se ha visto que con este recubrimiento el contenido en Etanol de las naranjas Lanelate almacenadas en frío hasta 12 semanas se mantiene en unos niveles similares al de los frutos no encerados, indicando que el recubrimiento PlantSeal® preserva el sabor de los cítricos, aún después de almacenamientos frigoríficos prolongados (Zacarías et al, 2024).

El conjunto de evidencias presentadas indica que, la utilización del recubrimiento vegetal PlantSeal® puede contribuir enormemente a mantener la calidad que los frutos tenían en el momento de su recolección, reducir el desperdicio alimentario y contribuir a la sostenibilidad económica de todos los integrantes de la cadena de suministro de los cítricos.

1. Introducción

La calidad poscosecha de los frutos cítricos se reduce, o finaliza, por dos procesos biológicos muy diferentes: el podrido ocasionado por hongos patógenos y los desórdenes fisiológicos poscosecha que en muchos casos afectan a la piel, y que se manifiestan como muy diversos manchados de piel (Petracek et al, 2006; Zacarías et al, 2020). Los manchados de piel son debidos al DF, stress hídrico y/o exceso de pérdida de H2O, daños mecánicos por impactos o abrasiones, y otras causas varias (Petracek et al, 2006; Zacarías et al, 2020). En este artículo presentamos experiencias que resaltan diversos efectos que el recubrimiento PlantSeal® tiene ralentizando, o incluso controlando estos procesos fisiológicos, ya que los recubrimientos, más allá de actuar como soporte para la inclusión de fungicidas, tienen poca, o ninguna, relevancia en el control de los procesos de podrido. La pérdida de peso en los frutos cítricos es elevada porque para su distribución en fresco es necesario lavarlos, y al lavarlos se elimina la capa de ceras naturales que reducen la transpiración y pérdida de H2O en los mismos. Dado que la pérdida de peso en los frutos es dependiente del gradiente

en la presión de vapor entre la piel y el aire alrededor del fruto, la temperatura de pulpa del fruto suele ser el factor más determinante para dicho gradiente. Por ejemplo, las naranjas Valencia Late pierden diariamente a 4-5 ºC un 0,086% de su peso, mientras que a temperaturas ambientales de 25 ºC, si bien a una humedad relativa inferior, pierden un 0,86%, es decir diez veces más (Tugwell, 1989). Pero la pérdida de peso de los cítricos no solo tiene relevancia por sí misma, el atractivo de los frutos se resiente, apareciendo síntomas de envejecimiento y senescencia acelerada que convierten a la mayoría de los frutos en invendibles cuando la pérdida de peso acumulada se acerca al 5% de su peso en el momento de la recolección (Grierson y Miller, 2006).

Los recubrimientos, comúnmente denominados ceras, se utilizan en la poscosecha de los cítricos, y de otros frutos, desde los años 30 del pasado siglo. Si bien inicialmente se utilizaron con el fin de reducir la pérdida de peso que se origina en los frutos cítricos durante su transporte y distribución, en poco tiempo el propósito del encerado paso a ser

la consecución de un brillo en los frutos que ahora algunos pueden considerar irracional (Kaplan, 1986).

La composición de los recubrimientos que se aplican a los cítricos ha ido evolucionando. Inicialmente se utilizaron ceras de parafina que fueron reemplazadas por las ceras solventes en las que una o varias resinas se disuelven en disolventes orgánicos. Después aparecieron los recubrimientos formados por emulsiones de polietileno oxidado, o de la cera vegetal de carnauba, en formulaciones con resinas tales como la goma laca, utilizándose ésta para incrementar el control sobre la pérdida de peso y para mejorar el brillo.

Además de su contribución a la disminución de la pérdida de peso, desde inicios del presente siglo, se han presentado evidencias sobre el efecto de las ceras en la reducción de los niveles de DF (Lado et al., 2019; Petracek et al., 2006; Ritenour, 2005). Sin embargo, esta información científica contiene algunos resultados contradictorios, por ejemplo, el encerado mitiga el DF en pomelos, mientras que lo incrementa en las limas de Florida, pero no en las de California (Petracek et al., 2006). Esto, probablemente, es consecuencia de que las ceras de distintas procedencias son de naturaleza diferente, tanto en composición como en las propiedades de las emulsiones. En la literatura científica se habla de ceras en general, pero éstas y sus funcionalidades sobre el fruto pueden ser muy diferentes (Hall y Sorenson, 2006), y es lógico que su efecto sobre el DF pueda ser diferente.

También es destacable, si bien se suele minusvalorar y existen pocos datos al respecto, la aportación que pueden tener algunos recubrimientos en el mantenimiento de la firmeza de los frutos (Pérez Gago y Palou, 2024). El mantenimiento de la firmeza evita, o mitiga, la aparición de frutos con deformaciones permanentes (Figura 4). Estos frutos deformados pueden aparecer a la llegada de envíos intercontinentales, provocando reclamaciones por parte de importadores y retailers.

Hace unos pocos años, Citrosol formuló un recubrimiento únicamente formado por una emulsión de la cera vegetal del árbol de la carnauba (Copernicia prunifera) al que denominamos PlantSeal® .

En este artículo revisamos algunos resultados propios (Torregrosa y Orihuel-Iranzo, 2021) y nuevas evidencias, junto con resultados de otros autores, en los que se han estudiado los efectos del recubrimiento PlantSeal® en la calidad poscosecha de los cítricos.

A lo largo de la cadena de suministro se producen pérdidas de peso, ablandamientos, manchados de piel y aparecen síntomas de envejecimiento que originan pérdidas económicas no solo a los operadores sino también a los mismos retailers ya que la incidencia de estos problemas se incrementa al pasar los frutos a las temperaturas ambientales de los lineales. La aplicación de recubrimientos como el de origen vegetal PlantSeal® constituyen una importante herramienta tecnológica para evitar los problemas y desperdicios mencionados a lo largo de las cadenas de suministro, contribuyendo a mantener la calidad que los frutos tenían en el momento de su recolección.

2. Materiales y métodos

2.1 Ensayo en naranjas

Valencia

Se emplearon naranjas cv. Valencia de un huerto de la comarca de la Safor, de la misma cosecha, calibre y color. Se seleccionaron 30 frutos por tratamiento (Cera Convencional de polietileno oxidado y goma laca) y 30 frutos para el control sin recubrimiento. La fruta se trató con 450 ppm de imazalil, se lavó con un jabón neutro (Essasol 1%) y se desinfectó con una solución de ácido peracético (Citrocide PC 0,3%). La fruta perfectamente seca se enceró a una dosis de 1 l/Tm y se secó con un secador de mano (20 s). Los frutos y se pesaron (día 0) en una balanza de precisión COBOS (Barcelona, España), modelo CI-4200 CBC con una precisión de 0,01 g. Se conservaron en una cámara de frigoconservación a 5 °C, 80% HR y <2.500 ppm de CO, durante 84 días y se determinó el peso de los frutos cada dos semanas. El porcentaje de perdida de peso se calculó con la siguiente fórmula:

El resultado de porcentaje de pérdida de peso para cada tratamiento y el control fue la media aritmética de los 30 frutos por tratamiento. Se determinó la ecuación de ajuste a una recta para cada tratamiento, con el fin de determinar la velocidad de pérdida de peso de cada tratamiento.

2.2 Ensayo de deformación permanente

Se emplearon naranjas cv. Lanelate de un huerto de la comarca de la Safor, de la misma cosecha, calibre y color. Se seleccionaron 45 frutos por tratamiento (Cera Convencional y PlantSeal®) y 15 frutos para evaluar la deformación a día 0. La fruta se trató con 450 ppm de imazalil, se lavó con un jabón neutro (Essasol 1%) y se desinfectó con una solución de ácido peracético (Citrocide PC 0,3%). La fruta, bien seca, se enceró a una dosis de 1 l/Tm y se secó con un secador de mano (20 s). Se determinó la deformación permanente con un texturómetro TA.XTPlus (Stable Micro Systems Ltd., Godalming, UK) con una célula de carga de 5 kg y una probeta (disco de acero inoxidable) de 75 mm de diámetro, a una velocidad de compresión de 5 mm/min. Los resultados se expresaron como el porcentaje de deformación relativo al diámetro inicial de cada fruto, siendo el valor la media de 15 frutos para cada tratamiento. La fruta de conservó en una cámara de frigoconservación a 5 °C, 80% HR y <2.500 ppm de CO₂. Se evaluó la deformación de los frutos a los 0, 10, 20 y 30 días, dejando la fruta 5 días a temperatura ambiente (simulación de vida comercial), antes de realizar la medida. Al ser un ensayo destructivo se utilizaron 15 frutos por tratamiento a los 10, 20 y 30 días; y 15 frutos sin tratar a los 0 días. Los resultados se sometieron a un análisis de varianza ANOVA al 95% de confianza estadística.

3. Resultados y discusión

3.1 Control de la pérdida de peso

El control de la pérdida de peso tiene gran relevancia comercial, no solo para evitar las pérdidas entre salida de almacén y llegada al depot de la cadena de supermercados, sino también porqué en los lineales de los supermercados se incrementan las pérdidas de peso como consecuencia del cambio a las condiciones ambientales (20-25 ºC y baja HR) de dichos lineales. Siendo los recubrimientos una tecnología muy adecuada para reducir estas pérdidas.

Los resultados de la Figura 1 muestran la pérdida de peso comparativa entre frutos de naranjas Valencia recubiertos con Plantseal®, y cera convencional (Conventional wax, una formulación usual a base de polietileno oxidado y goma laca) frente a un control de frutos lavados pero no encerados, durante 84 días de conservación refrigerada a 5 ºC. (Torregrosa y Orihuel-Iranzo, 2021). El recubrimiento PlantSeal® tuvo una eficacia en el control de la pérdida de peso del 40,3%, mientras que la cera convencional solo alcanzó a controlar un 22,9% de la pérdida.

Figura 1. Pérdida de peso en naranjas cv. Valencia recubiertas con Plantseal®, y cera convencional (Conventional wax) a base de polietileno oxidado y goma laca, frente a un control de frutos lavados, pero no encerados, a lo largo de 84 días de almacenamiento frigorífico a 5 ºC. La dosis de los recubrimientos fue de 1 L/Tm de fruta. (Torregrosa y Orihuel-Iranzo, 2021).

Figura 2. Pérdida de peso en naranjas cv. Lanelate a lo largo de 4 semanas de almacenamiento frigorífico a 2 ºC y posterior simulación de vida comercial de 4 días a 20 ºC. Las naranjas fueron recubiertas con Plantseal® o únicamente lavadas (Zacarías, 2023).

En una experiencia independiente en frutos de la naranja Lanelate (Figura 2) se pudo comprobar el importante incremento en la pérdida de peso que tiene lugar en los frutos a la salida de un almacenamiento frigorífico después de 4 días adicionales a 20ºC, en simulación de vida comercial. Cuando la fruta pasa a las temperaturas ambientales de los lineales, la pérdida de peso se dispara, pero la PlantSeal® también la reduce, en este caso prácticamente un 50% (Zacarías, 2023). La pérdida de peso en los lineales puede ser una merma oculta para las cadenas de supermercados de gran relevancia económica, no solo por sí misma, sino por sus efectos incrementando el deterioro de la piel y los síntomas de envejecimiento (Ben-Yehoshua y Shapiro, 1981; Grierson y Miller, 2006).

A continuación, para subrayar la relevancia de la elevada eficacia en el control de la pérdida de peso de este recubrimiento vegetal en las cadenas de suministro de los frutos cítricos, realizamos una simulación de lo que supondría la utilización del recubrimiento PlantSeal® frente una cera convencional de polietileno oxidado y goma laca, cuyas eficacias en control de la pérdida de peso se podrían situar entre el 8% y el 25%, según un reciente estudio de Pérez Gago y Palou (2024), en un tránsito relativamente corto de 28 días a 2 ºC de naranjas cv. Lanelate, y el posterior tiempo entre depot y compra por el consumidor de 4 días a 20 ºC. Para esta simulación consideramos que la cera convencional de mercado tiene una eficacia en el control de la pérdida de peso del 15%.

Tabla 1. Simulación de pesos a la llegada a destino, y posterior periodo de vida comercial a 20 ºC, de un contenedor de naranja cv. Lanelate recubierta con cera convencional de polietileno oxidado y goma laca, o con el recubrimiento vegetal PlantSeal®. Datos de pérdida de peso tomados de Zacarías (2023) para la PlantSeal®, y suponiendo una reducción en la pérdida de peso con la cera convencional del 15 %.

Esta simulación denota que las diferencias en la cantidad de fruta que llega a destino y la cantidad de fruta que se puede vender en tienda pueden ser muy relevantes en función de la eficacia en el control de la pérdida de peso del recubrimiento utilizado. Gracias a utilizar PlantSeal® pueden llegan a destino más de 175 Kg de fruta adicionales por contenedor que utilizando el recubrimiento convencional , que en punto de venta podrían llegar a ser casi 450 Kg más, lo que supone una enorme merma oculta tanto para el operador como para el retailer. Unas pérdidas que en el caso de las variedades tipo mandarina aún son superiores, ya que la pérdida de peso en las “easy peelers” y limones, es superior a la que tienen las naranjas (Albrigo y Burns, 1991; Zacarías, 2023), e incluso en algunas variedades como la Tango la pérdida de peso es casi el doble que en naranjas (Zacarías, 2023). También es destacable que este periodo de 28 días a 2 ºC y 4 días a 20 ºC es muy ajustado; ya que en la mayor parte de los envíos intercontinentales de cítricos el tiempo entre la salida del almacén de origen y salida del depot del retailer, o del distribuidor, para su venta en tienda se dispara hasta los 40 o incluso 50 días, y por lo tanto, las pérdidas de peso, aquí consignadas, se incrementarían en estos periodos más prolongados.

Otro corolario comercialmente relevante es que, los operadores pueden disminuir el sobrepeso tanto en pre-empaquetados como en otras confecciones cuando se utiliza PlantSeal® en lugar de otras ceras convencionales. En la Tabla 2, se muestran los sobrepesos que, según encuesta propia realizada a operadores de cítricos de países mediterráneos, se utilizan en la actualidad en diversas confecciones y destinos y los que se utilizarían, bastante inferiores, en el caso de utilizarse el recubrimiento PlantSeal® en lugar de las usuales ceras convencionales.

Tabla 2. Tabla 2. Sobrepesos que los operadores de los países mediterráneos (Grecia, Egipto, España, Marruecos y Turquía) utilizan en la actualidad en sus envíos. Y sobrepesos que se utilizarían cuando los cítricos se enceraran con PlantSeal®. GS son las siglas utilizadas para las confecciones tipo Gir-Sac. 1. La eficacia en el control de la pérdida de la pérdida de peso de las ceras convencionales se ha considerado de un 15%, pues las eficacias reportadas en las ceras convencionales de polietileno y goma laca se sitúan en niveles de entre el 8 y el 25% (Pérez Gago y Palou, 2024). Para la PlantSeal® utilizamos el dato de reducción del 50%, pues en tests propios el nivel de control sobre la pérdida de peso ha alcanzado el 53%.

3.2 Reducción de manchados postcosecha, daño por frío y envejecimiento

En trabajo anterior se ha comprobado una reducción de los manchados por DF con la PlantSeal® (reducciones del 85%) en pomelos (cv. Star Ruby) después de 44 días a 3-4,5 ºC y 6 días adicionales a 20-22 ºC (Torregrosa y Orihuel-Iranzo, 2021). Recientemente, Zacarías (2023) ha obtenido resultados similares, con reducciones importantes en los niveles de manchado por DF en naranjas Lanelate y en variedades de mandarina de “easy peelers”. En particular, en el hibrido Ortanique las eficacias del recubrimiento PlantSeal® en el control del DF se sitúan entre el 66% y el 75%, también muy elevadas (Tabla 3). Habiendo obtenido resultados similares con otras variedades de “easy peelers”, concretamente con las cv. Tango, Fortuna y Garbí. En la Figura 3 vemos el aspecto de los manchados por DF en mandarinas después de 3 semanas a 1ºC.

La elevada eficacia del recubrimiento PlantSeal® en el control del Daño por Frío no solo es relevante por sí misma, también tiene otro efecto práctico muy importante, y es que controla estos daños con la misma eficacia que el Tiabendazol (Torregrosa y Orihuel-Iranzo, 2021; Zacarías et al. 2024), materia activa fungicida que en muchas ocasiones se utiliza por su propiedad de reducir los manchados por DF (Schirra y Mulas, 1995). Finalmente, también es resaltable el control que PlantSeal® ejerce sobre la aparición de SERB (cansado de piel alrededor del cáliz) y en el control de los síntomas de envejecimiento en limas en tests cualitativos realizados

Tabla 3. Daño por frío en frutos cv. Ortanique después de 8 semanas a 2ºC, en frutos control únicamente lavados y en frutos recubiertos con PlantSeal®. El Indice de DF se determina clasificando los mismos en cuatro categorías atendiendo a la incidencia e intensidad de los manchados por frío, asignando a cada una de ellas los siguientes valores: 0, sin daño; 1, daños ligeros, hasta un 10% de la superficie afectada; 2, daños medios, entre 10 y 50% de la superficie con manchados de mayor intensidad y 3, daños severos, afectando a más del 50% de la superficie con manchados y picados de mayor severidad (Zacarías, 2023).

Figura 3. Aspecto típico de easy-peelers con Daño por Frío. En este caso se trata de mandarina cv. Fortuna después de 3 semanas a 1 ºC. Fotografías de L. Zacarías.

por operadores. Estos resultados pueden ser consecuencia de la relación entre la elevada deshidratación, y del estado hídrico de la piel de los cítricos, con la aparición de diversos tipos de manchados, como el mencionado SERB, o el teñido del mamelón de los limones, relación que varios autores señalan (Eckert y Eaks, 1989; Zacarías et al., 2020).

El importante efecto que tiene el recubrimiento vegetal PlantSeal® en la reducción, incluso el control, sobre el DF ha sido recientemente investigado mediante técnicas de análisis de la expresión génica (Zacarías et al., 2024). Estos autores han encontrado que varios recubrimientos, entre ellos PlantSeal®, tienen una importante eficacia controlando los DF y reducen la expresión génica de varias enzimas implicadas en la síntesis de etileno, concretamente las enzimas ACC sintasa 1, ACC sintasa 2, y la ACC oxidasa. Estos resultados podrían estar relacionados con investigaciones de hace ya varias décadas que establecían una relación entre la pérdida de peso de los frutos cítricos y una aceleración de su senescencia (Ben-Yehoshua, 1969; Ben-Yehoshua y Shapiro, 1981).

3.3 Mantenimiento de la firmeza del fruto y reducción de la deformación de los frutos

Mantener la firmeza de los cítricos es cada vez más relevante. Tanto en envíos por carretera como sobre todo en envíos intercontinentales, se producen muchas reclamaciones de los clientes finales por frutos blandos. Estas reclamaciones afectan tanto a mandarinas “easy peelers”, como, incluso más, a naranjas, limones y pomelos. En los envíos intercontinentales, estos frutos blandos aparecen como “planchados” ya que sufren lo que se denomina deformación permanente. En la Figura 4 vemos el aspecto de estos frutos reclamados. El recubrimiento PlantSeal® podría mantener mejor la firmeza de los frutos cítricos que cualquier otro recubrimiento actualmente en el mercado, debido a la elevada eficacia sobre el control de la pérdida de peso (Contreras-Oliva et al., 2011). El mantenimiento de la firmeza que proporciona PlantSeal® lo hemos estudiado midiendo la evolución de la firmeza de naranjas cv. Lanelate recubiertas con PlantSeal® o con una cera estándar de polietileno y goma laca con un texturómetro TA.XT Plus a lo largo de un almacenamiento frigorífico de 30 días a 5 ºC y 5 días a 21 ºC (Figura 5). Inicialmente, los frutos recién encerados solo se deforman un 3,1%, pero al final del periodo si han sido encerados con la cera de polietileno y goma laca el porcentaje de deformación se incrementa hasta el 4,4%, mientras que la pérdida de firmeza es mucho más lenta cuando se enceraron con PlantSeal®. Obsérvese que la deformación de los frutos aplicando una carga de 1 kg se incrementó en un 42 % al final del periodo cuando los frutos son encerados con la cera Estándar, pero solo un 16% cuando se utilizó PlantSeal® (Figura 5)

Estos resultados son similares a los reportados por Pérez Gago y Palou (2024), en su trabajo realizado con 3 recubrimientos comerciales. Todos los recubrimientos redujeron los porcentajes de deformación, pero el que más lo hizo fue el REC3, precisamente el recubrimiento con mayor control sobre la pérdida de peso de los tres. Además estos autores destacan la correlación entre la pérdida de peso, con el mantenimiento de la firmeza de los frutos.

Figura 4. Naranjas reclamadas por blandas (softness) en dos envíos desde un país mediterráneo a Asia. En ocasiones frutos con este aspecto también se reclaman como “bruised” (golpeados en castellano); si bien esta sintomatología en general no se debe a que hayan sido golpeados sino a su falta de firmeza, a que ceden ante el peso, o presión, ejercida por otros frutos en las cajas de transporte.

Figura 5. Evolución de la firmeza del fruto en un almacenamiento frigorífico a 5ºC y posterior periodo de simulación de vida comercial a 21ºC en frutos cv. LaneLate encerados con una cera estándar de polietileno y goma laca o encerados con PlantSeal®. Los resultados se expresan en % de deformación respecto al diámetro inicial del fruto. Se midieron 15 frutos por tratamiento. Los resultados se sometieron a un análisis de varianza ANOVA al 95% de confianza estadística. Letras diferentes suponen resultados significativamente diferentes.

3.4 Mantenimiento del sabor de los frutos después de almacenamientos prolongados

Si bien nosotros no hemos realizado determinaciones para averiguar si en almacenamientos, o transportes, frigoríficos prolongados de naranjas recubiertas con PlantSeal® se va acumulando el suficiente etanol para que se detecten malos sabores, Zacarías et al. (2024) sí que han realizado estas medidas. La acumulación de etanol es consecuencia de la estimulación de la fermentación por la barrera al tránsito de O₂ y CO₂, que siempre, en mayor o menor medida, constituyen los recubrimientos. Los datos de los mencionados autores (Figura 6), con acumulaciones de Etanol al cabo de 12 semanas de almacenamiento a 2 ºC incluso inferiores a las que tienen lugar en las naranjas solo lavadas, indican este recubrimiento permite unos niveles de respiración aerobia adecuados para impedir unos niveles de etanol que afecten negativamente al sabor. De hecho, los niveles de Etanol acumulados, según las determinaciones de estos autores, están muy por debajo de los niveles en torno a los 2 mg/mL que constituyen el umbral de detección de malos sabores en cítricos (Ke y Kader, 1990).

Figura 6. Evolución del contenido en etanol mg/mL) a lo largo de 12 semanas de almacenamiento frigorífico a 2 ºC de naranjas cv. Lanelate, y 4 días posteriores a 20 ºC de frutos control, frutos únicamente lavados y frutos encerados con PlantSeal® Los datos son la media ± DS (desviación standart) de tres determinaciones independientes. Figura elaborada a partir de las determinaciones de Zacarías et al. (2024).

4. Conclusiones

Los resultados presentados indican la importante aportación que el recubrimiento vegetal PlantSeal® supone para mantener la calidad de los frutos cítricos, evitando pérdidas alimentarias y económicas a todos los integrantes de las cadenas de suministros de los frutos cítricos. Es destacable que, en la literatura científica no hemos encontrado recubrimientos con estos niveles de control sobre la pérdida de peso, con eficacias entre el 40 y el 53%, como los aquí presentados, ni con el nivel de control que se ejerce en la pérdida de firmeza de los frutos. Por otra parte, este recubrimiento es también muy eficaz controlando, o reduciendo, los teñidos y manchados provocados por el Daño por Frío y otros desordenes fisiológicos de la piel, siendo también reseñable que con PlantSeal® se puede reducir el número de materias activas utilizadas en la poscosecha de cítricos,

Bibliografía

ya que en muchas ocasiones el fungicida TBZ (tiabendazol) se utiliza únicamente con el propósito de control de los DF, y utilizando PlantSeal® se ha visto como esta materia activa no es necesaria para dicha reducción de daños (Torregrosa y Orihuel-Iranzo, 2021; Zacarías et al., 2024). En definitiva, PlantSeal® es una valiosa herramienta tecnológica para incrementar el valor de los cítricos a lo largo de las cadenas de suministro, al mantener la calidad de los frutos y disminuir las pérdidas postcosecha. Además, es insumo certificado para la agricultura ecológica y es apta para el consumo vegano.

Agradecimientos

Los autores agradecen al Dr. Lorenzo Zacarías una lectura crítica del manuscrito y las fotografías de las mandarinas Fortuna con DF.

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Índices de madurez óptimos para la conservación de cultivos minoritarios en la Península Ibérica

Gemma Echeverria Cortada*, Dolors Ubach Miró, Elisabet Duaigues

Arbonés y Camilo López-Cristoffanini

IRTA, Postcosecha, Parc Agrobiotech, Parc de Gardeny, 25003, Lleida

* gemma.echeverria@irta.cat

Índices

1. Introducción RESUMEN

Los cultivos minoritarios, como el membrillo, el higo y la granada, son fundamentales para diversificar la producción agrícola. Aunque su producción es menor que la de otras especies, son apreciados por su valor nutritivo y demanda en el mercado. Sin embargo, la falta de índices precisos de madurez y prácticas adecuadas de manejo postcosecha puede provocar pérdidas significativas durante el almacenamiento y la distribución. Para mejorar su conservación y comercialización, es fundamental desarrollar índices de madurez específicos y técnicas de manejo óptimas para cada especie, utilizando métodos no destructivos y estándares.

Este estudio evaluó varios parámetros no destructivos y destructivos para determinar la madurez del membrillo, el higo y la granada.

Para el membrillo, el índice de absorbancia de la clorofila en cosecha se destacó como el mejor predictor de conservación. Se recomienda su uso para clasificar los frutos según su destino final.

En el caso del higo, el porcentaje de superficie coloreada evaluado visualmente mediante una escala hedónica resultó ser el índice más efectivo para prever su conservación, permitiendo clasificar los higos en lotes según su madurez.

Para el caso de la granada, no se logró establecer un índice no destructivo efectivo para clasificar los frutos. Aunque los valores %F y F0 de la resonancia acústica obtenidos tras la cosecha fueron los mejores parámetros, estos no se correlacionaron perfectamente con la calidad organoléptica después de la conservación. Por otra parte, la luminosidad medida por colorimetría podría ser un indicador prometedor de madurez para la granada, pero se requiere más investigación para su validación.

Estas conclusiones enfatizan la importancia de emplear índices específicos y no destructivos para la clasificación de frutos según sus características y destino final durante el almacenamiento y la distribución postcosecha.

Los cultivos minoritarios, como el membrillo (Cydonia oblonga), el higo (Ficus carica) y la granada (Punica granatum), son fundamentales para diversificar la agricultura. Aunque su producción sea menor en comparación con otras especies como el melocotón, la manzana y la pera, tienen un importante valor nutricional y son altamente demandadas en los mercados. Además, estas especies minoritarias son clave para la diversificación agrícola, mejorando la biodiversidad, la polinización, el control de plagas, el ciclo de nutrientes, la fertilidad del suelo y la regulación del agua sin comprometer el rendimiento de los cultivos (Tamburini et al, 2020). El membrillero, un árbol pequeño originario de la región del Cáucaso, produce membrillos, frutas de forma similar a una pera, con una piel rugosa y amarilla cuando está madura. A diferencia de la mayoría de las frutas, el membrillo no suele comerse crudo debido a su pulpa dura y sabor ácido y astringente. En cambio, se cocina para hacer mermeladas, jaleas y otros productos conservados. El membrillo es conocido por su alto contenido en pectina, lo que lo convierte en un excelente espesante natural para confituras y jaleas. Además, es rico en vitamina C, antioxidantes y fibra dietética (Majeed et al., 2018). El cultivo del membrillo requiere climas templados y su manejo postcosecha es crucial para evitar la pérdida de calidad y prolongar su vida útil.

El higo es el fruto de la higuera, un árbol originario del sudoeste de Asia y del Mediterráneo oriental. Es una fruta dulce y jugosa que puede consumirse fresca o seca. Los higos frescos tienen una piel delgada y comestible que puede variar en color desde el verde al púrpura-oscuro, dependiendo

de la variedad. El interior es generalmente de color rosado o rojo, lleno de pequeñas semillas comestibles. El cultivo del higo es relativamente sencillo, ya que la higuera es una planta resistente que puede crecer en suelos pobres y requiere poca agua una vez establecida. Los higos son altamente perecederos y deben consumirse rápidamente después de su recolección o conservarse mediante secado. Nutricionalmente, los higos son una buena fuente de fibra, vitaminas (como la vitamina B6) y minerales (como el potasio) (Kader, 2002).

La granada es el fruto del granado, un árbol o arbusto originario de la región que abarca desde Irán hasta el norte de la India. Es una fruta de tamaño mediano con una piel gruesa y coriácea que puede variar en color desde amarillo-naranja a rojo intenso. El interior de la granada está lleno de pequeñas semillas comestibles, cada una rodeada por una pulpa jugosa y dulce conocida como arilo. La granada es apreciada tanto por su sabor como por sus beneficios para la salud. Es rica en vitamina C, potasio y antioxidantes como los polifenoles, que han sido asociados con diversos beneficios para la salud, incluyendo propiedades antiinflamatorias y cardioprotectoras (Hou et al., 2019). El cultivo del granado es adecuado para climas cálidos y secos, y la fruta tiene una buena capacidad de almacenamiento, lo que facilita su distribución y comercialización.

El manejo postcosecha tiene como propósito mantener la calidad de frutas y verduras durante el transporte del campo hasta su consumo. Sin embargo, la falta de información

sobre los índices de madurez adecuados y las prácticas de manejo postcosecha específicas puede llevar a pérdidas significativas durante el almacenamiento y posterior distribución. La madurez del higo se determina comúnmente por la curvatura del cuello y la coloración de la piel, que varía según las variedades (Kader, 2002). La granada se evalúa principalmente por su color, aunque también se pueden utilizar criterios subjetivos como el peso y la sensación al tacto (Crisosto & Valero, 2008). El membrillo, finalmente, se selecciona por su color y aspecto de la piel (Lichter et al., 2002). Para mejorar la conservación y reducir las pérdidas, es fundamental definir índices de madurez objetivos y desarrollar prácticas de manejo postcosecha específicas para cada especie. Esto puede incluir técnicas de almacenamiento y tratamiento adaptadas a cada estado de madurez, así como la utilización de herramientas estadísticas modernas para analizar las correlaciones entre los índices de madurez y el potencial de conservación. Como destacan varios autores, la determinación de la madurez es un proceso complejo que implica la evaluación de varios parámetros, incluyendo la textura, el color y el contenido de azúcares y ácidos (Kader, 2002; Crisosto & Valero, 2008). Además, la elección de los índices de madurez adecuados puede variar según la especie y el destino final del producto (Lichter et al., 2002).

Con el objetivo de limitar estas pérdidas, en este estudio se planteó redefinir los criterios de recolección de las tres especies mencionadas anteriormente y definir para cada una diferentes estados de madurez de forma objetiva con la ayuda de técnicas estándar y no destructivas.

2. Objetivos

Proponer nuevas herramientas de caracterización de la madurez en frutos minoritarios para mejorar su comportamiento postcosecha y su vida comercial. Se definen también tres subobjetivos:

1. Caracterizar dos clases de madurez en cosecha utilizando métodos destructivos y métodos no destructivos.

2. Definir para cada clase de madurez los cambios de madurez y calidad durante su comercialización.

3. Definir para cada clase de madurez un destino comercial óptimo y determinar el parámetro o parámetros que tengan mayor relación con un óptimo de aceptación sensorial o grado de satisfacción de los consumidores.

3.

Metodología

y

plan de trabajo

Para lograr los objetivos propuestos, se trabajó con 3 cultivos minoritarios: membrillo (variedad ‘Wranja’), higo (variedad ‘Cuello de dama negro’) y granada (variedad ‘Mollar de Elche’). Tras su recolección, los frutos fueron analizados en cosecha y después de diferentes períodos de conservación. A su vez, se estableció una metodología de trabajo que fue aplicada en las dos etapas consecutivas (etapa 1 y etapa 2) del plan de trabajo.

3.1 Metodología

3.1.1 Análisis de calidad – Parámetros destructivos

Contenido de Sólidos Solubles (CSS)

Para membrillo y granada, se obtuvieron 10 ml del zumo obtenido de 5 frutos y para higo 5 g de pulpa disuelta en 50 mL de agua desionizada. El contenido de azúcares, expresado como CSS, fue analizado por refractometría en una muestra del zumo de cada 5 frutos para cada una de las tres especies. Los valores se han expresado como %.

Acidez titulable (AT)

La acidez titulable se determinó, en el mismo zumo o pulpa extraído para la determinación del CSS, por valoración con NaOH 0,1 N y con un pH-metro hasta el punto de neutralización de pH 8,1. Los resultados se han expresado como g ácido málico · L-1 para el membrillo y la granada, y en g de ácido cítrico · 100 g-1 de peso fresco para el higo.

Firmeza

Esta fue determinada en la pulpa de membrillo mediante un analizador de textura FTAWin (GUSS, Modelo No. GS25, Sudáfrica) equipado con un pistón de 8 mm de diámetro. La velocidad de penetración fue de 10 mm·s-1 con una profundidad de penetración final de 10 mm. Se realizaron dos medidas de firmeza en caras opuestas de la zona ecuatorial del fruto después de eliminar una pequeña rebanada de piel de 2 cm de diámetro y 1 mm de espesor. Los datos se expresan en newtons (N).

Para el higo, la firmeza se determinó mediante la resistencia de compresión acústica en la zona ecuatorial del higo. Para esto se utilizó la fuerza máxima necesaria para deformar el fruto un 6% aplicando una velocidad de 2 mm·s-1, usando una placa plana y cilíndrica (75 mm de diámetro), montado sobre un texturómetro TA-XT2 (Stable Micro Systems Ltd, UK).

3.1.2 Análisis de calidad – Parámetros no destructivos

Peso

Para el higo se determinó el peso mediante balanza para la evaluación de la pérdida de peso durante la conservación.

Color

Para el membrillo y la granada, el color fue determinado mediante un espectrofotómetro portátil tipo Minolta 2600D y evaluando las coordenadas L*,a*,b* (HUE). En el caso del higo, la intensidad y superficie coloreada se midió con una carta hedónica de color (Anexo 1)

Índice de absorbancia de la clorofila (IAD)

Este parámetro se midió, en las tres especies, con un DA-meter (TR Turoni, Forli, Italia) en dos caras opuestas de la zona ecuatorial de los frutos.

Resonancia acústica

Este parámetro no destructivo, fue medido en granada mediante un sensor de resistencia acústica (Aweta BV, Nootdorp, Países Bajos).

3.1.3 Evaluación sensorial

La aceptación sensorial se determinó solo en higos procedentes de la etapa 1 y del primer periodo de conservación. Esta fue realizada en una sala de análisis sensorial normalizado, ubicada en el Fruitcentre (IRTA, Lleida), que está equipada con 12 cabinas individuales y una zona anexa para la preparación de las muestras a degustar. Se realizó mediante cata por parte de un panel semi-entrenado compuesto por 15 personas del personal de IRTA. Los participantes llenaron un cuestionario donde se puntuó el grado de satisfacción de cada muestra según una escala hedónica de 9 puntos (1: me desagrada mucho; 2: me desagrada bastante; 3: me desagrada; 4: me desagrada un poco; 5: ni me gusta ni me desagrada; 6: me gusta un poco; 7: me gusta bastante y 9: me gusta mucho). Además, para cada personal del panel se constató sus datos personales referidos a edad y sexo. El panel también valoró la intensidad de firmeza y dulzura de los higos de acuerdo con una escala hedónica de 5 puntos (1: poca intensidad a 5: mucha intensidad).

3.1.3 Evaluación sensorial

Para cada especie se evaluó la incidencia y severidad de las alteraciones internas y externas características de cada especie.

Análisis estadístico

Todos los datos fueron analizados mediante análisis de varianza (ANOVA) con el programa JMP® versión 16.0.0 (SAS Institute Inc., Cary, NC, EE.UU.). La separación de medias se realizó por el test de mínima diferencia significativa de Tukey con p ≤0,05.

3.2 Plan de trabajo

El plan de trabajo consistió en dos etapas:

1. Etapa 1 (año 1): Clasificación de los frutos de las tres especies utilizando parámetros para determinar su madurez fisiológica, y posterior conservación de la fruta para evaluar su comportamiento postcosecha. Esto permitió decidir y seleccionar el mejor parámetro para cada especie (Figura 1).

2. Etapa 2 (año 2): Implementación durante el segundo año de estudio, consistió en validar el uso del parámetro seleccionado para cada especie como un buen índice para optimizar su conservación (Figura 3).

3.2.1 Etapa 1 (año 1)

En la Figura 1 se muestra el plan de trabajo seguido para obtener diversos parámetros y así poder determinar el/los mejor/es índice(s) de maduración para cada especie (membrillo, higo, granada). En esta etapa se realizaron dos validaciones: una preliminar a escala pequeña (200 frutos) y una posterior a gran escala (800 frutos). Posteriormente, se realizó un análisis de los datos para determinar correlaciones entre parámetros no destructivos y de calidad.

Índices de madurez óptimos en cultivos minoritarios

Figura 1. Representación esquemática del plan de trabajo de la etapa 1 (año 1). En los parámetros que no fueron determinados en todas las frutas se indica entre paréntesis para cuales fue utilizado (H: higo, G: granada M: membrillo; d: días, m: meses).

Etapa 1.1: Selección del parámetro no destructivo que mejor correlacionase con los parámetros de calidad de cada especie

En la Figura 1 se muestra el plan de trabajo seguido para obtener diversos parámetros y así poder determinar el/los mejor/es índice(s) de maduración para cada especie (membrillo, higo, granada). En esta etapa se realizaron dos validaciones: una preliminar a escala pequeña (200 frutos) y una posterior a gran escala (800 frutos). Posteriormente, se realizó un análisis de los datos para determinar correlaciones entre parámetros no destructivos y de calidad.

Etapa 1.2: Clasificación, caracterización de la madurez inicial y postcosecha

En esta etapa se recolectaron 800 frutos de membrillo (Figura 2), que fueron clasificados en dos lotes según estado de madurez objetiva mediante DA-meter (IAD). Después de la clasificación, se seleccionaron 640 frutos rechazando aquellos muy lejanos y muy cercanos a la media para obtener dos estados de madurez diferenciados: M1, más inmaduro y M2, más maduro. Una vez determinados los dos lotes de madurez, 20 frutos de cada madurez fueron analizados para disponer de los valores de calidad inicial en cosecha y el resto (300 frutos por cada estado de madurez) fueron conservados a 0 ºC durante 1, 2 y 3 meses y analizados pasados 5 días de permanencia a temperatura de 20 ºC después de cada salida de cámara.

Figura 2. Limpieza y clasificación de los frutos de membrillo.

De manera similar, para el higo, se clasificaron 600 frutos en dos estados de madurez (M1 y M2) mediante la medida visual del porcentaje de superficie coloreada (escala hedónica). Se eliminaron los valores extremos y cercanos a la media para conseguir dos lotes de madurez bien diferenciados. Para la calidad inicial se analizaron 82 frutos y el resto (150 frutos por estado de madurez) fueron conservados en 1 ºC durante 3, 6 y 11 días y analizados tras pasar 1 día a 5 ºC para simular el transporte y más 1 día a 20 ºC para simular la vida comercial después de cada salida de cámara.

Como no se pudo establecer un método no destructivo valido para clasificar la granada en distintos estados de madurez de forma objetiva, una vez recolectados los 600 frutos, se decidió numerarlos todos y registrar en cosecha los valores de todos los métodos no destructivos inmediatamente después de la cosecha. Posteriormente, después de 2,5 meses de conservación a 0 ºC más 3 días de permanencia a 20 ºC se analizaron todos los frutos de forma individual para así poder establecer alguna correlación entre los métodos no destructivos de cosecha y los parámetros de calidad.

Tras cada periodo de conservación se determinaron varios parámetros destructivos y no destructivos, así como el aspecto del fruto (apariencia visual) y la incidencia y severidad de desórdenes abióticos. Sólo para el higo, se determinó el grado de aceptación sensorial mediante un panel semientrenado.

Etapa 1.3: Análisis de datos

Con el conjunto de datos generados en ambas validaciones para cada especie, se llevó a cabo un análisis de las correlaciones existentes entre datos de recogida/potencial de conservación para cada estado de madurez.

3.2.2 Etapa 2 (año 2)

Durante esta etapa se validaron los índices de madurez escogidos en la etapa 1. Para ello, los frutos de cada especie se clasifican, de acuerdo con el parámetro seleccionado, en dos estados de madurez (M1, más inmaduro y M2, más maduro) que fueron conservados por separado. Los resultados obtenidos permitieron determinar si esta clasificación, y por ende el índice escogido son adecuados para la recolección en cosecha, según el destino final de cada especie o incluso de lotes específicos dentro de cada especie (Figura 3).

Figura 3. Representación esquemática del plan de trabajo de la etapa 1 (año 1). En los parámetros que no fueron determinados en todas las frutas se indica entre paréntesis para cuales fue utilizado (H: higo, G: granada M: membrillo; d: días, m: meses).

El plan de trabajo de la segunda anualidad consta de las siguientes etapas:

Etapa 2.1: Clasificación de la madurez inicial de acuerdo con el parámetro seleccionado.

La clasificación de los frutos de las tres especies según dos estados de madurez inicial (M1 y M2) fue determinada para el membrillo mediante el índice de absorbancia de la clorofila y para los higos mediante el porcentaje de superficie coloreada. Para la granada, tras los resultados obtenidos en la etapa 1.2, se empleó el parámetro de luminosidad determinado mediante colorimetría.

Etapa 2.2: Caracterización de la calidad/madurez inicial

Una vez clasificados los frutos, se realizó un análisis de las características iniciales en cuanto a calidad y madurez del fruto para cada estado de madurez analizando CSS, acidez, firmeza, peso, color, índice de absorbancia de la clorofila y resonancia acústica.

Etapa 2.3: Almacenamiento y vida comercial

Los diferentes lotes se almacenaron en una atmósfera de frío normal en cámaras ubicadas en el Fruitcentre (IRTA de Lleida). En el caso del membrillo y la granada, la temperatura de conservación fue de 0 ºC, mientras que en el caso del higo se

emplearon dos temperaturas: 1 y 4 ºC. Después de diferentes períodos de almacenamiento en frío, dependiendo de la especie considerada, los frutos se dejaron unos días (según la especie) a 20 ºC para simular la fase de distribución hasta el consumidor. Pasado estos períodos, se llevaron a cabo los análisis de las características de calidad, así como de la apariencia del fruto (aspecto visual) y de la incidencia y severidad de desórdenes abióticos.

Etapa 2.4: Análisis de datos. Para cada especie, se llevó a cabo un análisis de las correlaciones existentes entre los datos obtenidos durante los distintos periodos de conservación y el estado de madurez inicial.

4. Resultados

4.1 Resultados etapa 1 (año 1)

En la Tabla 1 se observan los parámetros analizados para cada una de las frutas para obtener índices objetivos que correlacionen fuertemente con los parámetros de calidad. En la misma tabla se destaca cual fue el parámetro utilizado para clasificar los frutos según su estado de maduración en la etapa 1.2 y en las sub-etapas de la etapa 2. Se determinó que el parámetro que mejor correlaciona con dulzura (SSC) y acidez para membrillo fue el IAD mediante un DA-meter, y para higo la superficie coloreada mediante escala hedónica. Para el caso de la granada no se logró establecer en esta primera etapa una correlación clara entre ninguno de los parámetros determinados y la dulzura (SSC) o acidez de la granada. Por esto, en la etapa 1.2, una vez recolectados los 600 frutos, se decidió numerarlos y registrar en cosecha los valores de todos los métodos de la tabla 1 inmediatamente después de la cosecha.

Tabla 1. Parámetros determinados en membrillo, higo y granada en fincas de cosecha temprana para poder obtener índices objetivos de maduración. * Parámetro elegido para clasificar las frutas según su estado de maduración.

4.1.1 Membrillo

Tras las pruebas previas llevadas a cabo para determinar el mejor índice no destructivo en cosecha (Tabla 2), el parámetro seleccionado fue el valor de IAD medido con DA-meter

Índices de madurez óptimos en cultivos minoritarios

ya que fue el que mostró una correlación más alta con la firmeza y el CSS del membrillo.

Posteriormente, los frutos se clasificaron en dos estados de madurez: M1 y M2 utilizando el valor de IAD. En la figura 4 se muestra el aspecto de los frutos de membrillo en los dos estados de madurez después de 2 meses de conservación más 5 días a 20 ºC. Los frutos clasificados como M2 presentan un color más amarillo, mientras M1 son más verdes de coloración.

Figura 4. Frutos de membrillo de madurez M1 (izquierda, más inmaduros) y frutos de membrillo de madurez M2 (derecha, más maduros) conservados durante 2 meses más 5 días a 20 ºC

En cuanto a los valores de firmeza y contenido en sólidos solubles (CSS), la Tabla 3 muestra que, en el momento de la cosecha, a pesar de haber clasificado los frutos con el DA-meter, éstos no mostraron diferencias ni de firmeza ni en CSS. Sin embargo, después de 2 y 3 meses de conservación los frutos M2 mostraron una menor firmeza, indicando un ligero menor potencial de conservación. El CSS tampoco fue distinto entre frutos de los dos estados de madurez ni en cosecha ni después de 1 y 2 meses de conservación. Pasados 3 meses de conservación se observa que los frutos de M2 eran significativamente más dulces (Tabla 3)

Tabla 3. Firmeza y CSS de frutos de membrillo en cosecha y después de conservación. Diferentes letras minúsculas para un mismo período y parámetro indican diferencias entre estados de madurez. Prueba de Tukey p<0.05. VC: vida comercial.

Respecto al índice de absorbancia de la clorofila (IAD), la tabla 4 muestra la variación de este parámetro durante la conservación del membrillo. Se observa una pérdida de valor a lo largo de su conservación tanto por los frutos de M1 como los de M2. Las diferencias entre estados de madurez en este índice se mantienen durante los distintos períodos de conservación.

Tabla 2. Matriz de correlaciones de las pruebas previas hechas con membrillo para determinar el mejor índice de cosecha.

Tabla 4. Índice de absorbancia de la clorofila (IAD) durante la conservación de membrillos. Diferentes letras minúsculas para un mismo período indican diferencias entre estados de madurez. Prueba de Tukey p<0,05. VC: vida comercial.

La Tabla 5 muestra la variación del ángulo HUE del membrillo entre M1 y M2 y durante la conservación. En general, se puede observar que los frutos M1 siempre presentaron un valor medio del ángulo HUE más alto que los frutos de M2, verificando que los frutos M1 teníamos un color ligeramente más verde y por tanto más inmaduro que los M2.

Tabla 5. Variación del ángulo HUE durante la conservación de membrillos. Diferentes letras minúsculas para un mismo período indican diferencias entre estados de madurez. Prueba de Tukey p<0.05. VC: vida comercial.

4.1.2 Higo

Después de realizar pruebas previas para encontrar el mejor índice no destructivo en cosecha (Tabla 6), se decide elegir la escala hedónica de color (superficie coloreada) para esta tarea, dado que es el parámetro que, junto con el valor de IAD medido con DA-meter, muestra una correlación más alta con la textura del higo. Entre estos dos, se eligió el porcentaje de superficie coloreada por la practicidad de su medida. El test de compresión que se llevó a cabo en los higos se muestra en la Tabla 7. En ella se puede observar la fuerza máxima y el área positiva de los dos lotes según estado de madurez tanto en cosecha como después de unos días de conservación (3, 6 y 11 días a 1 ºC más 1 día a 5 ºC y 1 día a 20 ºC). Por ambos parámetros, podemos ver que los frutos M1 mostraron siempre unos valores más altos que los frutos M2, corroborando así que los frutos M1 (más inmaduros) mantuvieron su dureza a lo largo de 11 días de conservación a 1 ºC. Este hecho nos garantiza una mayor conservación de los frutos M1.

Tabla 7. Test de compresión de higos clasificados en M1 y M2 y conservados durante diferentes períodos. Diferentes letras minúsculas para un mismo período y parámetro indican diferencias entre estados de madurez. Prueba de Tukey p<0,05. VC: vida comercial.

Por lo que respecta a los parámetros de madurez y calidad, la Tabla 8 muestra los valores del índice de absorbancia de la clorofila, el contenido en sólidos soluble (CSS) y la acidez titulable. Como era de esperar, tanto en cosecha como durante la conservación, los frutos de M1 muestran un menor valor de CSS y un mayor valor de acidez que los frutos de M2, aunque estos resultados no son estadísticamente distintos. Los valores de CSS se mantienen bastante estables durante la conservación, mientras que los valores de acidez disminuyen ligeramente a medida que pasan los días en frío. Los valores de índice de absorbancia de la clorofila obtenidos con el DA-meter si fueron distintos entre los dos lotes clasificados mediante superficie coloreada, siendo siempre más altos por los frutos de M1 que de M2.

Tabla 8. Índice de absorbancia de la clorofila, CSS y acidez de higos clasificados en dos estados de madurez y conservados durante diferentes períodos. Diferentes letras minúsculas para un mismo período y parámetro indican diferencias entre estados de madurez. Prueba de Tukey p<0,05. VC: vida comercial.

En cuanto a la determinación del ángulo HUE, en la Tabla 9 podemos observar que los higos de M1 mostraron, tanto en cosecha como después de 3 días de conservación en frío, valores menores que los frutos M2. Sin embargo, después de 6 y 11 días de conservación los valores se igualan o incluso fueron inferiores en los frutos M1.

Tabla 6. Matriz de correlaciones de las pruebas previas hechas con higo para determinar el mejor índice de cosecha.

Tabla 9. Ángulo HUE de higos clasificados en dos estados de madurez y conservados durante diferentes períodos. Diferentes letras minúsculas para un mismo período indican diferencias entre estados de madurez. Prueba de Tukey p<0,05. VC: vida comercial.

En relación con la determinación del grado de satisfacción de los higos de M1 y M2, como ya se ha mencionado la cata sólo se pudo realizar a la salida de 3 días de conservación en frío más 1 día a 20 ºC. Esto fue porque después de 6 y 11 días los frutos de ambos estados de madurez mostraban una apariencia no apta para su consumo (Figura 5).

Figura 5. Fotografías del aspecto de los higos clasificados como M1 y M2 a lo largo de la conservación.

Los resultados obtenidos de la cata realizada a los 3 días de conservación se muestran en la Tabla 10. En ella se ve que a nivel de consumidores no se mostraron diferencias significativas entre los dos lotes de madurez clasificado.

Tabla 10. Grado de satisfacción, firmeza y dulzura percibida sensorialmente de higos clasificados en dos estados de madurez y conservados durante 3 días a 1 ºC. Diferentes letras minúsculas para un mismo atributo indican diferencias entre estados de madurez. Prueba de Tukey p<0,05.

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4.1.3

Granada

Los valores de madurez y calidad de la granada en cosecha y pasados 2.5 meses de conservación a 1 ºC se muestran en la Tabla 11. Se observa un incremento del índice de absorbancia de la clorofila pasados 2.5 meses de conservación, lo que está indicando que los frutos han madurado. El comportamiento de este índice en esta especie es justo lo contrario a lo que se observa en membrillo e higo, especies en las que valores más altos indican frutos más inmaduros. También se observa una pérdida de firmeza y acidez (TA), y consecuentemente, y dado que los azúcares (CSS) no se modifican, un aumento de la relación CSS/TA. El ángulo HUE no se ve alterado por la conservación de granadas durante dos meses y medio.

Tabla 11. Índice de absorbancia de la clorofila, ángulo HUE, firmeza, azúcares, acidez y ratio CSS/TA de granadas inmediatamente después de la cosecha y de 2.5 meses de conservación. Diferentes letras minúsculas para un mismo parámetro indican diferencias entre periodos de conservación. Prueba de Tukey p<0,05.

En cuanto a la Granada, las pruebas previas para encontrar el mejor índice no destructivo en cosecha (Tabla 12) no mostraron altos valores de correlación con los parámetros más relacionados con la calidad organoléptica (azúcares, acidez o la relación azúcares/acidez). Los valores de %F y F0 de la resonancia acústica son los que mejor correlacionan con el contenido en azúcares y la acidez. Dados estos resultados, se decide no clasificar los frutos en dos estados de madurez, lo que se hizo fue a cosecha numerar todos los frutos destinados a conservación, y analizar sobre cada uno de ellos diferentes parámetros no destructivos, como el índice de absorbancia de la clorofila, el color, el peso, así como otros parámetros relacionados con la resonancia acústica (%F y F0).

Tabla 12. Matriz de correlaciones de las pruebas previas hechas con granada para determinar el mejor índice de cosecha.

Los frutos de granada numerados fueron conservados durante 2,5 meses. Pasados estos 2,5 meses de conservación los frutos fueron de nuevo analizados, uno por uno, mediante métodos no destructivos y destructivos y se volvió a realizar una matriz de correlaciones para averiguar si después de la conservación se puede establecer alguna relación entre alguna medida no destructiva y la calidad organoléptica

(azúcares, acidez y su ratio). Los resultados de correlación obtenidos después de conservación muestran que los valores de resonancia acústica (%F y F0) que en cosecha fueron los mejores, después de conservación no mostraban correlación alguna con los parámetros organolépticos. Mientras que eran los valores de color L* y b* los que mostraban una mejor correlación con la acidez de la granada (Tabla 13)

Tabla 13. Matriz de correlaciones de las granadas después de 2,5 meses de conservación.

4.2 Resultados etapa 2 (año 2)

4.2.1 Membrillo

Una vez clasificados los frutos de membrillo en dos estados de madurez (M1 y M2), estos fueron analizados en la cosecha y después de permanecer durante 2 períodos (2,5 y 3,5 meses) de conservación en frío a 1 ºC, más 7 días a 20 ºC (simulación de la vida en estantería). Los resultados de los diferentes parámetros analizados se muestran en las Tablas 14 y 15.

La Tabla 14 muestra el índice de absorbancia de la clorofila para las dos categorías de madurez y para los diferentes períodos analizados. Se observa que aquellos frutos que fueron clasificados con valores de IAD más altos (frutos más inmaduros, M1) mantienen este valor más alto de IAD incluso después de la conservación durante ambos períodos en frío más los 7 días a 20 ºC.

Tabla 14. Índice de absorbancia de la clorofila en frutos de membrillo en la cosecha y después de la conservación. Diferentes letras minúsculas para un mismo período indican diferencias entre estados de madurez. Prueba de Tukey p<0,05. VC: vida comercial.

En cuanto a otros parámetros de calidad como la firmeza, el contenido en sólidos solubles (CSS) y el color, la Tabla 15 muestra si existen diferencias significativas entre ellos. Así, podemos ver que los valores de firmeza se mantienen más bajos para los frutos procedentes de M2 hasta los 2.5 meses de conservación. Sin embargo, para el período de 3.5 meses ya no se observaron diferencias entre los frutos clasificados

como M1 o M2. Esto indicaría que la clasificación realizada en el momento de la cosecha con el IAD permite diferenciar los frutos hasta períodos de conservación de 2.5 meses + 7 días a 20 ºC. En cuanto al CSS, no se observaron diferencias entre los dos estados de madurez, mientras que sí se vieron afectados algunos parámetros del color de los frutos. En este último caso, se observa una menor luminosidad L*, así como también menores valores de a* en los frutos de M1 durante toda la cosecha y conservación, y mayores valores de b* en los mismos frutos (M1), aunque en este caso solo hasta los 2.5 meses de conservación.

Tabla 15. Parámetros fisicoquímicos de calidad en frutos de membrillo en la cosecha y después de la conservación. Diferentes letras minúsculas para un mismo período y parámetro indican diferencias entre estados de madurez. Prueba de Tukey p<0,05. VC: vida comercial.

4.2.2 Higo

En el caso de los higos, la clasificación de los dos estados de madurez se hizo en función del porcentaje de superficie coloreada (escala 1-5). Como con el membrillo, los higos los frutos clasificados en M2 presentaban una mayor superficie coloreada y, por lo tanto, eran frutos más maduros (Tabla 16).

Tabla 16. Valor promedio de superficie coloreada en higos ‘Coll de Dama negra’. Diferentes letras minúsculas para un mismo período indican diferencias entre estados de madurez. Prueba de Tukey p<0,05. VC: vida comercial.

La Figura 6 muestra los higos una vez clasificados como M1 y M2 en función de la superficie coloreada.

Figura 6. Frutos de higos clasificados como M1 y M2 en función de la superficie coloreada (%).

La Figura 7 muestra cómo aumenta el porcentaje de pérdida de peso en los higos conservados a diferentes temperaturas y durante varios períodos. Se puede observar que, a medida que pasan los días de conservación, la pérdida de peso aumenta, especialmente en los higos conservados a una temperatura más elevada (4 ºC), como era de esperar.

Figura 7. Pérdida de peso de higos conservados a diferentes temperaturas y períodos.

Respecto a la evolución del índice de absorbancia de la clorofila, el contenido en sólidos solubles (CSS) y la acidez, la Tabla 17 muestra una clara influencia del estado de madurez de los frutos sobre el IAD y el CSS. Los frutos procedentes de M1 siempre muestran un IAD más alto (frutos más inmaduros) y un menor CSS, con la única excepción del IAD en los higos conservados durante 8 días a 4 ºC, que no muestran diferencias entre estados de madurez.

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Tabla 17. Parámetros fisicoquímicos de calidad en higos en la cosecha y después de la conservación. Diferentes letras minúsculas para un mismo período y parámetro indican diferencias entre estados de madurez. Prueba de Tukey p<0,05. VC: vida comercial.

La evolución de los parámetros de color en la cosecha y durante la conservación se muestra en la Tabla 18. Se observa que la luminosidad L* solo se mantiene diferente entre estados de madurez para higos conservados como máximo 5 días a 0 ºC; para el resto no hay diferencias. Los parámetros a* y b* muestran un comportamiento más errático, y el ángulo HUE presenta diferencias entre estados de madurez para aquellos frutos conservados a 4 ºC.

Tabla 18. Parámetros de color en higos en la cosecha y después de la conservación. Diferentes letras minúsculas para un mismo período y parámetro indican diferencias entre estados de madurez. Prueba de Tukey p<0,05. VC: vida comercial.

Respecto a la firmeza de los higos, indicativa de la dureza de un fruto, en general se observa que los frutos M1 (más inmaduros) siempre muestran una fuerza máxima significativamente superior que los frutos de M2, lo cual indica que se mantienen más duros durante toda la conservación (Tabla 19).

Tabla 19. Fuerza máxima en higos en la cosecha y después de la conservación. Diferentes letras minúsculas para un mismo período y parámetro indican diferencias entre estados de madurez. Prueba de Tukey p<0,05. VC: vida comercial.

4.2.3 Granada

Los frutos de granada fueron clasificados según su luminosidad en el momento de la cosecha. La Tabla 20 muestra los valores de luminosidad de los frutos clasificados en dos estados de madurez y su evolución a lo largo de diferentes períodos de conservación a 4 ºC más 7 días de permanencia a 20 ºC. En la cosecha, se observa que los frutos de M1 mostraban valores de luminosidad mayores que los frutos clasificados como M2. Después de la conservación, esta luminosidad se mantiene estable ya que los frutos de M1 siempre muestran una mayor luminosidad que los de M2.

Tabla 20. Luminosidad L* en frutos de granada en la cosecha y después de la conservación. Diferentes letras minúsculas para un mismo período y parámetro indican diferencias entre estados de madurez. Prueba de Tukey p<0,05. VC: vida comercial.

En cuanto a los parámetros fisicoquímicos, en la cosecha solo se detectan diferencias entre frutos de M1 y M2 en cuanto a la acidez, siendo los frutos M2 los que presentaban menor acidez (teóricamente más maduros). Sin embargo, estas diferencias no se mantienen de manera consistente a lo largo de la conservación. Se observa que para los parámetros de color b* y ángulo HUE, los frutos de M2 conservados durante 3,5 meses mostraron un valor menor (Tabla 21).

Tabla 21. Parámetros fisicoquímicos y de color en granadas en la cosecha y después de la conservación. Diferentes letras minúsculas para un mismo período y parámetro indican diferencias entre estados de madurez. Prueba de Tukey p<0,05. VC: vida comercial.

Respecto al valor de firmeza acústica F0 (frecuencia resonante de máxima intensidad, Hz), la Tabla 22 muestra que no se detectaron diferencias significativas debido a la clasificación previa de los frutos, ni en la cosecha ni después de la conservación.

5. Conclusiones

A continuación, se presentan las principales conclusiones para cada fruta:

5.1 Membrillo

El mejor índice no destructivo en la cosecha para predecir la conservación ha sido el índice de absorbancia de la clorofila. La clasificación de estos frutos mediante DA-meter nos ha permitido predecir cómo evolucionarían después de la cosecha durante los tres períodos evaluados. Se recomienda utilizar este índice para clasificar los frutos según el destino final que se espera para ellos.

5.2 Higo

El mejor índice para predecir su conservación ha sido el porcentaje de superficie coloreada medido mediante escala hedónica visual. Este índice nos ha permitido clasificar los higos en lotes de diferente madurez y, por lo tanto, predecir la conservación que tendrá cada estado de madurez.

5.3 Granada

No se ha podido establecer un índice no destructivo para clasificar los frutos de granada, ya que en la cosecha los mejores parámetros fueron %F (% de frecuencia) y F0 de la resonancia acústica, mientras que después de la conservación estos parámetros no guardaron relación con la calidad organoléptica de la granada. La luminosidad determinada mediante colorimetría podría ser un buen indicador de la madurez de granada, sin embargo, se necesita más investigación para su confirmación.

Estas conclusiones resaltan la importancia de utilizar índices específicos y no destructivos para la clasificación de frutos según sus características y destino final durante el almacenamiento y distribución postcosecha. También será interesante realizar estudios similares en otras variedades para ver si las correlaciones establecidas se mantienen.

Índices de madurez óptimos en cultivos minoritarios

Bibliografía

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Anexo

Tabla anexo 1. Escala hedónica de color para el higo.

Escala color Superficie de fruto coloreado

Nivel 1 50 – 60% Coloración morado-negra. Pedúnculo verde

Nivel 2

Nivel 3

70% Coloración morado-negra. Pedúnculo verde

80% Coloración morado-negra incluido pedúnculo

Nivel 4 90% Coloración morado-negra incluido pedúnculo

Nivel 5

100% Coloración morado-negra incluido pedúnculo

Uso de microperforaciones en envases plásticos: una solución para reducir el desperdicio alimentario

María

Fernanda Fernández-León1* y Ana María Fernández-León2

1Departamento de Farmacia Galénica y Tecnología Alimentaria, Facultad de Veterinaria, Universidad Complutense de Madrid, Madrid.

2Centro de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de Extremadura, Badajoz.

* mariafef@ucm.es

Microperforaciones en envases

1. Introducción RESUMEN

El brócoli (Brassica oleracea var. itálica) es un vegetal muy perecedero, con lo que el objetivo de este trabajo fue alargar la vida útil de floretes de brócoli ‘Calabrese’ mediante el envasado en IV Gama, usando para ello un plástico conformado por Polipropileno Orientado+Polietileno (OPP+PE). Dicho plástico se usó con y sin microperforaciones, teniendo en cuenta además el uso de tanto atmósfera modificada pasiva como activa, por inyección de nitrógeno al envasarlo.

Se evaluaron los parámetros de calidad poscosecha tales como pérdida de peso, composición atmosférica, olor y apariencia externa, teniendo en cuenta para este último parámetro el color, la madurez y el estado del tallo. De las combinaciones testadas, fue el OPP+PE microperforado y sin adición de nitrógeno la que mejor mantuvo las características organolépticas de los floretes de brócoli durante todo el almacenamiento en refrigeración, ya que este plástico microperforado permitía sobre todo que no se acumularan olores desagradables en el envase. Por lo que las microperforaciones contribuyen a alargar la vida útil de los vegetales, en este caso brócoli, tanto en los puntos de venta como en el consumidor final, ayudando por tanto a reducir el desperdicio alimentario.

Las frutas y hortalizas frescas son muy perecederas y el envasado es un componente crítico para preservar la calidad y la vida útil del producto. Hay que tener en cuenta que las propiedades de permeabilidad a los gases del envase deben equilibrarse con la tasa de respiración del producto fresco para establecer y mantener una composición atmosférica favorable que preserve la calidad del producto, así, los productos IV Gama o mínimamente procesados son una estrategia real para aumentar la calidad de los vegetales (Forney y Yaganza, 2011) y por lo tanto reducir el desperdicio alimentario.

Según una noticia publicada en el “Diario de Navarra” en abril del 2024, la industria agroalimentaria enfrenta el desafío de reducir el desperdicio de producción agrícola, un problema que alcanza al 14% de la producción total y puede ser significativamente mayor en ciertos productos. En el caso del brócoli, entre el 30% y el 35% de su producción se desecha, principalmente debido al no aprovechamiento del tronco y al rechazo de piezas amarillentas por parte de los consumidores. Situaciones más críticas se presentan con la alcachofa y el espárrago, donde se desecha entre el 60% y el 70% de su peso, y el cardo, que presenta aún mayores niveles de desperdicio.

Los consumidores actuales cada vez son más conscientes de este problema, además, debido también al estilo de vida de hoy en día, dichos consumidores demandan estos productos preparados o “listos para comer”, siendo cada vez más exigentes, no solo con la calidad y la seguridad alimentaria, sino también con el compromiso medioambiental. En el caso de los alimentos de IV Gama, el envase toma una importancia especial tanto para alargar la vida útil de éstos, como para facilitar su transporte y almacenamiento en

los supermercados. Dicho envase suele ser de materiales plásticos con lo que puede provocar rechazo al consumidor comprometido con el medioambiente, sin embargo, existen multitud de soluciones a este problema, como es el uso de films microperforados. Estas microperforaciones permiten una mejor transpiración del vegetal envasado manteniendo su frescor y nivel de humedad relativo, permitiendo un equilibrio entre la permeabilidad del plástico y la atmósfera exterior (Beaudry, 2008).

Las perforaciones pueden utilizarse en productos con altas tasas de respiración o que no toleran atmósferas con bajo nivel de O₂, como es el caso del brócoli, las pellas de brócoli tienen tasas de respiración relativamente altas, además, la tasa de respiración de los floretes es ligeramente superior al doble de la tasa respiratoria de las cabezas intactas por unidad de peso (Cantwell y Suslow, 2002), esto hace que sea un producto ideal para la aplicación de esta tecnología poscosecha.

2. Materiales y métodos

Las pellas de brócoli (Brassica oleracea var. itálica) de la variedad ‘Calabrese’ fueron cultivadas acorde a las técnicas agrarias convencionales, realizándose la recolección en estado de madurez comercial. Dichas muestras fueron rápidamente transportadas en refrigeración y seleccionadas, para posteriormente cortar los tallos dejando solo los floretes de brócoli de unos 3 cm de tallo y un diámetro de los floretes de 6 cm. Por último, fueron lavados en agua hiperclorada y centrifugados para reducir el contenido en agua.

El ensayo experimental consistió en embolsar los floretes de

brócoli en envases fabricados por una combinación de Polipropileno Orientado de 30 µm de grosor junto con Polietileno de 25 µm (OPP+PE) con microperforaciones (mp) y sin microperforaciones y con adición y sin adición de nitrógeno. Las bolsas fueron todas de 20 x 22 cm y en ellas se envasaron aproximadamente 125 g de brócoli.

El brócoli se puede deteriorar rápidamente después de la cosecha por lo que las bajas temperaturas entre 0 y 4 ºC son esenciales para mantener su calidad (Cantwell y Suslow, 2002), por lo que en este ensayo experimental el brócoli ya embolsado se almacenó a 3 ºC.

Los días 0, 3, 6, 10, 15, 20 y 30 de almacenamiento en refrigeración se realizaron las comprobaciones de la composición atmosférica y olor, así como de porcentaje de pérdida de peso y apariencia externa, teniendo en cuenta para este último parámetro el color, la madurez y el estado del tallo de los floretes de brócoli.

El nivel de oxígeno dentro de la bolsa fue medido por triplicado utilizando un analizador de gases portátil Dansersor CheckPoint O₂, expresando los resultados como %O₂ en el interior de la bolsa. Cada bolsa fue pesada el día de su preparación (día 0) y cada día de muestreo, el porcentaje de peso perdido respecto el peso inicial fue calculado mediante la expresión: Pérdida de peso (%) = [(Peso inicial envase - Peso final envase) / Peso inicial envase] x 100.

La apariencia externa y el olor del brócoli se evaluaron individualmente en cada día de muestreo, utilizando para ello la escala subjetiva de 5 a 1 descrita también por otros autores como Cantwell y Suslow (2002) y Winkler et al. (2007). En el caso de la apariencia, se usó una escala compuesta por imágenes (Figura 1) y una breve descripción de cada valor de la puntuación, siendo: 5=excelente, sin defectos; 4=muy bueno, defectos de menor importancia; 3=defectos justos, moderados; 2=deficiente, defectos importantes; y 1=no comestible. En el caso del olor la escala utilizada fue la siguiente: 5=olor típico; 4=ligeramente mal olor; 3=moderado mal olor; 2=fuerte mal olor; y 1=olor de enmohecimiento. Un valor de 3 fue considerado como el límite de comercialización y un valor de 2 como el límite de comestibilidad (Amodio et al., 2007).

3. Resultados y discusión

El brócoli se puede beneficiar de atmósferas conteniendo 1-2% O₂ con 5-10% CO₂ en un intervalo de temperatura de 0-5°C. Aunque en condiciones controladas tales concentra-

ciones bajas de O₂ extienden su vida útil, las fluctuaciones de temperatura durante el manejo comercial hacen que estas concentraciones sean de riesgo, pues el brócoli puede producir volátiles azufrados de olor desagradable. La mayoría de los envases con atmósfera modificada para brócoli están diseñados para mantener concentraciones del O₂ a 3-10% y del CO₂ a 7-10% concentraciones para evitar el desarrollo de estos volátiles de olores indeseables Cantwell y Suslow (2002). Dichos envases, como ocurre en este trabajo, son films plásticos en los que, para obtener una mayor permeabilidad a los gases, suelen utilizarse perforaciones para vegetales como el brócoli. Se pueden añadir microperforaciones (40-200 µm) o macroperforaciones (> 200 µm) a un envase para facilitar el intercambio de gases. Las microperforaciones se producen mediante descarga electrostática o láser, mientras que las macroperforaciones se producen mediante agujas o punzones calientes o fríos (Ben-Yehoshua et al., 2005).

Las perforaciones pueden incorporarse a todo tipo de películas, ya sean de barrera o permeables. Si son permeables, las propiedades de transmisión de gases de la película utilizada con perforaciones también deben tenerse en cuenta a la hora de calcular las propiedades de permeabilidad total del envase. Si se utilizan macroperforaciones o numerosas microperforaciones en un envase, el intercambio de O₂ y CO₂ mantendrá una atmósfera casi ambiental en el envase, al tiempo que se mantiene una humedad elevada (Forney y Yaganza, 2011).

Hay que tener en cuenta además que, la adición de perforaciones a un envase plantea el riesgo de permitir que el producto se contamine con material extraño. Es obvio que los diámetros de los poros (40-200 µm) de las películas microperforadas son sustancialmente superiores al diámetro de la mayoría de las bacterias patógenas (generalmente < 10 µm) y que la contaminación del producto puede producirse a través de las perforaciones de la película. Sin embargo, en la mayoría de los casos este riesgo parece ser pequeño, cuando el producto se manipula adecuadamente en entornos con baja contaminación (Piergiovanni et al., 2003), como es el caso de este ensayo, donde los floretes de brócoli fueron lavados en agua hiperclorada.

Figura 2. Porcentaje de oxígeno en los envases de Polipropileno Orientado+Polietileno (OPP+PE) con microperforaciones (mp) y sin microperforaciones, con adición y sin adición de nitrógeno

Los resultados obtenidos en este estudio estuvieron en concordancia con los obtenidos por estudios anteriores tales como los de Artés (2006) y Fernández-León et al. (2013). En la Figura 2 se observa que las muestras con atmósfera modificada (AM) pasiva, es decir, sin inyección de N2, presentaron un %O₂ mayor en la bolsa, que fue disminuyendo hasta valores cercanos al 5% sin embargo, las muestras con

Figura 1. Escala numérica de apariencia externa del brócoli (Cantwell y Suslow, 2002)

AM activa, es decir con inyección de N2, presentaron valores residuales de O₂, alcanzando valores cercanos al 2% en el caso de las muestras con microperforaciones y de 0,3% en el caso de las muestras sin microperforaciones, al final del almacenamiento en refrigeración.

Esta composición atmosférica está muy relacionada con el resto de los parámetros evaluados, así las muestras sin adición de N2 tuvieron un %Pérdida de peso significativamente mayor que las muestras con adición de N2 (Figura 3), debido a la mayor tasa de respiración y transpiración de los floretes de brócoli envasados en estas condiciones. Con respecto a las muestras con microperforaciones se encontraron %Pérdidas de peso significativamente mayores en las muestras sin adición de N2 que en las muestras con adición de N2

Figura 3. Porcentaje de pérdida de peso de los floretes de brócoli, envasados con films de Polipropileno Orientado+Polietileno (OPP+PE) con microperforaciones (mp) y sin microperforaciones, con adición y sin adición de nitrógeno

Así, las muestras que presentaron menores %Pérdida de peso, OPP+PE mp con N2 y OPP+PE con N2, fueron también las que presentaron mejor color, madurez y estado del tallo, estos tres parámetros se recogen en la evaluación de la apariencia externa de los floretes de brócoli envasados en estas condiciones (Figura 4) sin embargo, estas mismas muestras, con respecto al olor (Figura 5), estuvieron por debajo del límite de comercialización (establecido con un valor de 3 sobre 5) ya al principio del ensayo y por debajo del límite de comestibilidad (establecido con un valor de 2 sobre 5) a la mitad del ensayo. Las muestras OPP+PE mp sin N2 presentaron valores aceptablemente buenos con respecto al olor y apariencia externa a lo largo de todo el almacenamiento en refrigeración.

Figura 4. Evaluación numérica de la apariencia externa de los floretes de brócoli, envasados con films de Polipropileno Orientado+Polietileno (OPP+PE) con microperforaciones (mp) y sin microperforaciones, con adición y sin adición de nitrógeno.

Microperforaciones en envases

Figura 5. Evaluación numérica del olor de los floretes de brócoli, envasados con films de Polipropileno Orientado+Polietileno (OPP+PE) con microperforaciones (mp) y sin microperforaciones, con adición y sin adición de nitrógeno.

Debido a las fermentaciones indeseables que se producen en las muestras con AM activa por la adición de N2, esta estrategia no resulta muy útil para alargar la vida útil de los floretes de brócoli, debido sobre todo a los olores indeseables que se detectan al abrir el envase, generados por las bajas concentraciones de O₂ registradas. Por lo tanto, con el film OPP+PE con microperforaciones y sin adición de N2 se consigue alargar la vida útil de los floretes de brócoli, sin embargo, el uso de plásticos multicomponentes dificulta su reciclaje, con lo que sería aconsejable utilizar un film monocomponente, aunque la vida útil del vegetal sea algo menor, como sucede en el estudio de Fernández-León et al. (2013) usando Polipropileno en los envases.

Por lo tanto, como se ha comprobado en este estudio, el uso del envasado en plásticos con microperforaciones es una técnica poscosecha para alargar la vida útil de vegetales muy perecederos, como el brócoli, contribuyendo a disminuir el desperdicio alimentario. Hay que tener en cuenta que, en todo el mundo, un 14% de los alimentos, con un valor estimado de 400 000 millones de USD, se pierde entre la cosecha y la distribución y otro 17% se desperdicia en la distribución y entre los consumidores finales (FAO, 2019). Atajar la pérdida y el desperdicio de alimentos es un objetivo definido en los Objetivos de Desarrollo Sostenible (meta ODS 12.3) acordados internacionalmente. Como organismos responsables de esta meta, la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) miden y monitorean los progresos en la reducción de la pérdida y desperdicio de alimentos. Pero, además hay que tener en cuenta el informe de la Organización de las Naciones Unidas (ONU) sobre la contaminación por plásticos, en el que se dice que una reducción drástica del plástico innecesario, evitable y problemático es crucial para enfrentar la crisis global de contaminación. El estudio concluye que es necesario un cambio hacia enfoques circulares, incluyendo prácticas sostenibles de consumo y producción, el desarrollo y la adopción rápida de alternativas por parte de las empresas, y una mayor conciencia del consumidor para propiciar elecciones más responsables (ONU, 2021).

Por lo tanto, el plástico OPP+PE con microperforaciones y sin adición de N2 fue con el que mejor se mantuvieron las cualidades organolépticas analizadas del brócoli envasado, siendo las microperforaciones una buena solución para alargar la vida útil de este vegetal tan perecedero, evitándose así el desperdicio alimentario. Además, con el uso de microperforaciones no sería necesario usar inyección de gases para generar la atmósfera modificada activa, bastaría con atmósfera modificada pasiva, en el caso de los floretes de brócoli, los cuales poseen una alta actividad respiratoria.

4. Conclusiones Bibliografía

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Efecto de la aplicación precosecha de jasmonato de metilo en granado sobre el rendimiento y calidad poscosecha del fruto

María E. García-Pastor1 ,2, María SerranO₂, Fabián Guillén1, Salvador Castillo1, Domingo Martínez-Romero1, Juan M. Valverde1, Pedro J. Zapata1 y Daniel Valero1 *

1 Departamento de Tecnología Agroalimentaria, EPSO, Universidad Miguel Hernández, Ctra. Beniel km. 3.2, 03312 Orihuela, Alicante, Spain

2 Departamento de Biología Aplicada, EPSO, Universidad Miguel Hernández, Ctra. Beniel km. 3.2, 03312 Orihuela, Alicante, Spain

*daniel.valero@umh.es

RESUMEN

La granada es valorada por sus propiedades organolépticas y antioxidantes, como fenoles y antocianinas, que reducen el riesgo de varias enfermedades. En España, la variedad ‘Mollar de Elche’ es apreciada por su dulzura y semillas pequeñas. Para mejorar la calidad del fruto y debido a restricciones sobre tratamientos químicos, se investigan compuestos naturales como el jasmonato de metilo (JaMe), que incrementa fenoles y antocianinas en varios frutos. Este estudio evaluó el efecto del JaMe en la calidad y producción de ‘Mollar de Elche’. Para ello, los árboles fueron tratados con JaMe a 1, 5 y 10 mM. Los resultados mostraron que el rendimiento aumentó especialmente con 1 y 5 mM debido a una mayor cantidad de frutos por árbol, sin afectar el peso del fruto. La aplicación de JaMe mejoró el color interno de los arilos, haciendo el rojo más intenso a 5 mM, sin afectar otros parámetros de calidad como firmeza, sólidos solubles y acidez. También se observó un aumento significativo en fenoles, antocianinas y ácido ascórbico, siendo 5 mM la dosis más efectiva. En conclusión, el tratamiento con JaMe a 1, 5 y 10 mM mejoró el rendimiento del cultivo y aceleró la maduración a 1 y 5 mM. La aplicación de JaMe mejoró el color y contenido de compuestos bioactivos de los frutos, sugiriendo que la dosis de 5 mM es ideal para obtener una cosecha temprana, mejor rendimiento y calidad del fruto, y un aumento en compuestos beneficiosos para la salud.

1. Introducción

En el mundo se conocen más de 1000 variedades de granada que se agrupan en dulces, semi-ácidas y ácidas, según su contenido en ácidos y azúcares (Pareek et al., 2015). En España, una variedad muy apreciada por los consumidores es la ‘Mollar de Elche’, una variedad dulce y de ‘piñón blando’, ya que sus semillas son pequeñas y con una cubierta fina (Melgarejo et al., 2010). Esta variedad se encuentra Protegida por la Denominación de Origen desde 2016 (R UE, 2016) aunque el color rosa pálido de sus arilos, debido a su bajo contenido en antocianinas, deprecia su valor en los mercados internacionales, más acostumbrados a granadas con color rojo más intenso, como ‘White’, ‘CG8’, ‘Katirbasi’ o ‘Wonderful’ (Mena et al., 2011).

En los últimos años, se está investigando para encontrar compuestos naturales que aplicados durante el crecimiento del fruto permitan aumentar su calidad, debido a las preocupaciones de los consumidores y a restricciones legales con respecto al uso de tratamientos químicos posteriores a la cosecha. El jasmonato de metilo (JaMe) es una hormona vegetal endógena, derivada del ácido jasmónico (AJ) y ambos juegan un papel importante en el desarrollo de la planta, principalmente induciendo mecanismos de defensa contra patógenos y estreses abióticos, aunque también están involucrados en la regulación del crecimiento y maduración del fruto (Serrano et al., 2018). En este sentido, en trabajos previos se ha comprobado que el tratamiento de las plantas con JaMe durante el desarrollo del fruto aumenta la concentración de fenoles y antocianinas en uva de mesa (García-Pastor et al., 2019), ciruelas (Martínez-Esplá et al., 2014) y grosellas (Flores y Ruíz del Castillo, 2016), así como los

fenoles en el albedo y zumo de limón (Serna-Escolano et al., 2019) y en las alcachofas (Martínez-Esplá et al., 2017). Por tanto, en este trabajo se analiza el efecto de tratamiento de los granados con JaMe sobre los parámetros de calidad de la granada ‘Mollar de Elche’, así como sobre la producción total.

2. Materiales y métodos

El experimento se realizó en 2016, en una finca comercial situada en Elche, utilizando árboles de 8 años, plantados a 6 x 5 m, que se trataron a los 94, 64, 34 y 4 días antes de la recolección con JaMe a 1, 5 y 10 mM (tres repeticiones de dos árboles cada una por tratamiento).

Se usó 1 mL L-1 de Tween-20 como surfactante y los árboles control se pulverizaron sólo con él. Los frutos se cosecharon según los criterios comerciales, basados en tamaño y color característico de esta variedad. Debido a que la maduración es heterogénea, se realizaron dos recolecciones, separadas por 21 días. En ambas fechas de cosecha, se midió el rendimiento de cada árbol (kg por árbol y número de frutos por árbol) y con estos datos se calculó el peso del fruto. En la primera fecha de recolección se tomaron al azar 10 frutos de cada repetición y se llevaron al laboratorio para analizar en ellos diferentes parámetros de calidad como color, firmeza, sólidos solubles totales y acidez total, así como su contenido en compuestos antioxidantes como fenoles y antocianinas, según la metodología que se indica en Martínez-Esplá et al. (2014).

3. Resultados y discusión

Rendimiento del cultivo

El rendimiento total fue de 37,75 ± 2,08 kg por árbol en los árboles control y significativamente mayor (P<0,05), 32,8, 38,1 y 21,8%, en los árboles tratados con JaMe a 1, 5 y 10 mM, respectivamente. Este aumento se debió al número de frutos que se recolectaron de cada árbol, que aumentó significativamente en los tratados con JaMe, mientras que no se observaron efectos significativos en el peso del fruto (Figura 1). Además, vale la pena señalar que el rendimiento de los árboles en la primera fecha de recolección fue significativamente mayor (P<0,05) en los árboles tratados con JaMe 1 y 5 mM (42,24 ± 0,67 y 43,79 ± 3,06 kg por árbol, respectivamente) que en los controles (28,65 ± 2,16 kg por árbol), mientras que fue menor con la concentración más alta de JaMe (19,19 ± 1,27 kg por árbol) en esta primera fecha de cosecha (Figura 1). Estos resultados muestran que los procesos de crecimiento y maduración se aceleraron con los tratamientos con JaMe a 1 y 5 mM, ya que más frutos habían alcanzado su estado de maduración comercial el día de la primera recolección, mientras que ocurrió lo contrario con el tratamiento con JaMe a 10 Mm.

Hay pocos estudios sobre el efecto de los tratamientos con JaMe sobre el tamaño del fruto y el rendimiento del cultivo. En ciruela, los tratamientos pre-cosecha con concentraciones de 0,5, 1 y 2 mM aumentaron el rendimiento del cultivo, el tamaño y el peso del fruto en los cultivares ‘Black Splendor’ y ‘Royal Rosa’, aunque la concentración más efectiva fue dependiente del cultivar, mientras que no se observó efecto sobre el número de frutos recolectados por árbol (Martínez-Esplá et al., 2014). De manera similar, los tratamientos de uva de mesa con JaMe a 0,01 y 0,1 mM aumentaron el tamaño de la baya y el rendimiento total en las variedades ‘Magenta’ y ‘Crimson’ (García-Pastor et al., 2019) mientras que la aplicación de JaMe en limoneros, a 0,1 y 1 mM no afectó el rendimiento del cultivo ni el peso de los frutos (Serna-Escolano et al., 2019).

Calidad de los frutos

Los tratamientos con JaMe no afectaron al color externo del fruto, como era de esperar, ya que se recolectaron cuando la piel tenía el color característico de la variedad. Sin embargo, el valor del ángulo Hue en los arilos fue significativamente menor (P <0,05) en los frutos de los árboles tratados con JaMe a 1 (30,60 ± 1,13), 5 (28,55 ± 0,82) y 10 mM (32,55 ± 1,30) que en los controles (39,91 ± 1,68), lo que muestra que los arilos tenían un color rojo más intenso debido al tratamiento con JaMe, especialmente para la dosis de 5 mM con la que se obtuvo el valor más bajo. Otros parámetros de calidad como la firmeza, el contenido en sólidos solubles o la acidez total, no se vieron afectados por los tratamientos.

Figura 1: Rendimiento del cultivo (kg por árbol y número de frutos por árbol) y peso de los frutos obtenidos en los árboles control y en los tratados con JaMe. Las letras muestran diferencias significativas entre tratamientos.

Compuestos bioactivos

Es bien sabido que las granadas son ricas en compuestos bioactivos con actividad antioxidante, como los compuestos fenólicos, incluidas las antocianinas y el ácido ascórbico, aunque su concentración en el momento de la recolección depende de varios factores, como la variedad, el estado de maduración y las condiciones ambientales (Mphahlele et al., 2014; Li et al., 2015; Boussaa et al., 2019). Las concentraciones de fenoles y antocianinas totales fueron de 0,842 ± 0,015 y 0,135 ± 0,006 g/kg, respectivamente, en los arilos de los frutos control, unos valores en el rango de los publicados para esta variedad en trabajos previos (Mena et al., 2011). Sin embargo, estos valores fueron significativamente mayores en los arilos de los frutos tratados, observándose el mayor efecto con la dosis de 5 mM (Figura 2), debido al incremento en la actividad del enzima fenilalaninaamonio liasa (PAL) y de los genes que codifican este y otros enzimas de la ruta de biosíntesis de las antocianinas (Wei et al., 2017). Asimismo, la concentración de ácido ascórbico también fue mayor en

los frutos de los árboles tratados, siendo la de 5 mM la más efectiva, con incrementos del 33% (Figura 2). Por tanto, los tratamientos con JaMe conducirían a mejorar la calidad y las propiedades saludables del consumo de granada, dado el papel de los fenoles, incluidas las antocianinas y el ácido ascórbico en estas propiedades (Faria y Calhau, 2011; Serrano et al., 2018; Reyes-Díaz et al., 2016; Bassiri-Jahromi,2018).

Se identificaron seis antocianinas siendo las mayoritarias cianidina 3-O-glucósido (Cy 3-glu) y cianidina 3,5 di-O-glucósido (Cy 3,5-di-glu), seguido de pelargonidina 3-O-glucósido (Pg 3-glu) y delfinidina 3-O-glucósido (Dp 3-glu), mientras que pelargonidina 3,5-di-O-glucósido (Pg 3,5-di-glu) y delfinidina 3,5-di-O -glucósido (Dp 3,5-di -glu) se encontraron en concentraciones más bajas (Figura 3). Además, los tratamientos con JaMe a las tres concentraciones incrementaron la concentración de las antocianinas mayoritarias con respecto a las encontradas en los frutos control (Figura 3)

Figura 2: Contenido en fenoles totales, antocianinas totales y ácido ascórbico en las granadas de los frutos control y tratadas con jasmonato de metilo (JaMe). Las letras muestran diferencias significativas entre tratamientos.

Figura 3: Contenido en antocianinas individuales en las granadas de los frutos control y tratadas con jasmonato de metilo (JaMe). Las letras muestran diferencias significativas entre tratamientos.

4. Conclusiones

Los tratamientos con JaMe a 1, 5 y 10 mM de los granados durante el desarrollo del fruto en el árbol aumentaron el rendimiento del cultivo y con las dosis de 1 y 5 mM se aceleró el proceso de maduración. Además, los tratamientos mejoraron el color de los arilos y su contenido en compuestos bioactivos (fenoles, antocianinas y ácido ascórbico), encontrándose los efectos más altos con JaMe a 5 mM, por lo que esta dosis podrían seleccionarse para su aplicación práctica, a fin de obtener una cosecha más temprana y aumentar el rendimiento del cultivo de granada, la calidad del fruto y su contenido en compuestos bioactivos con efectos beneficiosos para la salud.

Bibliografía

Agradecimientos

Este trabajo ha sido financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad de España a través del Proyecto AGL2015-63986R y la Comisión Europea con fondos FEDER. Los autores agradecen a la Universidad Miguel Hernández por la beca de doctorado de M.E. García-Pastor.

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Economía circular en la industria alimentaria: Desarrollo de nuevos productos funcionales a partir de la fermentación de residuos de brócoli

José Ángel Salas Millán1 2 3 y Encarna Aguayo1 2 *

1 Grupo de Postrecolección y Refrigeración. Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT), Paseo Alfonso XIII, 48, 30203 Cartagena, España.

2 Grupo de Calidad Alimentaria y Salud, Instituto de Biotecnología Vegetal (IBV-UPCT), Campus Muralla del Mar, 30202 Cartagena, España.

3 JimboFresh International SLL, C/Mina Buena Suerte, 1, 30360 La Unión, Murcia, España.

*encarna.aguayo@upct.es

RESUMEN

Para enfrentar el reto de la pérdida y el desperdicio de alimentos a lo largo de toda la cadena de suministro, desde la producción agrícola hasta el consumo final, es fundamental explorar nuevas estrategias que reduzcan este problema en el sector agroalimentario. Entre estas estrategias, destacan las iniciativas de revalorización de subproductos. Los residuos generados en este proceso no solo representan pérdidas económicas considerables, sino que también generan impactos ambientales negativos debido al desperdicio de recursos como la tierra cultivable, el agua y la energía, entre otros insumos esenciales. Un ejemplo evidente de esta problemática es la exclusión de frutas y hortalizas del mercado debido a criterios estéticos, como el color, la forma o el tamaño, lo que constituye una forma de desperdicio alimentario. Por otro lado, existe una oportunidad clave para valorizar los residuos agrícolas mediante el uso de aquellas partes de las plantas que no son convencionalmente comercializadas ni consumidas. Estos residuos de frutas y hortalizas tienen un gran potencial como fuentes de compuestos bioactivos y saludables, tales como polifenoles, glucosinolatos, isotiocianatos, vitaminas y fibra, entre otros componentes beneficiosos para la salud. La fermentación es una de las técnicas más antiguas en el procesamiento de alimentos, utilizando microorganismos o enzimas para transformar la calidad sensorial, prolongar la vida útil y garantizar la seguridad de los alimentos. Esta técnica se diversifica según los microorganismos implicados, dando lugar a una variedad de productos alimenticios en relación con el principal proceso metabólico de los microorganismos participantes. Actualmente, el mercado de productos fermentados está impulsado por una combinación de interés en la salud, sostenibilidad, autenticidad y conveniencia, con una fuerte demanda de innovación y variedad. Un ejemplo de valorización de subproductos mediante fermentación es el aprovechamiento de aquellas partes del brócoli que no tienen interés comercial o valor en el mercado. En un estudio, se utilizó el tallo de brócoli para desarrollar un nuevo alimento encurtido rico en bacterias lácticas y compuestos bioactivos. Otra investigación, se centró en la revalorización de las hojas de brócoli, desarrollando una bebida lactofermentada a partir de hojas de brócoli con Lactiplantibacillus plantarum. El objetivo principal fue utilizar la fermentación como una técnica de extracción asistida de compuestos bioactivos presentes en las hojas de brócoli. Ambos experimentos resultaron en nuevos productos alimentarios con potencial probiótico, gran riqueza funcional y alta calidad sensorial.

1. Introducción

En un mundo cada vez más consciente de la sostenibilidad y el uso integrado de los recursos, la revalorización de los subproductos hortícolas se considera una estrategia clave para minimizar el desperdicio y maximizar el valor de la producción agrícola. Cada año se desechan miles de toneladas de frutas y hortalizas durante su recolección, manipulación y comercialización, provocando un importante impacto ambiental y una considerable pérdida de recursos económicos. De hecho, una proporción significativa de las emisiones totales de gases de efecto invernadero (GEI) puede atribuirse al sistema alimentario mundial, representando una horquilla de entre el 21% y el 37%. Estas emisiones tienen su origen en una serie de etapas de la cadena alimentaria, incluidas las actividades agrícolas en el campo, el uso de la tierra, la transformación, el envasado, el almacenamiento, el transporte, la venta al por menor y el consumo. La mayor proporción de GEI es atribuible a las actividades agrícolas y ganaderas (9-14%), seguidas por el uso y los cambios en la utilización de la tierra (5-14%) y las actividades de la cadena de suministro (5-10%), que incluyen las emisiones de GEI procedentes de la pérdida y desperdicio alimentario (IPPC, 2022).

Según definiciones de la Organización de las Naciones Uni-

das para la Alimentación y la Agricultura (FAO), la pérdida alimentaria se refiere a la disminución en la cantidad o calidad de los alimentos durante las etapas de producción, postcosecha, almacenamiento y procesamiento. Es decir, abarca desde la cosecha de los productos agrícolas hasta su procesamiento antes de llegar al mercado. Las causas comunes de pérdida alimentaria incluyen prácticas agrícolas ineficientes, condiciones climáticas adversas, problemas en el almacenamiento y transporte, y técnicas inadecuadas de manejo de alimentos. Sin embargo, el desperdicio alimentario se refiere a la eliminación de alimentos que están aptos para el consumo humano, que ocurre principalmente en las etapas de venta al por menor y consumo final. Esto incluye alimentos que se descartan en supermercados, restaurantes, servicios de catering y en los hogares. Las causas de desperdicio alimentario pueden incluir compras excesivas, fechas de caducidad, mal almacenamiento en los hogares y porciones servidas en exceso.

España se ha dotado este año, por primera vez, de un marco legal para prevenir el desperdicio alimentario, con un enfoque centrado en la prevención y la concienciación. El propio ministro de agricultura, Luis Planas, ha señalado que evitar

el despilfarro de alimentos es un “imperativo categórico” que implica al conjunto de la sociedad. Según esta norma, las empresas de la cadena alimentaria deberán contar con un plan de prevención que permita identificar dónde se producen las pérdidas e implementar medidas para minimizarlas. Un aspecto esencial de la ley cuando se produzca el desperdicio alimentario es la jerarquía de prioridades. La prioridad máxima será siempre el consumo humano, a través de la donación o redistribución de alimentos y, cuando no sea posible, se buscarán otros usos como, por ejemplo, mermeladas, piensos o compost (MAPA, 2024). El proyecto de ley establece medidas de buenas prácticas, como el incentivo del consumo de productos considerados poco estéticos, alimentos de temporada y ecológicos. Este proyecto está en línea con el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, de la Agenda 2030 de Naciones Unidas, que establece en su punto 12.3 la necesidad de reducir a la mitad el desperdicio de alimentos por habitante correspondiente a los niveles de venta al por menor y consumo, así como disminuir las pérdidas a lo largo de las cadenas de producción y suministro. Según estimaciones de la FAO, aproximadamente se desperdician en el mundo unos 1.300 millones de toneladas anuales, lo que supone un 30 % de los alimentos que se producen. Por lo que debe existir un compromiso con la solución a este problema, con medidas que van desde la creación de metodologías de medición del desperdicio, campañas de sensibilización y publicidad y otras acciones de colaboración con otros agentes de la cadena alimentaria.

Siguiendo la jerarquía de prioridades que recoge la ley, la prioridad máxima será siempre el consumo humano, y, cuando no sea posible, se buscarán otros usos, básicamente una revalorización de esos subproductos en nuevos productos, preferentemente alimentarios. Es bien conocido que las frutas y hortalizas son una rica fuente de compuestos bioactivos, incluyendo vitaminas, minerales, polifenoles y fibras, cuyos beneficios para la salud humana están ampliamente demostrados. Por lo tanto, los subproductos derivados de estas frutas y hortalizas conservan una riqueza bioactiva comparable a la del producto original. Esto hace que su transformación en nuevos productos ofrezca un alto valor añadido. Los subproductos hortofrutícolas pueden ser aprovechados de diversas maneras, desde la producción de biocombustibles hasta la creación de suplementos alimenticios, bebidas, cosméticos y productos farmacéuticos. Las oportunidades para transformar estos recursos son vastas y variadas. Algunas start-ups que destacan en este ámbito son Agrosingularity, Biooprocesia e Impact Food, las cuales están reivindicando los subproductos del sector alimentario al convertirlos en super-ingredientes con gran valor nutritivo y tecnológico. En los últimos tiempos, tanto los supermercados como los consumidores han rechazado frutas y hortalizas como productos frescos comercializables debido a imperfecciones cosméticas superficiales (Salas et al., 2023). Las normas de calidad cosmética para estos productos imponen requisitos específicos relativos al color, la forma y el tamaño que deben cumplir los productos tras su preparación y envasado. Sin embargo, no todas las frutas y hortalizas son perfectas y muchas no cumplen con estas expectativas. La FAO estima que una de cada cinco frutas u hortalizas se descarta por esta razón, lo que intensifica aún más la pérdida y el desperdicio alimentario. En este contexto, merece destacarse la labor de Biodiverso Cosmetic, una spin-off de la Universidad Politécnica de Cartagena, que comercializa cremas corporales elaboradas con un 25% de fru-

ta utilizando aquellas que, aunque sanas, son imperfectas y descartadas por los supermercados. Todas estas empresas aprovechan los recursos de los que disponemos, reduciendo el impacto del sistema alimentario y evitando la generación de residuos contribuyendo a una economía circular más sostenible.

2. Revalorización de Subproductos a través de la Fermentación

En el contexto de la revalorización de subproductos hortofrutícolas, la fermentación se ha postulado como una vía prometedora para obtener nuevos productos agroalimentarios. La fermentación, una de las técnicas más antiguas de procesamiento de alimentos, utiliza microorganismos o enzimas para inducir cambios bioquímicos deseables que mejoran la nutrición, la digestibilidad, la seguridad y el sabor de los alimentos. Este proceso, originario del Oriente Medio y con una historia que se remonta entre 10,000 y 15,000 años, ha sido fundamental como método de conservación de alimentos de bajo consumo energético antes de la aparición de métodos modernos de conservación (Tamang et al., 2020). Aunque los alimentos fermentados tienen su propia cultura y una larga historia, la industrialización del sector alimentario ha reducido su producción y diversidad, especialmente en los países occidentales. No obstante, el creciente interés por los alimentos beneficiosos para la salud, los procesos artesanales y su promoción en las recomendaciones dietéticas nacionales han aumentado su popularidad en las dietas occidentales en los últimos años (Marco et al., 2017). Los avances en microbiología y tecnología, así como el desarrollo de cultivos iniciadores, han mejorado significativamente los procesos de fermentación (Bamforth Cook, 2019), convirtiéndose en una valiosa herramienta para la revalorización de subproductos.

Diferentes tipos de microorganismos poseen diversas capacidades de fermentación. De este modo, distintas matrices alimentarias se transforman en una variedad de productos, con modificaciones en la textura, el perfil aromático, el sabor e incluso la extensión de la vida útil (Voidarou et al., 2020). En términos de matriz alimentaria, los procesos podrían clasificarse como productos lácteos (a partir de la leche), cereales fermentados, hortalizas, legumbres, productos a base de carne y pescado, y bebidas alcohólicas. Tradicionalmente, los alimentos fermentados se producían por fermentación espontánea (sin cultivo iniciador) o por el método de siembra o “trasvase” que consiste en utilizar una pequeña porción de una fermentación anterior para iniciar una nueva fermentación. Sin embargo, en el último siglo, el cultivo iniciador ha estado disponible y se ha utilizado en la fermentación industrial para facilitar la fermentación en un proceso escalable, fiable, consistente y seguro (Tamang et al., 2020). Existen diferentes tipos de fermentación, en función del microorganismo involucrado, siendo las más comunes la fermentación alcohólica, ácido láctica, propiónica o acética (Tabla 1). Los géneros de microorganismos fermentadores son levaduras, bacterias ácido-lácticas (BAL), ácido acéticas, ácido propiónicas y del ácido butírico. Algunos géneros de mohos están relacionados en los alimentos fermentados y se utilizan como iniciadores

Nuevos

para la preparación de matrices alimentarias, como Rhizopus spp. y Aspergillus spp.

Tabla 1. Fermentación: tipos, microorganismos asociados y matrices alimentarias

2.1 Vegetales fermentados

Los vegetales fermentados son probablemente los productos más populares y consumidos tanto en países orientales como occidentales, como guarnición, aperitivo o ingrediente. Estos fermentados se procesan a menudo utilizando sal o salmuera para realzar el sabor, pero también por el importante papel microbiológico que desempeña al limitar el crecimiento de patógenos y bacterias de deterioro (Tamang et al., 2020). Sin embargo, el guangxi suansun es un condimento vegetal fermentado no salado, típico del suroeste de China, basado en la fermentación de brotes de bambú crudos en agua de manantial (Wang et al., 2023). El gundruk es otro vegetal fermentado no salado del Himalaya, consiste en hojas frescas de mostaza, colifor y repollo, que se trituran y fermentan «naturalmente» en recipientes durante 15 a 22 días, y luego se secan al sol (Ghimire et al., 2020). Las BAL más comunes en los vegetales fermentados de los países occidentales y orientales son Lactobacillus plantarum, L. pentosus, L. brevis, L. fermentum, Leuconostoc mesenteroides y P. pentosaceus. Las aceitunas de mesa fermentadas y las alcaparras son productos habituales en la cuenca mediterránea (España, Grecia, Italia, Portugal y Francia). Al igual que las hortalizas fermentadas tradicionales, estos sustratos se fermentan espontáneamente en salmuera, con especies de BAL y levaduras que contribuyen al proceso (Peres et al., 2012). Otra hortaliza fermentada común y muy conocida son los encurtidos de pepino, especialmente en Estados Unidos, Canadá y Europa, pero también se consume en países asiáticos, con nombres como oiji, jiang-gua, khalpi o paocai (Wang, 2021).

Las brásicas o el género Brassica es uno de los más importantes en agricultura, se utilizan habitualmente en otras partes del mundo como sustrato para la fermentación de productos de origen vegetal. En Europa Central, el chucrut, también conocido como chucrut o choucroute, suele elaborarse con col rallada (Brassica oleracea var. capitata) mezclada con sal y fermentada en tanques durante días o semanas. El producto final puede envasarse fresco o pasteurizarse para aumentar la seguridad alimentaria y reducir el riesgo de deterioro. Otros platos fermentados tradicionales que utilizan la col como materia prima en los países orientales son el chroururk sapei/tror sok, el phak-

dong, el pao cai, el dha muoi y el sayur asin. La col napa (Brassica rapa subsp. chinensis) para la producción de kimchi, un plato coreano que se ha convertido en un alimento popular en todo el mundo. El kimchi se clasifica en cientos de variedades, cada una con sus propias características bioquímicas, nutricionales y organolépticas únicas, según el condimento y las materias primas utilizadas (Jung et al., 2014). Otras especies de brásicas fermentadas se utilizan como raíces y bulbos comestibles, como el rábano y el nabo (Ashaolu Reale, 2020).

Aunque las bebidas alcohólicas fermentadas más comunes se elaboran a partir de frutas (uvas, manzanas, peras, etc.) y cereales (trigo, cebada, maíz, etc.), son producidas por levaduras (S. cerevisiae), a veces, son seguidas de un segundo paso de fermentación por BAL. Sin embargo, diferentes culturas y regiones producen bebidas fermentadas no alcohólicas a base de cereales, té y verduras. La fermentación no alcohólica incluye bebidas fermentadas producidas por la simbiosis de levaduras y BAL, como kombucha, kvass, boza, shalgam, pozol, etc.

Centrándonos en los productos lactofermentados de origen vegetal, en Polonia, Lituania y Bielorrusia se elabora una sopa lactofermentada a partir de una planta arbustiva (Heracleum sphondylium). Además, se produce zumo de chucrut prensando la col fermentada, que se utiliza como bebida funcional y está ganando popularidad (Ciska et al., 2021). Actualmente, la investigación se centra en vegetales fermentados por BAL (zumo de zanahoria, patata, remolacha, tomate) debido a la potenciación de propiedades funcionales como antioxidante, antimutagénico, antidiabético y antihipertensivo (Ignat et al., 2020). Todo ello abre nuevas líneas de investigación para el desarrollo de bebidas vegetales fermentadas con propiedades beneficiosas para la salud, elaboradas a partir de los subproductos.

La creciente popularidad de los alimentos fermentados ha provocado un aumento de la demanda tanto por parte de los consumidores como de los fabricantes de alimentos y bebidas. Esto se ha traducido en una mayor disponibilidad en el mercado, sobre todo los de origen vegetal. El mercado mundial de alimentos fermentados está valorado en 575.000 millones de dólares y se prevé que aumente en más de 500.000 millones entre 2022 y 2032 (Statista, 2022). La tendencia actual es producir alimentos y bebidas fermentados, de origen vegetal o aptos para la población vegetariana/vegana.

2.2 Ejemplos de revalorización de brócoli mediante fermentación

A nivel mundial, se producen más de 25 millones de toneladas de coliflor y brócoli anualmente (FAOSTAT, 2020). El brócoli (Brassica oleracea var. italica) es especialmente valorado por sus compuestos funcionales, tales como fenoles, vitamina C y glucosinolatos (Vallejo et al., 2002). No obstante, solo el 15% de la biomasa total del brócoli es aprovechada, mientras que las raíces, el tallo y las hojas, que representan aproximadamente el 17%, 21% y 47% de la biomasa respectivamente, suelen ser desperdiciados (Liu et al., 2018). Este desperdicio conlleva la pérdida de recursos limitados como agua, tierra y energía.

En este contexto, la revalorización del tallo de brócoli mediante la producción de un encurtido funcional a través de fermentación espontánea representa una estrategia prometedo-

ra para promover la economía circular y reducir el desperdicio de estos recursos valiosos (Salas-Millán et al., 2022). Para este experimento, se utilizaron tallos de brócoli del cultivar Parthenon. En primer lugar, los tallos se limpiaron, se cortaron en rodajas y se sumergieron en salmuera (6% p/v de sal) en un bote de cristal y se fermentaron espontáneamente en condiciones anaeróbicas.

El proceso de fermentación se llevó a cabo a 25 ºC durante 6 días, tras lo cual las muestras se refrigeraron a 4 ºC durante otros 6 días. Además, para enriquecer los compuestos bioactivos, el encurtido se aderezó con dientes de ajo o granos de mostaza triturados. En el tratamiento testigo no se utilizó ningún aderezo. En el día 3, se observó el mayor contenido de compuestos funcionales, como la glucoerucina, los glucosinolatos indólicos (glucobrassicina, 4-metoxi-glucobrassicina y 4-hidroxiglucobrassicina), y ácidos fenólicos y flavonoides (ácido sinápico, ácido 4-O-feruloil quínico y quercetina-3-O-diglucósido). En el día 6, los tallos de brócoli alcanzaron los recuentos máximos de bacterias lácticas (>8 log ufc/g), permaneciendo estables hasta el día 12 a 4 ºC. Un análisis metataxonómico permitió identificar 1009 géneros de bacterias, siendo Latilactobacillus sakei la especie de BAL más predominante, seguida de Lactobacillus curvatus, Leuconostoc kimchi y Leuconostoc carnosum. Todas estas especies están relacionadas con otros alimentos fermentados y varios autores han afirmado que poseen propiedades probióticas, además de extender la vida útil del producto final y presentar una calidad sensorial óptima.

Un segundo ejemplo de revalorización consiste en el desarrollo de una bebida funcional a partir de hojas de brócoli, aprovechadas por su riqueza en compuestos bioactivos beneficiosos para la salud, como ácidos fenólicos, flavonoides e isotiocianatos (Salas-Millán et al., 2024). En este caso, se optimizó un proceso de extracción asistida por fermentación utilizando hojas de brócoli del cultivar Parthenon. Las hojas fueron lavadas, cortadas, secadas y luego fermentadas en un biorreactor con agua y Lactiplantibacillus plantarum (6 log UFC/mL). El proceso de fermentación se optimizó a 28 ºC durante 4 días, con una proporción de 0,1 g de hojas por litro de agua. En esta bebida se identificaron flavonoides glicosilados y acilados, como el kaempferol-3,7-O-diglucósido, el kaempferol-3-O-cafeoilsoforósido-7-O-glucósido y el kaempferol-3-O-soforósido. Además, se cuantificaron sulforafano, indol-3-carbinol e isotiocianatos de ascorbígeno. Tras determinar las condiciones óptimas de fermentación para obtener la mayor actividad antioxidante y concentración de compuestos fenólicos, se estudió la conservación de la bebida resultante a 5 ºC durante 49 días, utilizando pasteurización (72 ºC durante 15 segundos) y alta presión hidrostática (APH; 200 y 400 MPa durante 10 y 1 minuto, respectivamente). Como testigo no se utilizó ningún tratamiento térmico ni APH. Por otro lado, se estudió el potencial antidiabético de la bebida, mediante la inhibición de a-amilasa y a-glucosidasa.

La pasteurización proporcionó un mayor contenido en contenido fenólico, pero con una población de BAL de sólo 3,5 log UFC/mL, con la consiguiente pérdida de potencial probiótico. No obstante, este tratamiento mostró el mayor porcentaje de inhibición tanto para la a-amilasa como para la a-glucosidasa (oscilando entre el 34% y el 52%). El testigo presentó una reducción en ácidos clorogénicos, con una disminución de su contenido en indoles (ácido ascórbico e indol-3-carbinol) a medida que se prolongaba el tiempo de almacenamiento. A pesar de ello, la población de BAL se mantuvo en 6,5 log UFC/ mL, un escenario similar al obtenido con el tratamiento de APH

a 200 MPa. Este tratamiento proporcionó una bebida con un contenido estable de bioactivos y potencial antidiabético (entre 33% y 40%) y presentó el mayor contenido de sulforafano (4,38-8,82 mg/L) durante el almacenamiento en frío. Por otro lado, el tratamiento con APH a 400 MPa mostró peores resultados, con una población reducida de BAL (2 log UFC/mL) y un bajo contenido polifenólico e inhibición de la a-amilasa. Estos resultados respaldan la producción de una bebida funcional con potencial probiótico a partir de la fermentación asistida de hojas de brócoli, recomendándose un tratamiento de conservación a 200 MPa de APH para asegurar la estabilidad de las BAL, un mayor potencial antidiabético y una rica concentración de compuestos bioactivos.

Los detalles de estos desarrollos están publicados en revistas de acceso abierto y protegidos mediante patente, lo que proporciona una ventaja competitiva al permitir la comercialización de productos únicos y diferenciados en el mercado.

3. Conclusión

La fermentación ofrece la posibilidad de crear alimentos funcionales y probióticos a partir de residuos de brócoli. Los ejemplos mencionados demuestran cómo los subproductos pueden revalorizarse para fomentar una economía circular, aumentando la disponibilidad de alternativas alimentarias y mejorando la rentabilidad en la industria alimentaria.

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Nuevos productos funcionales a partir de brócoli fermentado

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El uso de técnicas ómicas en el estudio de

conservación poscosecha de frutos carnosos

Luis Orduña Rubio y María R. Albiach Martí*

VALGENETICS S.L., Parc Cientific Universitat de València, C/ Catedrático Agustín Escardino, 9, 46980, Paterna, Valencia

* maria@valgenetics.com

RESUMEN

El periodo de poscosecha en frutos, definido como el intervalo comprendido entre la recolección del fruto y su consumo, es clave para el consumidor, ya que marca la calidad con la que el fruto llega a su destino final. Este periodo coincide temporalmente con el proceso de maduración, a través del cual los frutos atraviesan grandes cambios a nivel fisiológico y bioquímico que afectan enormemente a su calidad final. Estos cambios están regulados principalmente a nivel genético y se producen por variaciones en la expresión de genes reguladores clave. En el contexto de la biología molecular actual, los cambios metabólicos y de expresión génica que ocurren en el proceso de maduración son medibles gracias al uso de técnicas ómicas, como la transcriptómica y la metabolómica. Por un lado, la transcriptómica permite cuantificar con precisión la expresión de todos los genes de un fruto en un momento determinado. Por otro lado, la metabolómica permite cuantificar de forma precisa las diferentes moléculas (metabolitos) presentes en un fruto. La integración de ambas técnicas ómicas permite correlacionar la expresión de genes con variaciones en la concentración de metabolitos y otras propiedades fisiológicas del fruto, pudiendo así identificar genes claves en el proceso de maduración y descifrar la compleja red regulatoria que controla el proceso de la maduración. Este conocimiento es esencial para mejorar la calidad final de los frutos, ya que estos genes pueden ser posteriormente empleados en programas de mejora genética.

1. Introducción

El periodo de poscosecha puede ser definido como el intervalo temporal que comienza con la separación del fruto de la planta o sitio de crecimiento y que finaliza cuando dicho fruto alcanza su destino final (Pulse Foods, 2021). Durante este proceso, muchos cambios ocurren en los frutos a nivel fisiológico, ya que la separación del fruto del resto de la planta no detiene el proceso de maduración de los mismos. Es importante destacar la maduración del fruto es independiente de si el fruto ha sido o no recogido para su distribución, pero en cultivos de consumo humano es habitual que coincidan en el tiempo y los frutos maduren durante el periodo de poscosecha. Debido a esto, entender el proceso de maduración es clave para mejorar las condiciones en las que los frutos llegan a su destino final. La fase de maduración se puede definir como un proceso irreversible y altamente regulado genéticamente que produce cambios fisiológicos y bioquímicos. Estos cambios maximizan las propiedades organolépticas de los frutos para atraer herbívoros y facilitar así la dispersión de las semillas (Giovannoni, 2004). Los cambios que sufren los frutos durante el periodo de maduración pueden diferir en función de la especie tratada. No obstante, fenómenos como la acumulación de pigmentos, modificación en la textura que conduce a un ablandamiento y acumulación de azúcares y compuestos aromáticos son frecuentes en la gran mayoría de especies vegetales de consumo humano (Gómez et al., 2013).

Todos los procesos biológicos mencionados anteriormente, relacionados con la maduración de los frutos, están normalmente controlados por cambios en la expresión de los genes. Antes de comenzar la fase de maduración, los frutos normalmente atraviesan una fase de crecimiento vegetativo, que conlleva un crecimiento del pericarpio producido por una rápida división celular (Conde et al., 2006). Varios estudios han descrito que el momento de finalización de la fase de crecimiento vegetativo y comienzo de la fase de maduración coincide con un profundo cambio en la expresión génica general del fruto. En este cambio general de expresión génica, los genes relacionados con el crecimiento vegetativo son rápidamente reprimidos, mientras que la expresión de aquellos genes implicados en el proceso de maduración es profundamente aumentada. De este modo, se controlan los cambios fisiológicos y bioquímicos previamente mencionados que tienen lugar durante la maduración (Fasoli et al., 2012, 2018). Es importante mencionar que este proceso de cambio en la expresión génica está controlado por complejas redes regulatorias, donde los genes se organizan jerárquicamente para regular su expresión. En esta organización jerárquica, unos pocos genes conocidos como reguladores maestros son los encargados de modular la expresión del resto de genes implicados en los cambios fisiológicos. Por tanto, la identificación de genes relevantes en el control del proceso de maduración es esencial en el desarrollo de programas de mejora vegetal, en los que una de las características a mejorar es el mantenimiento de la calidad de producto durante el proceso de poscosecha y permanencia en superficies comerciales hasta su llegada al consumidor.

Actualmente, en el contexto de la biología molecular moderna, los cambios de expresión génica y en la composición metabólica que ocurren en los frutos, durante todo el proceso de maduración, son observables y medibles gracias las técnicas ómicas. Estas técnicas permiten estudiar diferentes componentes y procesos moleculares que ocurren en las células de los frutos desde diferentes ángulos (Figura 1). Por un lado, la genómica permite secuenciar y caracterizar el genoma (conjunto total de secuencias de ADN) de un organismo. Este proceso de caracterización del genoma incluye la identificación estructural y funcional de los genes contenidos en el genoma, esto es, definir en qué posición se encuentra cada gen y cuál es la función de cada uno (National Human Genome Research Institute, s. f.). Por su parte, la transcriptómica permite identificar el transcriptoma (conjunto de transcritos de ARN) de un organismo en un momento temporal concreto, cuantificando el nivel de expresión de todos los genes descritos en su genoma (Caudai et al., 2021). Una vez los transcritos de ARN han sido traducidos a proteínas, la proteómica permite estudiar su estructura y función dentro de las células. Finalmente, las proteínas pueden estar implicadas en diversas rutas metabólicas, que producirán metabolitos. El metaboloma (conjunto de metabolitos presente en la célula en un momento determinado) se puede identificar y cuantificar a través de la metabolómica.

2. Transcriptómica como herramienta para el estudio de la maduración

Como se ha explicado anteriormente, la transcriptómica permite cuantificar la cantidad de transcritos de cada gen contenido en el genoma del fruto estudiado. En otras palabras, permite determinar el nivel de expresión de cada gen en un momento y condición específicos. Esto posibilita que, si se obtienen datos transcriptómicos de muestras procedentes de diferentes condiciones, se puedan comparar estadísticamente los niveles de expresión de los genes entre dichas condiciones. Esta comparación, conocida como análisis de expresión diferencial, permite detectar genes con diferencias estadísticamente significativas entre las condiciones. Así, se puede identificar genes que se encuentran inducidos o reprimidos debido a las distintas condiciones de las que provienen las muestras (Love et al., 2014).

La posibilidad de realizar análisis de expresión diferencial entre distintas condiciones, ofrece un amplio rango de aplicaciones para estudiar y caracterizar el proceso de maduración de frutos en especies vegetales. Uno de los enfoques más habitualmente empleados es la realización de experimentos de time-course, donde se toma muestras de frutos en diferentes momentos temporales durante el proceso de crecimiento vegetativo y maduración del fruto. Esto permite observar cómo varía la expresión de los genes a lo largo de todo el proceso, pudiendo identificar genes expresados únicamente en la fase de crecimiento vegetativo, en la fase de transición a la maduración, y durante diferentes etapas del proceso de maduración. En base a esto, se puede elaborar modelos de la regulación génica de carácter jerárquico que gobierna estos procesos biológicos (Fasoli et al.,, 2018).

Figura 1. Diferentes técnicas ómicas permiten estudiar diferentes procesos y componentes celulares implicados en diferentes puntos del dogma central de la biología molecular. La genómica permite estudiar el genoma de una célula u organismo, identificando los genes contenidos en dicho genoma. Estos genes serán transcritos a ARN a través de la transcripción, y los transcritos presentes en el organismo se pueden cuantificar a través de la transcriptómica. Los transcritos son posteriormente traducidos a proteínas, cuyas estructuras y funciones se pueden identificar a través de la proteómica. Finalmente, las proteínas pueden producir metabolitos, que pueden ser cuantificados a través de la metabolómica.

Durante los últimos años, el potencial de las técnicas ómicas para el estudio de los procesos biológicos es clave en trabajos científicos realizados sobre especies modelo, tales como el tomate o la uva. En estas investigaciones, la aplicación de técnicas ómicas, como la transcriptómica y la metabolómica ha resultado imprescindible, mostrando el gran abanico de aplicaciones que estas dos técnicas poseen para entender la biología de los procesos de maduración de los frutos.

Otra posible aplicación de la transcriptómica es la caracterización de genes involucrados en la regulación del proceso de maduración. Por ejemplo, en tomate (Solanum lycopersicum) se ha descrito que mutaciones naturales ocurridas en el gen NAC-NOR producen un gran impacto en el proceso de maduración, siendo los mutantes incapaces de madurar sus frutos (Figura 2). Esto sugiere que el gen NAC-NOR es un regulador muy importante del proceso de maduración.

Figura 2. Los frutos con mutaciones en el gen NAC-NOR no son capaces de madurar correctamente. Figura extraída de (Gao et al., 2020).

La comparación estadística del transcriptoma de mutantes NAC-NOR frente a plantas no mutantes permite caracterizar los genes regulados por NAC-NOR, conociendo mejor la

jerarquía génica de la compleja red regulatoria que controla el proceso de maduración (Gao et al., 2020). Este conocimiento es potencialmente aplicable en programas de mejora vegetal.

Otra de las aplicaciones de estas técnicas ómicas es el análisis de expresión diferencial entre frutos sometidos a diferentes tratamientos o condiciones, antes y durante el tratamiento poscosecha, para evaluar el impacto de diferentes estreses (tanto bióticos como abióticos) en la calidad final de los frutos. Por ejemplo, estudios recientes han comparado los transcriptomas de tomates crecidos en plantas con condiciones normales de riego frente a tomates procedentes de plantas expuestas a sequía, para así detectar diferencias transcriptómicas espacio-temporalmente específicas en los tomates bajo condiciones de estrés hídrico. Estas diferencias permitieron identificar los genes implicados en la adaptación de la planta a la sequía a través de diferentes fases de maduración del fruto (Nicolas et al., 2022). Realizar este tipo de estudios puede permitir identificar genes esenciales para el desarrollo de nuevas líneas de mejora vegetal. Igualmente, estas técnicas pueden emplearse para analizar el impacto que diferentes tratamientos poscosecha (como por ejemplo la conservación de los frutos en cámaras con diferentes condiciones térmicas y de composición de gases) tienen sobre la calidad y conservación de parámetros nutricionales en los frutos. Adicionalmente, estas técnicas ómicas pueden ser aplicadas para comprobar el efecto que diferentes bioestimulantes pueden tener sobre la calidad final de los frutos (Della Lucia et al., 2022).

3. Metabolómica en combinación con transcriptómica

Como se ha comentado anteriormente, la metabolómica permite identificar la composición metabólica de una muestra biológica en un momento temporal concreto. Esta técnica ha sido empleada como herramienta de fenotipado vegetal y su uso se ha extendido y popularizado en las últimas dos décadas (Fiehn et al., 2000). No obstante, los datos metabolómicos son más útiles cuando son integrados con datos transcriptómicos en diseños experimentales. De este modo, se puede estudiar el impacto que un tratamiento o intervalo de tiempo durante el periodo de poscosecha supone sobre la calidad de un producto vegetal. Al integrar comparaciones entre condiciones con datos transcriptómicos y metabolómicos, la metabolómica permite confirmar que los cambios a nivel de expresión génica tienen efectos reales sobre la concentración de metabolitos relevantes en la calidad final del fruto. Hay que recordar que no siempre la detección de cambios transcriptómicos implica automáticamente cambios metabólicos observables. Aunque la transcriptómica sugiera que en un experimento concreto los genes involucrados en una ruta metabólica de interés estén inducidos, esto no siempre asegura una mayor concentración de los metabolitos producidos por dicha ruta. Por ejemplo, puede ocurrir que los metabolitos de interés sean degradados muy rápidamente, de forma que no sean acumulados. Por otro lado, los datos transcriptómicos permiten comprobar a tra-

Técnicas ómicas en la conservación de frutos carnosos

vés de qué rutas metabólicas han sido sintetizados los metabolitos de interés, información que los datos metabólicos no pueden aportar por sí mismos. Por tanto, la integración de datos transcriptómicos y metabolómicos se ha demostrado como una aproximación muy poderosa para identificar claramente los procesos reguladores de biosíntesis de diferentes metabolitos de interés. No obstante, para realizar una correcta integración de este tipo de datos es vital realizar un correcto diseño experimental (Cavill et al., 2016).

Esta integración de metabolómica y transcriptómica ha sido empleada en numerosos ejemplos para estudiar la maduración y el periodo poscosecha en frutos. Así, en uva (Vitis vinifera L.) esta aproximación se ha aplicado para comprobar que, durante el periodo de poscosecha, las diferencias observadas en la concentración de resveratrol (metabolito con propiedades antioxidantes) entre cultivares se correspondía con los patrones de expresión de los genes de biosíntesis de resveratrol observados (Zenoni et al., 2016). Además, ambas técnicas ómicas han sido empleadas para identificar una regulación específica de ciertas variedades de la ruta metabólica implicada en la biosíntesis de polifenoles que ocurre en el proceso de maduración del fruto. En este trabajo científico se compararon frutos de los cultivares ‘Shizar’ y ‘Cabernet Sauvingnon’, observando que en este último ocurría una mayor acumulación de piceida (Degu et al., 2014). En tomate, la integración de datos transcriptómicos y metabolómicos ha permitido la caracterización de mecanismos reguladores implicados con la biosíntesis de volátiles relacionados con el aroma durante la maduración del fruto que podrían ser útiles en el desarrollo de programas de mejora vegetal (Liu et al., 2024).

4. Conclusión

Las técnicas transcriptómicas y metabolómicas son capaces de extraer diferente información sobre el estado fisiológico y bioquímico de las muestras analizadas, que al ser combinada e integrada permite generar una clara imagen del estado sistémico de la planta o fruto a analizar. Por un lado, la transcriptómica ofrece información sobre los genes que se están expresando en un fruto en un momento determinado, mientras que la metagenómica e ionómica informan sobre la composición metabólica del fruto. Es por eso que el desarrollo de diseños experimentales que permitan realizar una correcta implementación de estas dos técnicas ómicas es cada vez más habitual en estudios de la maduración o conservación de los frutos durante el periodo de poscosecha. La identificación de genes clave y la comprensión de sus redes regulatorias a través de estos diseños experimentales ofrecen un gran potencial para obtener nuevas líneas de cultivos con mejores características de calidad y resistencia a condiciones de estrés.

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Sinergias entre Permanganato de Potasio, Radiación Ultravioleta

de tipo C y Dióxido de Titanio:

Mejora en la Conservación de Frutos Climatéricos,

Calidad

Sensorial y Reducción de Pérdidas Postcosecha

José Ramón Acosta-Motos1, *, Ramiro Alonso-Salinas1, Antonio José Pérez-López1 , Ana González-Báidez1, Juan José Caravaca-Hernández2, Luis Noguera-Artiaga3 , Ángel Carbonell-Barrachina3, Estrella Núñez-Delicado4 y Santiago López-Miranda1

1Plant Biotechnology for Food and Agriculture Group (BioVegA2), Universidad Católica San Antonio de Murcia, Avenida de los Jerónimos 135, Guadalupe, 30107 Murcia, Spain

2Nuevas Tecnologías Agroalimentarias (KEEPCOOL), Ctra. del Llano 6, nave 2. Pol. Ind. La Serreta, Molina De Segura, 30500, Murcia, Spain

3Research Group “Food Quality and Safety”, Centro de Investigación e Innovación Agroalimentaria y Agroambiental (CIAGRO-UMH), Miguel Hernández University, Carretera de Beniel, Km 3.2, 03312 Orihuela, Spain

4Molecular Recognition and Encapsulation Group (REM), UCAM Universidad Católica de Murcia, Avenida de los Jerónimos 135, Guadalupe, 30107 Murcia, Spain

*jracosta@ucam.edu

Permanganato potásico y radiación UV-C en la conservación de frutos climatéricos

RESUMEN

La tesis doctoral presentada aborda la conservación poscosecha de frutos climatéricos mediante la evaluación de diferentes tecnologías para la eliminación de etileno, un gas que acelera la maduración y deterioro de estos productos. En la introducción, se establece la importancia de mitigar el impacto del etileno en la industria agroalimentaria, especialmente en la conservación de frutas, para reducir las pérdidas poscosecha y preservar la calidad sensorial.

En la metodología empleada en la consecución de los objetivos de la Tesis Doctoral, se detallan los métodos utilizados para reducir los niveles de etileno en los ambientes de almacenamiento. Entre estos se incluyen: filtros de permanganato potásico (KMnO4), un agente oxidante que elimina el etileno al oxidarlo, ayudando a retrasar la maduración y prolongar la vida útil de los frutos; lámparas que emiten radiación ultravioleta C (UV-C) utilizadas para eliminar etileno, aunque también actúa sobre esporas de hongos, reduciendo así la incidencia de enfermedades postcosecha; dióxido de titanio (TiO₂) que actúa como un catalizador que en combinación con otros métodos ayuda a maximizar la eliminación de etileno y mejorar la conservación de la calidad de los productos; y mecanismos de movimiento de aire donde el uso de ventiladores fuerzan la entrada de aire cargado de etileno, al interior de la máquina, donde es eliminado por los otros métodos indicados anteriormente.

Además, se incluye un análisis exhaustivo de los resultados obtenidos de la Tesis a través de las publicaciones científicas que han sido aceptadas en revistas de alto impacto y calidad todas ellas Q1: la primera publicación investiga el efecto combinado de permanganato potásico y luz UV-C sobre la calidad postcosecha de melocotones, destacando cómo estos tratamientos pueden mantener la firmeza y el color de los frutos incluso en condiciones de almacenamiento subóptimas; la segunda publicación se centra en el retraso de las pérdidas en la calidad postcosecha de tomates, utilizando una combinación novedosa de oxidantes de etileno que impactan positivamente en los compuestos volátiles y el análisis sensorial; en la tercera publicación, se estudia el efecto del KMnO4 y la radiación UV-C en la conservación de peras, mostrando cómo estos tratamientos prolongan la vida útil al reducir la tasa de respiración y la producción de etileno; la cuarta publicación examina la preservación de la calidad postcosecha y los atributos sensoriales del brócoli alimento sensible al etileno almacenado con tomates un fruto climatérico que lo produce, mediante el uso de una combinación de KMnO4, UV-C, y TiO₂, (triple combinación) demostrando su eficacia en la prolongación de la frescura de ambos productos; la última publicación se trata de una revisión donde se analizan las estrategias para retrasar la maduración mediada por etileno en frutas climatéricas, abordando las implicaciones para la extensión de la vida útil y la calidad postcosecha.

Finalmente, la tesis resalta el uso de alimentos característicos de la Región de Murcia, como melocotones, tomates, peras y brócoli, cultivados en áreas específicas de la región. Estos productos fueron seleccionados por su relevancia económica y su susceptibilidad al etileno, haciendo de esta investigación un estudio particularmente valioso para la industria local. En conjunto, esta tesis ofrece un enfoque innovador y práctico para mejorar la conservación de frutas climatéricas, con un impacto positivo en la reducción de pérdidas poscosecha y en la mejora de la calidad sensorial de los productos, con aplicaciones directas en la industria agroalimentaria.

1. Introducción

La conservación poscosecha de frutos climatéricos representa un desafío significativo en la cadena global de suministro de alimentos, dado su rápido proceso de maduración y su susceptibilidad al deterioro. Los frutos climatéricos, como los tomates, plátanos y manzanas, experimentan un marcado aumento en la producción de etileno y en la tasa de respiración durante la maduración, lo que acelera su senescencia y limita su vida útil. Las pérdidas económicas derivadas del deterioro poscosecha de estos frutos son con-

siderables, lo que hace necesario el desarrollo de estrategias innovadoras de conservación que no solo prolonguen la vida útil, sino que también mantengan la calidad sensorial del fruto.

Los tratamientos poscosecha tradicionales, como la refrigeración, el almacenamiento en atmósfera controlada y los conservantes químicos, han sido ampliamente empleados para mitigar estos desafíos. Sin embargo, la creciente de -

manda de los consumidores por alimentos mínimamente procesados y libres de químicos ha impulsado la investigación en métodos alternativos de conservación. Entre estos, el uso de permanganato potásico (KMnO₄) como captador de etileno y la radiación ultravioleta-C (UV-C) para el control microbiano han despertado un considerable interés debido a su eficacia y al bajo impacto que tienen en el medio ambiente y la salud humana.

El permanganato potásico (KMnO₄) es un potente agente oxidante que se utiliza ampliamente en la tecnología poscosecha para reducir los niveles de etileno en los entornos de almacenamiento. Al oxidar el etileno a dióxido de carbono y agua, el KMnO₄ retrasa eficazmente el proceso de maduración y extiende la vida útil de los frutos climatéricos. A pesar de su efectividad, la aplicación única de KMnO₄ puede no ser suficiente para abordar todos los aspectos de la conservación de los frutos, particularmente en lo que respecta al deterioro microbiano y al mantenimiento de la calidad sensorial.

La radiación ultravioleta-C (UV-C) ha surgido como un tratamiento no químico prometedor para la conservación poscosecha. La luz UV-C, con longitudes de onda entre 200-280 nm, ha demostrado ser eficaz en la inactivación de un amplio espectro de microorganismos, reduciendo así la incidencia de descomposición y deterioro en los frutos. Además, el tratamiento con UV-C puede inducir la producción de metabolitos secundarios, como los compuestos fenólicos, que contribuyen a la actividad antioxidante y a la calidad general del fruto. Sin embargo, la aplicación de UV-C por sí sola puede presentar limitaciones, como posibles daños en la superficie del fruto y una efectividad variable según el tipo de fruto y los patógenos específicos presentes.

Dada la complementariedad de los mecanismos de KMnO₄ y UV-C, su aplicación combinada representa un enfoque sinérgico para mejorar la conservación poscosecha de frutos climatéricos. Los posibles beneficios de esta combinación incluyen una reducción más efectiva de la concentración de etileno, un mejor control microbiano y una mejor conservación de la calidad sensorial, lo que reduciría las pérdidas poscosecha.

Partiendo de este concepto, investigaciones recientes han explorado la adición de dióxido de titanio (TiO₂) a esta combinación, lo que podría potenciar aún más los efectos de conservación. El TiO₂ es un fotocatalizador que, al ser activado por la luz UV-C, genera especies reactivas de oxígeno (ROS) capaces de degradar el etileno y otros compuestos orgánicos volátiles. La combinación triple de KMnO₄, radiación UV-C y TiO₂ ofrece así un enfoque integral para la conservación poscosecha, que aborda tanto las vías biológicas como químicas implicadas en la maduración y el deterioro de los frutos.

Por tanto, esta Tesis partió de la hipótesis de que de entre los métodos de eliminación de etileno, el uso de permanganato de potasio como agente oxidante es el más interesante por su eficacia, facilidad de implementación y bajo coste. Sin embargo, la eliminación de etileno por esta vía depende de numerosos factores. Además, no existían ensayos consistentes sobre la aplicación de este método en frutas con gran producción en la Región de Murcia. Esta Tesis contó con dos objetivos principales, subdivididos a su vez en objetivos secundarios:

1. Determinar la eficacia de la eliminación de etileno mediante oxidación catalítica con permanganato de potasio ayudado por radiación UV-C y dióxido de titanio en la conservación postcosecha de frutos climatéricos de importancia para la Región de Murcia. Para ello, el sistema aplicado fue el desarrollado por la empresa colaboradora KEEPCOOL. Este objetivo principal se subdivide en los siguientes objetivos secundarios:

a. Analizar la concentración de etileno durante la aplicación del sistema de eliminación empleado en diferentes frutas climatéricas de producción murciana.

b. Comprobar la eficacia de dicho tratamiento en diferentes condiciones de preservación de frutas orientados a simular condiciones reales como puede ser el almacenamiento, el transporte o la venta al consumidor en supermercados

2. Evaluar el alcance de dicha eliminación de etileno analizando la calidad de los frutos seleccionados para dicho fin. Este objetivo principal se subdivide en los siguientes objetivos secundarios:

a. Evaluar el efecto de la eliminación de etileno por este método sobre la calidad fisicoquímica de las frutas mediante análisis de peso, calibre, firmeza, contenido en solidos solubles, acidez total, índice de madurez, pH, compuestos fenólicos totales, concentración de ácido ascórbico y capacidad antioxidante.

b. Determinar el efecto de la eliminación de etileno sobre las cualidades organolépticas de los frutos tratados mediante el análisis sensorial descriptivo con panel de expertos.

c. Comprobar el efecto de la aplicación del tratamiento de eliminación de etileno sobre los compuestos volátiles y el aroma de los frutos

Al proporcionar un análisis exhaustivo de estos métodos de conservación, esta investigación ha contribuido al desarrollo de tecnologías poscosecha más efectivas, sostenibles y amigables para el consumidor (Alonso-Salinas, 2023).

2. Metodología empleada

Dado el gran impacto que el sector agrícola tiene en la economía global y, en particular, en la de España y la Región de Murcia, es crucial desarrollar, evaluar e implementar técnicas o métodos que prevengan el desperdicio de alimentos y prolonguen su vida útil. En el ámbito de las frutas climatéricas, el etileno se presenta como uno de los principales desafíos a abordar, ya que durante la postcosecha favorece y acelera la maduración, lo que resulta en la pérdida de cualidades beneficiosas para la salud y en el deterioro organoléptico de los frutos. La eliminación total e irreversible de esta hormona en los entornos de almacenamiento, distribución y venta de frutas supondría un beneficio considerable para la sociedad, tanto en términos económicos para las empresas del sector hortofrutícola, como en términos de salud para los consumidores y en el ámbito medioambiental, al reducir el desperdicio y aumentar la disponibilidad de frutas. La Región de Murcia, como una de las principales zonas productoras de frutas en la Unión Europea, es un lugar ideal para alcanzar este objetivo. Este proyecto de Tesis Doctoral

Permanganato

surge de la colaboración entre la Cátedra de Emprendimiento en el Ámbito Agroalimentario UCAM-Banco Santander y la empresa murciana KEEPCOOL. Esta última, fundada en 2015, desarrolló y patentó en 2016 sus propios sistemas de eliminación de etileno, tanto en términos de composición como de granulometría. Su promotor y CEO, Juan José Caravaca Hernández, diseñó el producto como una solución para la conservación de productos, no solo eliminando el etileno, sino también reduciendo el impacto de esporas de hongos que provocan podredumbre en los frutos. Los clientes de KEEPCOOL se encuentran en España, Alemania, Estados Unidos, República Dominicana, Ecuador, Puerto Rico y Perú, entre otros países, y utilizan sus sistemas de eliminación de etileno en toda la cadena de producción de frutos, desde agricultores como Elíe o Earmur, hasta distribuidores como Isabel Alonso S.L. o Catman North, y puntos de venta al público como Aldi, Consum o Carrefour. Además, se contó con el apoyo de la Federación de Cooperativas Agrarias de Murcia (FECOAM) y la Asociación de Productores-Exportadores de Frutas y Hortalizas de la Región de Murcia (PROEXPORT), que suministraron los frutos y fueron un apoyo indispensable para llevar a cabo este proyecto. A través de la acción conjunta de la Cátedra y KEEPCOOL, se planeó este proyecto de Tesis Doctoral con mención industrial para evaluar dicho sistema, su alcance real y posibles mejoras en su aplicación sobre productos de importancia para la Región de Murcia.

El sistema empleado para la eliminación de etileno combinó la oxidación mediante permanganato de potasio y radiación UV-C en tres artículos, y una combinación triple usando también dióxido de titanio en un cuarto artículo. Esta elección se basó en su aplicabilidad industrial, asegurando que el método fuera de fácil fabricación e instalación por parte de la empresa colaboradora, KEEPCOOL, y de mantenimiento sencillo para sus clientes. Además, debía ofrecer una eficacia lo suficientemente alta como para representar un beneficio económico significativo para el usuario, enfocado en la preservación de la calidad de las frutas tratadas y la reducción del desperdicio. El método de oxidación con permanganato de potasio se seleccionó por ser el segundo más eficaz en la eliminación de etileno, solo superado por el uso de paladio como catalizador oxidativo. No obstante, el elevado coste del paladio, debido a la escasez de sus reservas, lo hizo inviable para su implementación eficiente a nivel industrial, por lo que se descartó su utilización en esta Tesis. También se utilizó la radiación UV-C como un método complementario para la eliminación de etileno. Aunque no alcanza la misma eficacia que el permanganato de potasio, posee características que lo hacen ideal como adyuvante en este proceso. Comúnmente, los eliminadores de etileno basados en permanganato de potasio incluyen sustancias adicionales como carbón activo o zeolitas, que incrementan la superficie de contacto entre el etileno y el permanganato, facilitando así su oxidación. Estas sustancias también contribuyen con su capacidad de adsorción y absorción de etileno, mejorando la eficiencia global del sistema. Finalmente, se evaluó una combinación triple, añadiendo al sistema de eliminación de etileno una malla impregnada con dióxido de titanio (Figura 1). En concreto, el sistema de eliminación de etileno empleado durante toda Tesis se compone de:

• Filtro de eliminación de etileno con permanganato de potasio y otras

• Sustancias adsorbentes y absorbentes.

• Radiación ultravioleta de una longitud de onda de 254 nm.

• Malla o rejilla con dióxido de titanio.

• Sistema de movimiento de aire con ventiladores.

Figura 1. Esquema sobre el funcionamiento interno del sistema completo de eliminación de etileno. Incluye el sistema de movimiento de aire, la radiación UV-C, el filtro de permanganato de potasio y la malla o rejilla con el dióxido de titanio. La imagen 1 muestra el funcionamiento del sistema de forma esquematizada.

El funcionamiento radica en que el aire de la cámara de conservación, rico en etileno, pase de manera forzada al interior de la máquina donde se coloca el filtro de eliminación de etileno con KMnO4, mientras que a la vez es irradiado con luz UV-C y eliminado por el dióxido de titanio (imagen 1).

2.1 Filtros de permanganato potásico (KMnO4)

El permanganato de potasio actúa sobre el doble enlace de la molécula de etileno para oxidarla en presencia de agua. El etileno, al ser oxidado por el permanganato de potasio, forma inicialmente acetaldehído que posteriormente se oxida a ácido acético y luego a dióxido de carbono y agua. La reacción redox provocada por el permanganato de potasio da lugar a un cambio de color en el propio permanganato pasando de púrpura (iones MnO4) amarrón (MnO₂). Los estudios llevados a cabo empleando permanganato de potasio como eliminador de etileno son muy diversos. Se han probado sus efectos en diferentes tipos de aplicaciones sobre pera (Scott et al., 1974), manzana (Shorter et al., 1992), tomate (Mujtaba et al., 2014; Mansourbahmani et al., 2018), melocotón (Emadpour et al., 2015), arándanos (Álvarez-Hernández et al., 2019), y albaricoque (Álvarez-Hernández et al., 2020), entre otros.

Los filtros empleados para la eliminación de etileno se fabricaron en las instalaciones de KEEPCOOL (Carretera Llano, Polígono Industrial La Serreta, 6, nave 1 y 2, 30500 Molina de Segura, Murcia) según la patente nº 2548787 de 2016 registrada por Juan José Caravaca Hernández (CEO de KEEPCOOL). Cada filtro o sachet se compone de zeolita (70 %), agua (10 %), permanganato de potasio (10 %), carbón activo (5 %) y sílice pirogénica (5 %) (Figura 1). Todos los componentes del filtro, con la excepción del agua, tienen cierta interacción con el etileno, ya sea como adsorbentes/ absorbentes como el carbón activo o la zeolita o como eliminadores mediante oxidación como el permanganato de potasio. La sílice pirogénica puede pertenecer al grupo de las estructuras organometálicas (EOM), por lo que podría considerarse un adsorbente de etileno.

Esta molécula tiene una gran aplicación industrial debido al bajo coste de producción, la facilidad de incorporarla en sistemas de almacenamiento y transporte y a la gran efica-

cia en la eliminación de etileno. El principal inconveniente se encuentra en su rápido consumo y en su posible toxicidad en contacto con alimentos, aunque cabe mencionar que ha sido solucionado presentándose (en la mayoría de sus formas comerciales) en sachets fácilmente sustituibles cuando se saturan.

Figura 2. Imágenes del contenido de los filtros antes del uso (izquierda), después de su uso/agotamiento (derecha) y del propio filtro y la bandeja donde se ubica en el interior del sistema (abajo). Se puede ver claramente el cambio de color desde permanganato de potasio (color violeta) a óxido de manganeso (color marrón).

2.2 Lámparas que emiten radiación ultravioleta c (UV-C)

El equipo de eliminación de etileno también cuenta con una lámpara de luz ultravioleta con doble función. Por un lado, sirve como método germicida inactivando esporas de hongos o bacterias que se pudieran introducir en el sistema mediante el movimiento del aire (Collado-Cordero et al., 2019), basándose este efecto en la modificación de sus estructuras celulares por el poder de ionización de la radiación como mutaciones en el ADN. Por otro lado, también contribuye a la eliminación del etileno donde la radiación UV de onda corta de entre 100 y 280 nm (UV-C) también es capaz de actuar sobre el doble enlace del etileno generando radicales oxidantes que al final de la reacción producen CO₂ y agua (Kaewklin et al. 2018; Kim et al., 2019), a este proceso se le denomina fotocatálisis. Además, esta radiación puede producir pequeñas cantidades de ozono a esas longitudes de onda, molécula que también actúa sobre el etileno (imagen 3).

La acción de la lámpara de UV-C se complementa con la elevada eficacia del permanganato de potasio, mejorando así la eliminación del etileno de la cámara de conservación. Además, su instalación y manejo resulta técnica y económicamente viable por su sencillez. La instalación de estas lámparas se realizó de tal forma que la luz ultravioleta no incidiese directamente sobre los frutos (imagen 4), evitando así posibles efectos adversos como pueden ser la decoloración o la pérdida de textura.

4. Ejemplo de lámpara de luz UV-C empleada durante la Tesis (izquierda) y su ubicación en el interior del sistema de eliminación de etileno (derecha).

2.3 Dióxido de titanio (TiO2)

La fotocatálisis es otro enfoque para eliminar el etileno (Keller et al., 2013; Ibhadon y Fitzpatrick, 2013). El dióxido de titanio (Figura 14) es un material semiconductor y uno de los fotocatalizadores más frecuentemente empleados para la degradación del etileno, capacidad atribuible principalmente a su reactividad fotoquímica única y a sus propiedades físicas, que incluyen un elevado brillo (debido al alto índice de refracción) y la resistencia a la decoloración (Wei et al., 2021).

El mecanismo completo de acción de oxidación de compuestos orgánicos mediante la radiación de luz UV sobre dióxido de titanio se basa en que tras la irradiación con longitudes de onda (hv) UV (alrededor de 240-380 nm) el dióxido de titanio genera electrones (e-) y demás efectos (Reacción 1) que, al actuar sobre el agua del ambiente, producen radicales hidroxilos (·OH) altamente reactivos (Reacción 2). Éstos, a su vez, reaccionan con los compuestos orgánicos dando lugar a CO₂ y agua (Reacción 3) (Kaewklin et al 2018; Kim et al., 2019).

• Reacción 1: TiO2 + hv (energía/radiación UV) → TiO₂ + e- + h+

• Reacción 2: H2O + h+ → ·OH + H+

• Reacción 3: ·OH + Compuesto orgánico (etileno) → CO2+ H2O

2.4 Mecanismo de movimiento de aire

Con el objetivo de mejorar la circulación de aire hacia el filtro y la lámpara UV-C, se instaló un mecanismo de movimiento forzado de aire en el interior del sistema de eliminación de etileno (Figura 5). De esta manera, se obliga al aire presente en la cámara de conservación (rico en etileno) a pasar a través del sachet y entrar en contacto con la luz UV-C.

Figura 3. Reacción de la radiación UV-C de 254 y 185 nm sobre el etileno.

Figura

Permanganato

Figura 5. Ubicación del sistema de movimiento de aire (izquierda) y salida del aire libre de etileno (derecha).

3. Publicaciones científicas

3.1 Publicación 1: “Combined effect of potassium permanganate and ultraviolet light as ethylene scavengers on postharvest quality of peach at optimal and stressful temperatures”

Este trabajo de investigación se centró en evaluar el efecto combinado de dos métodos diferentes para eliminar el etileno, un gas que afecta la maduración de las frutas, en la calidad poscosecha de los melocotones almacenados a dos temperaturas distintas: 1 °C y 25 °C (Alonso-Salinas et al., 2022a).

Como métodos de eliminación de etileno se utilizaron filtros con permanganato de potasio (KMnO4) y lámparas que emiten luz ultravioleta (UV). Estos métodos se montaron en máquinas que permitieron el movimiento del aire en las cámaras de conservación,

facilitando la eliminación del etileno mediante la oxidación con KMnO4 y la fotocatálisis con UV de manera simultánea. En cuanto a las temperaturas de almacenamiento se simularon dos condiciones: 1 °C: temperatura ideal para el almacenamiento del melocotón en la industria y 25 °C: temperatura extrema para observar una maduración más rápida.

Los resultados indicaron que la combinación de estos eliminadores de etileno favoreció la eliminación eficiente de este gas. También que el uso de esta técnica innovadora permitió una mejor conservación de la firmeza de la fruta, el color, el contenido de sólidos solubles, el pH, la acidez total y el índice de madurez. Además, al aplicar este método en melocotones sometidos a 25 °C, su vida útil se extendió en siete días más que aquellos sin este sistema, lo que demuestra la efectividad de los eliminadores de etileno incluso en condiciones extremas (figura 6 y 7)

6. “Graphical abstract” preparado para la publicación del artículo.

Figura

Figura 7. Primera página del artículo.

3.2 Publicación 2: “Novel combination of ethylene oxidisers to delay losses on postharvest quality, volatile compounds and sensorial analysis of tomato fruit”

Este trabajo de investigación se centró en evaluar el efecto de dos mecanismos diferentes para eliminar el etileno en la calidad poscosecha del tomate (Solanum lycopersicum L.). En relación a los eliminadores de etileno se evaluaron dos métodos de eliminación de etileno: luz ultravioleta (UV) y filtros de permanganato de potasio (KMnO4). Estos métodos se aplicaron al tomate para reducir la concentración de etileno y, por lo tanto, retrasar su maduración (Alonso Salinas et al., 2022b).

Con respecto a los parámetros analizados se evaluaron: la calidad poscosecha para ver si el uso de esta combinación de técnicas promovía la preservación de los parámetros físicos y bioactivos del tomate; los compuestos volátiles para ver si se apreciaba una mayor presencia de compuestos volátiles relacionados con las etapas tempranas de maduración; y el análisis sensorial donde un panel de expertos evaluó los tomates tratados con este sistema para ver si había diferencias significativas en la percepción sensorial. Específicamente, la combinación de eliminadores de etileno (UV y KMnO4) favoreció la preservación de la firmeza del tomate. Además, se observó una menor pérdida de peso en los tomates tratados con esta combinación, lo que indica una mejor conservación general. Además, los tomates tratados con la combinación de elimi-

nadores de etileno mostraron una mayor presencia de compuestos volátiles relacionados con las etapas tempranas de maduración. Esto sugiere que el sistema ayudó a mantener la calidad sensorial y los atributos aromáticos del tomate. Con respecto al análisis sensorial, el panel de expertos encontró diferencias significativas en la percepción sensorial y los tomates con la combinación de eliminadores de etileno fueron mejor valorados en términos de sabor, textura y apariencia. También se evaluaron dos temperaturas de almacenamiento concretamente 8 °C y 20 °C. Con una temperatura de 8 °C se mostraron una menor tasa de maduración y una mayor retención de calidad en comparación con los almacenados a temperaturas más altas. Junto con combinación de eliminadores de etileno (UV y KMnO4) estas temperaturas más bajas ayudaron a mantener la firmeza, el color y otros atributos del tomate durante un período más prolongado. A temperaturas de 20 °C estresantes para la conservación del tomate, los que fueron tratados con la combinación de eliminadores de etileno aún mostraron una mejor calidad que los no tratados. La vida útil de los tomates se extendió en siete días más que los tomates sin tratamiento, lo que demuestra la eficacia de la técnica incluso en condiciones estresantes con una elevada temperatura (Figura 8 y 9)

8. “Graphical abstract” preparado para la publicación del artículo

Figura

Figura 9. Primera página del artículo.

Permanganato potásico y radiación UV-C en la conservación de frutos climatéricos

3.3 Publicación 3: “Effect of Combination of KMnO4 Oxidation and UV-C Radiation on Postharvest Quality of Refrigerated Pears cv. ‘Ercolini’”

Este estudio propone una mejora para la conservación poscosecha de las peras ‘Ercolini’, una fruta poco estudiada en el campo. Para lograrlo, se utilizó una combinación de métodos de eliminación de etileno con distintas temperaturas de almacenamiento (Alonso-Salinas et al., 2022c).

Como métodos de eliminación de etileno se emplearon filtros de permanganato de potasio (KMnO4) en dispositivos con radiación ultravioleta (UV-C) y flujo de aire constante. El objetivo era favorecer el contacto del etileno con los agentes oxidantes. Como temperaturas de almacenamiento se probaron a 1 °C cerca de la temperatura óptima de conservación de las peras y a 8 °C temperatura estándar para el transporte y almacenamiento comercial de frutas. En relación a los parámetros analizados se evaluaron varios aspectos delacalidadposcosechacomo:•Peso,diámetroyfirmezadelasperas.

• Contenido de sólidos solubles, acidez total, índice de madurez y concentración de ácido ascórbico.

• Compuestos fenólicos totales y capacidad antioxidante mediante el método ORAC.

• Análisis sensorial descriptivo realizado por expertos.

Con respecto a los resultados, la combinación de métodos mostró una mejora significativa en la calidad fisicoquímica poscosecha de la pera. Además, el análisis sensorial confirmó la mayor calidad organoléptica en las peras tratadas con el sistema completo (filtro y máquina), destacando sabores y olores relacionados con la fruta verde (Figura 10 y 11).

Figura 10. “Graphical abstract” preparado para la publicación del artículo

Figura 11. Primera página del artículo.

3.4

Publicación 4: “Effect

of Potassium Permanganate, Ultraviolet Radiation and Titanium Oxide as Ethylene Scavengers on Preservation of Postharvest Quality and Sensory Attributes of Broccoli Stored with Tomatoes”

El método propuesto implica una triple combinación de técnicas de eliminación de etileno: filtros de permanganato de potasio (KMnO4) combinados con radiación ultravioleta (UV-C), dióxido de titanio (TiO₂), junto con un flujo continuo de aire para facilitar el contacto entre el etileno y estos agentes oxidantes (Alonso-Salinas et al., 2023).

Los resultados demostraron una mejora significativa en la calidad fisicoquímica del brócoli poscosecha cuando se trató con el sistema completo. Específicamente, el brócoli sometido a este método innovador exhibió una calidad organoléptica mejorada, con sabores y aromas intensificados asociados a productos frescos de color verde. Esta técnica tiene un gran potencial para la industria alimentaria, ya que reduce las pérdidas poscosecha, prolonga la vida útil del brócoli y mejora la calidad del producto al minimizar el desperdicio (Figura 12).

Transportar brócoli y tomates utilizando las metodologías descritas en el artículo tiene varias implicaciones positivas:

1. Reducción de pérdidas poscosecha: Al aplicar el sistema de eliminación de etileno con permanganato de potasio, radiación ultravioleta y óxido de titanio, se prolonga la vida útil de ambos productos. Esto disminuye las pérdidas durante el transporte y almacenamiento, lo que beneficia tanto a los productores como a los consumidores.

2. Mejora de la calidad del producto: El tratamiento con estas técnicas ayuda a mantener la calidad organoléptica del brócoli y los tomates. Los sabores y aromas se mantienen frescos y atractivos, lo que aumenta la satisfacción del consumidor y la demanda en el mercado.

3. Eficiencia logística: Al poder transportar ambos vegetales juntos, se optimiza el espacio y los recursos logísticos. Esto puede reducir los costos de transporte y contribuir a una cadena de suministro más eficiente.

Figura 12. Primera página del artículo.

3.5 Publicación 5: “Strategies to Delay Ethylene-Mediated Ripening in Climacteric Fruits: Implications for Shelf Life Extension and Postharvest Quality”

Esta revisión ofrece un análisis detallado y profundo del proceso de maduración mediado por el etileno en los frutos climatéricos, así como de las estrategias diseñadas para retrasar este proceso y, de esta manera, mejorar la calidad poscosecha (Alonso-Salinas et al., 2024).

Comienza con una introducción que contextualiza la importancia de los frutos climatéricos, destacando el papel esencial del etileno en su maduración. Este enfoque establece claramente el alcance y la estructura de la discusión, subrayando la importancia de comprender cómo esta hormona vegetal desencadena y regula la maduración de los frutos, desencadenando una serie de cambios fisiológicos y bioquímicos.

Las estrategias para inhibir el etileno son diversas y han sido exploradas exhaustivamente en esta revisión. Incluyen inhibidores químicos, control de la temperatura, atmósferas modificadas y almacenamiento en atmósfera controlada. Cada una de estas estrategias busca reducir los niveles de etileno o mitigar sus efectos, con el objetivo final de extender la vida útil de los frutos y preservar su calidad. La comprensión detallada de la producción de etileno y de los mecanismos de acción de sus receptores resulta fundamental para el desarrollo de estrategias de inhibición eficaces. En este contexto, se discuten en profundidad la biosíntesis del etileno, la regulación enzimática y las tácticas dirigidas a los receptores de etileno para esclarecer los procesos subyacentes. Uno de los aspectos más destacados de esta revisión es la demostración del impacto significativo que la inhibición del etileno tiene en la extensión de la vida útil y en la calidad poscosecha. A través de ejemplos y estudios de caso, se ilustra cómo estas estrategias pueden mantener la firmeza, el color, el contenido de azúcar y el valor nutricional de los frutos, al mis-

mo tiempo que reducen la descomposición y el desarrollo de patógenos. La calidad sensorial, que abarca el sabor, el aroma y la textura, se presenta como una consideración clave en la inhibición del etileno. La revisión también enfatiza la importancia de los atributos sensoriales y las preferencias del consumidor, subrayando la relevancia de los frutos tratados para satisfacer las demandas del mercado.

Además, se exploran las alteraciones en los compuestos volátiles como consecuencia de la inhibición del etileno, lo que permite comprender mejor los perfiles aromáticos y la posible aparición de sabores no deseados. Los enfoques moleculares y genéticos se identifican como vías prometedoras para reducir la respuesta al etileno y desarrollar variedades genéticamente modificadas con una vida útil mejorada. Los enfoques integrados, que combinan múltiples estrategias de inhibición, demuestran una mayor eficacia y sinergia entre los tratamientos poscosecha y las técnicas de envasado. Se destacan casos de éxito y beneficios económicos en aplicaciones comerciales e industriales, ilustrando el impacto tangible de las estrategias de inhibición del etileno. Mirando hacia el futuro, la revisión identifica nuevas direcciones en la investigación sobre la inhibición del etileno, que incluyen áreas emergentes y avances tecnológicos, como el uso de nanomateriales y la agricultura de precisión. Aprovechar estas innovaciones promete mejorar aún más la eficacia, la sostenibilidad y la competitividad en el mercado de la industria frutícola. Finalmente, se subrayan las consideraciones ambientales y de seguridad, destacando la importancia de explorar alternativas sostenibles y ecológicas para garantizar una gestión responsable de los recursos y minimizar los impactos adversos en el medio ambiente y la salud humana (Figura 13).

Figura 13. Primera página del artículo.

4. Uso de alimentos característicos de la Región de Murcia para la

realización de la Tesis

Según datos de Randstad, en 2024, los sectores que generarán mayor ocupación en Murcia son la agroalimentación, la logística y el turismo (Enlace 1). En cuanto al empleo específico en el sector agroalimentario, en la Región de Murcia se generan 140.228 puestos de trabajo, lo que representa el 6,2 % del empleo del sector en toda España y el 23 % del total del empleo de la región (Enlace 2). Además, el Valor Agregado Bruto (VAB) del sector agroalimentario murciano en 2020 fue de 4.625 millones de euros, lo que equivale al 16,8 % del VAB de la economía regional. Es importante destacar que la logística también mantiene su fortaleza debido a los cambios en los hábitos de consumo y el auge del comercio electrónico. Las principales demandas en este sector son empaquetadores, carretilleros, mozos de almacén y transportistas, además de profesionales destinados a la atención al cliente. El uso de productos locales es fundamental para promover la sostenibilidad, apoyar a los agricultores y fomentar la economía regional. Al elegir alimentos y productos cultivados o fabricados localmente se contribuye a reducir la huella de carbono al minimizar el transporte y se apoya a la comunidad local.

4.1 Melocotones de carne amarilla de la variedad “Rojo de Rito” cultivados en Cieza

El melocotón de carne amarilla es una variedad que se caracteriza por su pulpa de color amarillo intenso. En Cieza, municipio líder en la producción de melocotones y concretamente en La Vega Cieza se cultivan estas frutas con una textura, olor, color y sabor inconfundibles (Enlace 3). Estos melocotones son apreciados por su sabor ligeramente ácido y refrescante. Además, los melocotones son ricos en antioxidantes naturales y contienen vitamina C. Se caracterizan por su alto contenido de agua los que los hace ideales para mantenerse hidratado. También se ha asociado su consumo con mejoras en la digestión y la salud visual. El melocotón de Cieza, protegido por la Indicación Geográfica Protegida (IGP), es el resultado de una selección específica de variedades con características aromáticas y de sabor excepcionales. Estas frutas se cultivan en un área específica que potencia sus cualidades (Enlace 4)

4.2. Tomates de la variedad “Rychka” cultivados en Águilas

Estos tomates son apreciados por su sabor y frescura y fueron suministradas por la Cooperativa ExpoÁguilas especializada en la producción de tomates de alta calidad. Trabajan de manera sostenible y respetuosa con el medio ambiente para ofrecer a sus clientes tomates frescos y saludables. La cooperativa está calificada como Organización de Productores de Frutas y Hortalizas (OPFH) (Enlace 5). Los tomates son una fuente rica en nutrientes, como vitamina C y antioxidantes.

4.3. Peras de la variedad “Ercolini” cultivadas en Jumilla

Estas peras fueron suministradas por la Cooperativa Hortofrutícola Campos de Jumilla. La variedad protegida por la Denominación de Origen Pera de Jumilla es la Ercolini siendo esta localidad la mayor productora de España y Europa de esta pera con DNI propio (Enlace 6)

Las peras Ercolini son conocidas por su dulce aroma, jugosidad y sabor azucarado. Las condiciones privilegiadas de Jumilla, con influencia mediterránea cálida y altitud continental, favorecen el cultivo de estas peras. La Cooperativa Campos de Jumilla representa el 78% de la Denominación de Origen (Enlace 7). Campos de Jumilla se dedica desde 1986 a la comercialización de fruta fresca, incluyendo las peras Ercolini. Esta empresa está certificada bajo la Norma GLOBALG.A.P. para Frutas y Hortalizas, supervisando todas las etapas de producción (Enlace 8)

4.4. Brócoli cultivado en Lorca

Esta hortaliza de la familia Brassicaceae, y su cultivo es relevante debido a su alto valor nutricional. Originaria del Asia Central y las costas del Mediterráneo oriental, el brócoli es apreciado por su inflorescencia comestible, que se utiliza en ensaladas, sopas y conservas (Enlace 9). Rico en compuestos bioactivos que pueden reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares, neurodegenerativas y ciertos tipos de cáncer (Enlace 10). Contiene calcio, fósforo, potasio, vitaminas B y minerales.

Agradecimientos

Doctorado Industrial con código de proyecto: CFE/KE/7619, financiado entre Nuevas Tecnologías Agroalimentarias (KEEPCOOL) y la Cátedra Emprendimiento en el Ámbito Agroalimentario de la Universidad Católica San Antonio de Murcia (UCAM) y el Banco Santander.

Conclusiones

· Efectividad en la eliminación de etileno: Los trabajos realizados confirman que la combinación de KMnO₄, UV-C y TiO₂ elimina eficazmente el etileno, un gas que acelera la maduración y el deterioro de las frutas.

· Beneficios en la conservación poscosecha: Esta combinación prolonga la vida útil de los frutos al reducir la tasa de respiración, mantener la firmeza, preservar el color y retrasar la descomposición.

· Mantenimiento de la calidad sensorial: Se destaca la capacidad de la técnica para mejorar la calidad organoléptica de los frutos, manteniendo sabores y aromas más frescos, y preservando los compuestos volátiles asociados a la frescura.

· Implicaciones prácticas: El estudio resalta el potencial de la técnica para la industria alimentaria, ya que reduce las pérdidas poscosecha, mejora la eficiencia logística y satisface la demanda de alimentos mínimamente procesados.

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Detección electroquímica de la capacidad antioxidante total (CAT) en especies hortofrutícolas

María Díaz-González1, Alba Iglesias-Mayor1, Alba M. Casielles1, Sandra Tamargo-Díaz1, Sara Menéndez Cotarelo1, José M. Palma2 y Francisco J. Corpas2*

1 Vivero Ciencias de la Salud. C. Colegio Santo Domingo de Guzmán, 33011 Oviedo, España.

2 Departamento de Estrés, Desarrollo y Señalización en Plantas. Grupo de Antioxidantes, Radicales Libre y Óxido Nítrico en Biotecnología y Agroalimentación (ARNOBA). Estación Experimental del Zaidín, Consejo Superior de Investigaciones Cienctíficas (CSIC). C/Profesor Albareda 1, 18008 Granada, España.

*javier.corpas@eez.csic.es

RESUMEN

La capacidad antioxidante total (CAT) es un indicador fiable del contenido de antioxidantes en muestras animales y vegetales. Los diferentes enfoques experimentales disponibles permiten determinar la CAT utilizando, como referencia, diversos compuestos con capacidades antioxidantes reconocidas como el Trolox, el ácido ascórbico, el ácido gálico o la melatonina. Actualmente se encuentra disponible comercialmente un nuevo dispositivo portátil, denominado BRS (BQC Redox System) que, mediante electroquímica, permite la determinación de la CAT de forma sencilla, rápida, reproducible y robusta en muestras de diverso origen.

En este estudio, utilizando este dispositivo portátil, se realizó un análisis comparativo de la CAT en diferentes frutos rojos, cítricos y solanáceas y varias especies de Allium y órganos de diferentes especies hortofrutícolas. Los resultados obtenidos demuestran la versatilidad del dispositivo portátil BRS, tanto desde el punto de vista industrial como de la investigación en el sector agrario.

1. Introducción

Las especies de oxígeno reactivo (ROS, del inglés, reactive oxygen species) son un grupo de moléculas generadas durante la reducción parcial del oxígeno (O₂) y pueden agruparse en especies radicales y no radicales. Las principales moléculas radicales son el superóxido (O₂•−), el hidroxilo (•OH), el alcoxilo (RO•) y el peroxilo (ROO•), mientras que las no radicales incluyen el peróxido de hidrógeno (H2O₂), el oxígeno singlete (1O₂) y el ozono (O3) (Corpas et al. 2015). Aunque las ROS se han considerado un subproducto indeseable del metabolismo celular de los organismos aerobios, se sabe que algunas de estas moléculas tienen funciones de señalización y regulación celular (Sies y Jones, 2020; Considine y Foyer, 2021; Sies et al., 2022). Sin embargo, una sobreproducción incontrolada de ROS puede conducir al daño oxidativo (estrés oxidativo) de las principales biomoléculas (proteínas, lípidos y ácidos nucleicos), provocando su mal funcionamiento, desencadenando un estrés oxidativo y, en circunstancias extremas, causando la muerte celular. En consecuencia, las células han desarrollado sistemas enzimáticos y no enzimáticos con capacidad antioxidante para mantener bajo control la producción fisiológica de ROS.

Desde el punto de vista humano, es bien sabido que la ingesta de frutas y verduras proporciona efectos beneficiosos para mantener un estado saludable. Entre los componentes de dichos alimentos que contribuyen a dicho bienestar se encuentran las vitaminas, los minerales, las fibras y una amplia gama de compuestos antioxidantes no enzimáticos que incluyen fenoles, terpenos y derivados del azufre, entre los que las vitaminas C, A y E desempeñan un papel destacado. Los antioxidantes no enzimáticos contribuyen a paliar el estrés oxidativo y están representados por diferentes familias de componentes tanto hidrofílicos como lipofílicos que ejercen sus funciones reguladoras en las plantas (Santhakumar et al., 2014; Zhou et al., 2015; Correia et al., 2017), de manera que tanto los tipos de antioxidantes como sus

concentraciones varían ampliamente entre las diferentes especies vegetales (Agati et al., 2012; Corpas et al., 2023; Yasmin et al., 2024). Además, muchos de estos compuestos con capacidad antioxidante tienen asociadas propiedades farmacológicas beneficiosas como potencialidades anticancerígenas, antidiabéticas y antiinflamatorias, entre otras. Por lo tanto, el consumo regular de frutas ricas en antioxidantes tiene importantes beneficios para la salud humana (Corpas et al., 2023; Yasmin et al., 2024; Wahyuni et al., 2013; Raiola et al., 2015; Zhao y Yuan, 2021; Merecz-Sadowska et al., 2023; Rodríguez-Ruiz, 2023).

La capacidad antioxidante total (CAT) es una medida global de la actividad antioxidante no enzimática que integra el efecto individual de todos los antioxidantes en una matriz dada, y sus interacciones aditivas, sinérgicas o antagónicas. Los métodos para la determinación de la CAT permiten, por tanto, medir la capacidad de los antioxidantes para controlar la oxidación de las moléculas presentes en una muestra biológica específica (Gökmen et al., 2009). Estos métodos pueden clasificarse en términos generales como métodos basados en la transferencia de electrones (ET) y en la transferencia de átomos de hidrógeno (HAT) (Mendonça et al., 2022). Pueden agruparse en tres categorías, a saber, ensayos cromatográficos, espectrofotométricos y electroquímicos (Antolovich et al., 2002; Niki, 2010; Munteanu y Apetrei, 2021; Chiorcea-Paquin et al., 2020; Silvestrini et al., 2023). Los métodos de CAT más populares se basan en técnicas espectrofotométricas, ya sea fluorescencia, quimioluminiscencia o colorimetría. Existe una amplia gama de métodos espectrofotométricos de CAT que han sido descritos en la bibliografía, como el ORAC (capacidad de absorción de radicales de oxígeno), el HORAC (capacidad antioxidante de radicales hidroxilo), el TRAP (parámetro antioxidante de captura total de radicales peroxilo), el CUPRAC (poder antioxidante reductor cúprico), el FRAP (poder antioxidante reductor férrico), el PFRAP (poder reductor del ferricianuro

potásico), el TEAC (capacidad antioxidante equivalente al trolox, denominado también ensayo ABTS porque utiliza el ácido 2,2’-azinobis(3-etilben-zotiazolina-6-sulfónico), y el DPPH [2,2-di(4-terc-octilphe-nil)-1-picrilhidrazil].

Aunque todos los métodos mencionados tienen sus ventajas e inconvenientes, una característica común es que son laboriosos y requieren mucho tiempo. Los métodos cromatográficos que comprenden la cromatografía de gases y la cromatografía líquida de alto rendimiento también son complejos y requieren el uso de instrumentación sofisticada y económicamente costosa. Sin embargo, los métodos electroquímicos basados en la voltamperometría, la amperometría y la culombimetría permiten una determinación directa, sencilla y rápida de la CAT incluso en muestras turbias o coloreadas (Braimina y Shpigun, 2022; Munteanu y Apetrei, 2022).

El dispositivo portátil BRS (Figura 1) es una nueva alternativa para medir la CAT de una muestra específica en menos de un minuto con una sola gota. La principal ventaja del dispositivo BRS es que no modifica la muestra, por lo que la medida se produce en su entorno natural. Al contrario que los métodos tradicionales, no utiliza radicales ni modifica el pH a ácido, tampoco requiere preparar reactivos en medio orgánico, o la desproteinización de la muestra y, además, no hay interferencia de muestras turbias o coloreadas.

Figura 1. Dispositivo portátil BRS

En este trabajo, se evalúa el equipo BRS para la determinación de la CAT para diferentes frutas y vegetales disponibles en el mercado y cómo esta CAT puede ser estimada con diferentes compuestos de referencia con reconocida capacidad antioxidante y que son usados como estándares, incluyendo el ácido ascórbico, el ácido gálico, la melatonina, o el Trolox.

2. Materiales y métodos

2.1 Material vegetal

Todas las muestras vegetales (frutas, verduras y aliáceas) se obtuvieron en el mercado local. Las especies de Allium incluyen puerro (Allium ampelo-prasum var. porrum), cebolla morada (A. cepa) y dientes de ajo (A. sativum L.). Los frutos rojos incluyen la zarzamora (Rubus ulmifoli), la frambuesa (Rubus idaeus), el arándano (Vaccinium corymbosum), la fresa (Fragaria anassa), la ciruela negra (Prunus domestica) y la uva roja (Vitis vinifera cv Ralli seedless). Los cítricos incluyen la naranja (Citrus sinensis ‘Valencia’), la mandarina (Citrus reticulate), el limón (Citrus limon), la lima (Citrus aurantiifolia) y el pomelo (Citrus paradisi). Los frutos de solanáceas incluyen frutos de tomate (Solanum lycopersicum) de los tipos cereza y pera y pimiento dulce tipo California (Capsicum annuum L.) en distintas fases de maduración: inmaduro (verde) y maduro (amarillo y rojo).

2.2 Equipo BRS, tiras de análisis y otros accesorios

Los análisis se llevaron a cabo en un dispositivo BRS (BQC Redox System; BQC Redox Technologies, Oviedo, España), mediante el empleo de tiras reactivas específicas, una solución electrolítica BRS©, y distintas concentraciones de diversos antioxidantes, siguiendo las instrucciones del fabricante. La solución electrolítica BRS© se trata de una solución disponible comercialmente (BQC Redox Technologies) cuya composición está optimizada para obtener la mejor conductividad de la muestra cuando se utiliza el dispositivo BRS. Alternativamente, se puede utilizar agua Milli-Q o un tampón estándar, aunque la conductividad de la medida no está garantizada.

3. Metodología

Todos los procedimientos se realizaron a temperatura ambiente.

3.1 Preparación de las muestras vegetales

Se trituraron las muestras vegetales utilizando una prensa de ajos o con un mortero (Figura 2). El zumo obtenido se filtró a través de dos capas de nylon. Posteriormente, se mezcló el jugo resultante (aproximadamente 100 µL) en proporción 1:1 con la solución electrolítica BRS, y se procedió a la medida, según las instrucciones del fabricante. Para ello, hay que introducir la tira de análisis en el dispositivo BRS y depositar una gota (unos 40 µL) de las muestras vegetales (Figura 2). La lectura se realiza en menos de 10 s y los valores BRS se pueden guardar en una tabla Excel. Se recomienda medir cada muestra al menos por triplicado.

Detección

Figura 2. Fotografías representativas de los diferentes utensilios utilizados para la preparación de los extractos (prensa de ajos o mortero con pistilo), electrolito BRS, así como del dispositivo portátil BRS (BQC Redox System), y una tira de prueba donde se depositan las muestras

La Figura 2 muestra algunas imágenes representativas de los diferentes utensilios utilizados para la preparación de los extractos, así como del dispositivo portátil BRS (BQC Redox System), y la tira de análisis donde se depositan las muestras. Tal como se ha mencionado, el dispositivo BRS utiliza una técnica voltamperométrica para medir la CAT. La muestra se oxida electroquímicamente aplicando un barrido de potencial. El valor BRS es una unidad arbitraria proporcionada por el equipo que está directamente relacionada con la carga eléctrica transferida durante la medición electroquímica.

Los resultados de CAT obtenidos se expresan en términos de valor BRS. Sin embargo, la CAT en valor BRS puede convertirse en equivalentes antioxidantes extrapolando el valor BRS de las muestras sobre la curva de calibración estándar que se prefiera según se describe en el aparatado siguiente.

3.2 Curvas de calibración

Se seleccionan compuestos estándares con reconocida capacidad antioxidante como el ácido ascórbico, el ácido gálico, la melatonina o el Trolox, y se prepara una curva de calibración para cada uno de ellos en el rango de 0-10 mM según se indica en la Tabla 1.

Tabla 1. Preparación de la curva de calibración a partir de una solución madre que se diluye con el electrolito BRS.

Algunos compuestos utilizados como patrones están disponibles comercialmente, pero también pueden prepararse en el laboratorio al igual que las muestras, utilizando compuestos puros. La Figura 3 muestra las distintas curvas de calibración obtenidas con ácido ascórbico, ácido gálico, melatonina y TROLOX. En todo ellas. El coeficiente de determinación R2 es 1 o muy cercano que es una medida del grado de fiabilidad del ajuste de los datos entre el antioxidante utilizado y el valor BRS obtenido.

Figura 3. Curvas de calibración obtenidas con los diferentes compuestos antioxidantes patrón, representando el valor de BRS en el eje Y frente a las concentraciones de los respectivos antioxidantes..

4. Resultados y discusión

Las mediciones de CAT obtenidas con el dispositivo BRS de las distintas especies hortofrutícolas se dan en valor BRS (Figura 4). Como se observa entre las hortalizas analizadas, es el fruto de pimiento dulce amarillo seguido del pimiento verde y rojo los que mostraban mayores valores de BRS (Figura 4A), seguido por los dientes de ajo (Figura 4B). En el grupo de frutos rojos, los valores más altos fueron los de fresa y mora (Figura 4C), y en el de los cítricos el pomelo y la naranja (Figura 4D) En el caso del pimiento, estos valores estaban bien relacionados con el contenido de vitamina C que contienen los frutos de pimiento que pueden oscilar entre 90 a 200 mg vit. C · 100 g-1 de peso fresco (Kantar et al., 2016), en comparación al pomelo o la naranja que es alrededor de 50 mg vit. C 100 g-1 peso fresco (Martí et al., 2009; Najwa y Azlan, 2017). Sin embargo, hay que considerar que los valores de BRS son una sumatoria de otros compuestos antioxidantes tales como compuestos fenólicos (flavonoides, ácidos fenólicos, cumarinas, etc.), terpenos (diterpernos, carotenoides, licopeno), vitaminas (C y E) o derivados sulfurados (mercaptanos, tioles, S-alil-L-cisteína sulfoxido), y que se han estimado que pueden oscilar alrededor de unos 200.000 compuestos en el reino vegetal (Corpas et al., 2023).

Figura 4. Capacidad antioxidante total (CAT) expresada en valor BRS (eje Y) de los tipos de muestras vegetales ensayadas agrupadas como frutas de solanáceas (panel A), especies del género Allium (panel B), frutos rojos (panel C) y cítricos (panel D).

Este valor de BRS puede convertirse fácilmente en equivalentes antioxidantes (por ejemplo, TEAC, capacidad antioxidante equivalente a Trolox; CEAC, capacidad antioxidante equivalente a vitamina C; GAE, equivalentes de ácido gálico; o equivalentes de melatonina), simplemente realizando una curva patrón con el compuesto antioxidante deseado (por ejemplo, ácido ascórbico, ácido gálico, melatonina o Trolox).

La Figura 5 ilustra varios ejemplos de la conversión del valor BRS a su equivalente usando las curvas de calibración del ácido ascórbico o ácido gálico. Como puede verse el perfil obtenido de la CAT, los valores BRS para el ácido ascórbico y ácido gálico son totalmente equiparables, lo que permite comparar de forma fiable muestras de origen muy diverso.

Agradecimientos

FJC y JMP agradecen el apoyo económico de los proyectos de investigación de del Ministerio de Ciencia e Innovación (PID2019-103924GB-I00) y la AEI (10.13039/501100011033), España, confinanciados por los Fondos Europeos de Desarrollo Regional.

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Figura 5. Ejemplos de conversión del valor BRS obtenido con diferentes distintas especies hortofrutícolas (pimiento amarillo, diente de ajo y tomate tipo pera) con la capacidad antioxidante total (TAC) de ácido ascórbico (ASC) o ácido gálico (GA)

5. Conclusión

En base a los resultados obtenidos, se puede concluir que la determinación de la capacidad antioxidante total (CAT) obtenida en las muestras vegetales con el dispositivo portátil BRS, que está basado en una detección electroquímica, es un método rápido y fácil de analizar la CAT de manera reproducible y fidedigna.

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