Cómo
mejorar la vida útil del arándano mediante el uso de tecnologías poscosecha
García-Rodríguez, R. M., Villegas-Álvarez, M. C., Torres Vílchez, M. Centro Tecnológico de la Agroindustria, ADESVA
García-Rodríguez, R. M.*, Villegas-Álvarez, M. C., Torres Vílchez, M. * rgarcia@citadesva.com Centro Tecnológico de la Agroindustria, ADESVA
Cómo mejorar la vida útil del arándano mediante el uso de tecnologías poscosecha
1. Introducción
Para preservar los parámetros de calidad en el arándano tales como la relación entre azúcares y ácidos, el color, la firmeza, la ausencia de daños y el aroma, entre otros, y que puedan llegar al consumidor en el mejor estado, es necesario un conocimiento del comportamiento durante el almacenamiento de estos frutos, más aún, si el objetivo es la comercialización en destinos que se encuentran a una larga distancia (Europa, EEUU).
La susceptibilidad del arándano a la pudrición y a la deshidratación a pesar de su capa protectora de cera (pruina) lo convierten en un producto perecedero tras la cosecha, de ahí el gran interés por seleccionar distintas tecnologías cuya aplicación nos permitan prolongar la vida útil. Según Mitcham et al. (2007) y Hancock et al. (2008) los principales parámetros que son necesarios tener en cuenta son la temperatura y la humedad. Así queda recogido según Godoy (2004) que el empleo de frío y humedad controlada entre 85-90% permite conservar en mejores condiciones los arándanos.
Estudios en fresas y otros berries publicados por Parvez et al. (2018) y Lafarga et al. (2018) entre otros acerca de técnicas basadas en tratamientos con calor, radiación UV, uso de desinfectantes y recubrimientos, así como el empleo de envases con atmósferas, nos sirvieron como referencia para nuestros ensayos iniciales.
Los tratamientos térmicos mejoran la vida útil de los productos frescos al reducir los cambios fisiológicos, eliminar los insectos y controlar los microorganismos (Mahajan et al. 2014). De manera similar, sumergir arándanos "Burlington" en agua caliente (45-60 °C) durante 15-30 segundos reduce la pérdida de peso, el pardeamiento, el deterioro de frutos y pudriciones causada por B. cinerea y Collectotrichum spp. después de 4 semanas a 0 °C y 2 días a 20 °C. Sin embargo, el mismo estudio mostró que las frutas tratadas térmicamente exhibieron una acidez titulable más baja, y un contenido de sólidos solubles totales y de cera más bajo. El tratamiento térmico también puede desencadenar la producción de volátiles inducidos por estrés como el etanol y el acetato de etilo (Fan et al., 2008).
En cuanto a la radiación UV, ésta hace referencia a una amplia banda de longitudes de onda compuesta por UV-C de onda corta (200 - 280 nm), onda media UV-B (280–320 nm) y UV-A de onda larga (320 - 400 nm). Aunque todas las longitudes de onda tienen efectos microbiocidas, se considera que UV-A tiene poco valor práctico para la alargar la vida útil de los productos frescos debido a la baja absorción por las células, mientras que UV-C tiene efectos biocidas más fuertes que UV-A y B, debido a su alto estado de energía (Bintsis et al., 2000). Por otra parte, la luz ultravioleta pulsada se refiere a la liberación de radiación electromagnética intensa de amplio espectro (100-1100 nm) de energía en ráfagas cortas, lo que puede permitir un mayor potencial de descontaminación que la radiación de luz UV convencional (Miller et al., 1988, OmsOliuet et al., 2010). En los arándanos inoculados, el tratamiento con 226 kJ m–2 redujo E. coli O157:H7 y Salmonella en 2,9 y 4,3 logUFC g–1, respectivamente (Bialka y Dimerci, 2007). Los procesos de higienización con lavados y el uso de recubrimientos no se recomiendan para arándanos debido a la posibilidad de retirar la capa de cera protectora de éstos.
Otro aspecto para tener en cuenta es el uso de desinfectantes. Los más habituales son el dióxido de cloro y el ozono. El ClO2 es un oxidante potente, 2,5 veces más fuerte que el cloro en capacidad de oxidación y es capaz de penetrar a través de las paredes celulares microbianas
además de estar implicado en la alteración del metabolismo celular (Joshi et al., 2013). El ozono es un agente oxidante fuerte que ha mostrado potencial como desinfectante para arándanos (Chiabrando et al., 2006, Song et al., 2003). Normalmente se aplica en forma gaseosa. El ozono se descompone en O2 y es reconocido como GRAS (generalmente considerado seguro) por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (United States Department of Food and Drug Administration (Code of Federal Regulations. Code of Federal Regulations. Direct food substances affirmed as Generally Recognized As Safe. Ozone. 2019). En estudios recientes se ha estudiado el efecto que provoca sumergir los frutos en peróxido de hidrógeno estabilizado como alternativa al uso de fungicidas tradicionales (Meng et al., 2019).
Por otra parte, también son muy empleados los envases para la conservación y son de distinta naturaleza, desde los que permiten atmósferas controladas o modificadas (Wyrwa y Barska, 2017, Mehyar et al., 2011, Lee et al., 2006, Hotchkiss et al., 2008) hasta aquéllos que contienen algún componente activo que permite retirar etileno de la atmósfera, el cual retarda la senescencia del fruto (Xu y Liu, 2017, Hu et al., 2019), muy interesante para preservar las propiedades en frutos climatéricos
2. Materiales y métodos
El ensayo se llevó a cabo en el laboratorio agroalimentario de ADESVA (Departamento Tecnología de los alimentos y poscosecha), dentro del módulo de laboratorios piloto del edificio CIDERTA, situado en Parque Huelva Empresarial la Alquería, Av. Jamón de Huelva s/n 21007 Huelva.
Las variedades empleadas fueron Snowchaser, Ventura y Star por ser de las más representativas de la provincia de Huelva, suministradas por la cooperativa Cuna de Platero (Moguer) y se recolectaron entre los meses de febrero y junio.
Los frutos se dispusieron en tarrinas de 125 g, y se colocaron en la cámara correspondiente a cada tecnología. Se llevaron a cabo muestreos semanales a lo largo de 42 días de vida útil (d.v.u.). El día de la recolección se tomó como salida S0, seguido de las salidas S1 (7 d.v.u.) hasta S6 (42 d.v.u.) con tres replicados por cada toma de muestra.
Tecnologías
poscosecha
Las tecnologías a disposición del proyecto fueron las siguientes:
- DENBA: Dispositivo de pulsos eléctricos (50 Hz, 2100 V) para la conservación en frío de alimentos
- Reyfresh (Reyenvás): Lámina/bolsa retardante de la maduración de los frutos basada en la absorción de etileno. La lámina fue empleada en los estudios preliminares y se introdujo en el interior de las tarrinas. La bolsa se empleó para envolver las tarrinas.
- PacLife: Envases de atmósfera modificada debido a la presencia de zeolita
- Oxyion: Dispositivo de emisión de especies reactivas de oxígeno. Esta tecnología fue empleada de dos maneras. En continuo durante todo el período de conservación en los estudios preliminares y mediante una insuflación en los estudios en cooperativas
Modo de evaluación de los parámetros
- Cámaras de frigoconservación de 11m3
- Pérdida de peso: Todas las tarrinas fueron pesadas en la salida S0 y en su respectiva salida para calcular la pérdida de peso de los frutos por diferencia de pesada
- Firmeza: Los frutos se manipularon usando un penetrómetro. El valor de la firmeza es el resultado de la media de un triplicado
- Grados Brix: La cantidad de azúcares se estimó mediante un refractómetro. El valor de los grados Brix es el resultado de la media de un triplicado
- Deshidratación: Se clasificaron según la categoría de deshidratación leve e intensa. Se cuantificó el peso de frutos deshidratados de cada tarrina según se observa en la Figura 1.
Figura 1. Deshidratación leve (1 y 2) y deshidratación intensa (3 y 4)
- Magulladuras: Se contabilizaron como magulladuras aquellas marcas que resultaron ser depresibles
- Apariencia externa: Presencia o ausencia de pruina
- Apariencia interna: Desde índice 4 (color verde muy claro-blanco, correspondiente con un fruto sano recién recolectado) hasta índice 0 (color negro, correspondiente a frutos en estado de senescencia), se muestra en la Figura 2.
Figura 2.
Grados de apariencia interna
Condiciones de los estudios
Los estudios 1, 2 y 3, se llevaron a cabo comparando la tecnología basada en pulsos eléctricos y la que emplea una fibra con capacidad para absorber etileno en formato lámina, que se introduce en cada tarrina, frente al control. En los estudios 4 y 5 se compararon la tecnología que logra una atmósfera modificada y la de efecto fungicida por medio de liberación de peróxido de hidrógeno en relación con el lote control.
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Estudio 1: Snowchaser (11 febrero – 25 marzo):
- Comparación entre control/pulsos eléctricos/absorbente de etileno (lámina)
- Control: 2 °C, 65-70% HR
- Pulsos eléctricos: 0 °C, 65-70% HR
- Absorbente de etileno: 2 °C, 65-70% HR
Estudio 2: Ventura (02 marzo – 13 abril)
- Comparación entre control/pulsos eléctricos/absorbente de etileno (lámina)
- Control: 2 °C, 65-70% HR
- Pulsos eléctricos: 0 °C, 65-70% HR
- Absorbente de etileno: 2 °C, 65-70% HR
Estudio 3: Star (19 marzo – 30 abril)
- Comparación entre control/pulsos eléctricos/absorbente de etileno (lámina)
- Control: 2 °C, 65-70% HR
- Pulsos eléctricos: 0 °C, 65-70% HR
- Absorbente de etileno: 2 °C, 65-70% HR
Estudio 4: Ventura (05 mayo – 16 junio)
- Comparación entre control/atmósfera modificada/ozono
- Control: 2 °C, 80-90% HR
- Atmósfera modificada: 0 °C, 80-90% HR
- Oxyion: 2 °C, 80-90% HR
Estudio 5: Ventura (31 mayo – 12 julio)
- Comparación entre control/atmósfera modificada/ozono
- Control: 2 °C, 80-90% HR
- Atmósfera modificada: 0 °C, 65-70% HR
- Oxyion: 2 °C, 80-90% HR
Estudio 6: Ventura (6 abril – 18 mayo)
- Comparación entre control/atmósfera modificada/absorbente de etileno (bolsa)
- Cooperativa Cuna de Platero (Moguer, Huelva): 2-4 °C, 85-90% HR
Estudio 7: Ventura (28 abril – 9 junio)
- Comparación entre control/atmósfera modificada/AM+ozono/AM+DENBA
- Cooperativa Costa de Huelva: 0 °C, % HR no cuantificado.
3. Resultados
Las gráficas de la Figura 3 se corresponden con los parámetros evaluados para el estudio E2 realizado con Ventura. Los resultados obtenidos para los estudios E1 y E3 (con Snowchaser y Star respectivamente) fueron similares y por ello sus gráficas no se muestran.
Figura 3. Gráficas de parámetros del estudio E2
En las condiciones en las que se han realizado los estudios E1, E2 y E3 no se observan diferencias estadísticas significativas entre las tecnologías estudiadas (Denba y Reyfres) respecto al control en relación con los parámetros físicos, aunque parece observarse una mejora para el grado de pudrición con Denba, que sí mostró diferencias estadísticas significativas respecto a los lotes control.
El comportamiento en las tres variedades (Snowchaser, Ventura y Star) no ha sido repetitivo como consecuencia, tal vez, del estadio de maduración de cada una de ellas en el momento de la recolección, de una componente puramente varietal o del escaso efecto proporcionado por las tecnologías empleadas en las condiciones elegidas.
Los resultados obtenidos para los estudios E4 y E5 fueron similares entre sí. Con una de las dos tecnologías empleadas en estos dos estudios sí que se observaron diferencias significativas respecto al control. En este caso se muestran los gráficos del estudio E5 en la Figura 4.
Figura 4 Gráficas de parámetros del estudio E5
En el estudio E4 Paclife ha presentado diferencias estadísticas significativas con respecto a casi todos los parámetros evaluados. Destaca respecto al control en la escasa pérdida de peso (en torno a un 5% de pérdida de peso a los 42 d.v.u.), la casi nula deshidratación (tanto leve como intensa), la baja proporción de frutos con magulladuras y las mejores firmeza y apariencia interna. Por el contrario, los grados Brix bajan levemente y el peor resultado lo encontramos
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para el grado de pudrición (aunque para E4 no parece haber diferencias tomando los datos de todo el ensayo, al comprar las últimas salidas respecto al control sí).
En la Figura 5 se pueden observar arándanos conservados durante todo el período de conservación tratadas con Paclife.
Figura 5. Arándanos intactos tras 42 d.v.u. bajo la tecnología de atmósfera modificada
Según la bibliografía, se ha demostrado que sumergir el fruto en disoluciones de peróxido de hidrógeno al inicio del período de conservación reduce la pérdida de peso y la incidencia de enfermedades en tomates (AL-Saikhan et. al., 2019), disminuye las lesiones producidas por Penicillum italicum y Penicillum digitatum (Meng et al., 2019). Sin embargo, en las condiciones en las que fue realizado el experimento de este trabajo, con una alta presencia de peróxido de hidrógeno disuelto en la atmósfera de manera continuada, se observó un claro deterioro de los frutos provocándose una severa deshidratación con la consecuente pérdida de peso. Se decidió volver a probar esta tecnología mediante una modificación en los estudios en cooperativas.
Tal y como se muestra en la Figura 6, la apariencia interna para el tratamiento con Oxyion resultó ser mucho peor que la encontrada en el control. Paclife muestra los frutos con mejor apariencia interna.
En el estudio E5 con Paclife no se observan diferencias significativas para los grados Brix y las magulladuras. Por lo demás, la tendencia con la que se comportan los distintos parámetros es equivalente al estudio E4 y en este caso sí se observan diferencias para la pudrición resultando ser Paclife la tecnología con mayor número de frutos podridos.
El objetivo principal de este proyecto, como se ha comentado, reside en trasladar el uso de la tecnología que mejor resultado haya proporcionado a escala de cooperativa. Por ello, se diseñaron varios estudios (se comentarán datos de E6 y E7) donde se incluyó la tecnología Paclife, junto con las demás tecnologías modificando su modo de empleo, con el objetivo de buscar un mejor funcionamiento de éstas.
Figura 6. Apariencia interna de los arándanos a los 42 d.v.u. para el control (fila superior), Paclife (fila intermedia) y Oxyion (fila inferior)
En el estudio E6 se compararon dos tipos de envases: Paclife (atmósfera modificada) y Reyfresh (absorción de etileno) en formato lámina dentro de la bolsa con el mismo fundamento de absorción. Ambas se comportaron de igual manera proporcionando mejores resultados que el control. En la Tabla 1 se recogen los valores medio considerando todas las salidas con el fin de analizar el estudio completo, sin embargo, se consideró en función de nuestras condiciones, la S4 como óptima (28 d.v.u.), cuyos resultados quedan plasmados en la Tabla 2.
Debido a que en los estudios preliminares se comprobó que el único parámetro que no conseguía mejorar Paclife era el grado de pudrición, se decidió incluir en el estudio E7 las combinaciones de Paclife con DENBA (ya que DENBA parecía evitar ligeramente la pudrición
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respecto al control) y con Oxyion, cuyo efecto fungicida está más que demostrado según la bibliografía, que fue probado como una insuflación en el interior de la bolsa. Estas combinaciones no arrojaron mejores resultados que los conseguidos exclusivamente por Paclife (resultados no mostrados).
4. Conclusiones
En los estudios preliminares a escala de laboratorio la tecnología basada en atmósfera modificada (Paclife) nos permitió obtener los frutos con mejor grado de hidratación, firmeza y apariencia interna en comparación con el lote control y con la otra tecnología tratada en paralelo (ozono) pero, por el contrario, proporcionó un mayor nivel de pudrición (aunque el dato pueda no ser estadísticamente significativo). La tecnología que se fundamenta en corrientes de pulsos eléctricos, Denba, resultó ser la tecnología que menor número de frutos podridos presentó en comparación con el lote control y con la tecnología tratada en paralelo (absorción de etileno por láminas de Reyfresh).
Bajo las condiciones en las que se empleó la tecnología Reyfresh (lámina) no se observaron diferencias con el control. Con la dosis empleada en la tecnología Oxyion y con un uso prolongado los frutos se vieron dañados.
Una vez se realizaron las modificaciones pertinentes sobre cada tecnología se concluyó que, para las condiciones empleadas en este estudio, se puede mejorar la vida útil del arándano empleando las tecnologías Paclife y Reyfresh (bolsa), alargando su período de conservación hasta 28 d.v.u. manteniendo en ambos casos mejor firmeza, hidratación, apariencia interna y menor pérdida de peso que respecto a la situación control. El grado de pudrición encontrado cuando los frutos se trataron con Paclife fue inferior al esperado, tal vez por un mejor uso de la tecnología, que consistió en mantener los envases y la fruta previamente enfriados antes de ponerlos en contacto para evitar que se produjera condensación de agua en el interior de las bolsas favoreciendo de este modo la proliferación de hongos, bacterias, etc.
DENBA no pudo demostrar en cooperativas su capacidad para evitar la aparición de pudrición y las insuflaciones de Oxyion no mostraron ningún efecto tampoco
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https://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfcfr/CFRSearch.cfm?fr=184.156
Wyrwa, J.; Barska, A. (2017). Innovations in the food packaging market: Active packaging. European Food Research and Technology, 243(10): 1681-1692.
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