Artículo técnico
El corazón pardo en pera Conocimientos actuales y sistemas de prevención
Balenciaga C., Giné-Bordonaba J., Usall i Rodíé J., Larrigaudière C. christian.larrigaudiere@irta.cat 2017
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Fruta dulce / Pera
El corazón pardo en pera: conocimientos actuales y sistemas de prevención Por Balenciaga Estecha, Cristina; Giné Bordonaba, Jordi; Usall i Rodíé, Josep; Larrigaudière, Christian
Índice Título
Pág.
1.
Introducción
3
2.
Descripción de la fisiopatía
4
3.
Causas bioquímicas del corazón pardo
5
3.1
Un proceso complejo y multifactorial
5
3.2
El papel del ácido ascórbico
6
4.
Causas del desorden: factores precosecha y poscosecha
7
4.1
Factores precosecha 4.1.1. Características meteorológicas de la campaña 4.1.2. Características y manejo de la parcela
7
4.1.3. Fecha de recolección 4.2
Factores poscosecha
9
5.
Sistema de prevención y control del Corazón Pardo
10
6.
Estrategias de futuro que debemos poner en práctica para prevenir el Corazón pardo
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7.
Referencias
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8.
Cítanos
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1. Introducción Para alargar su vida comercial, las peras se almacenan en cámaras de frío convencional y, sobre todo, en cámaras de atmósfera controlada (AC), en las cuales se disminuye la concentración de O2 y aumenta la concentración de CO2 ya sea mediante la propia respiración del fruto o mediante la inyección de CO2 exógeno. El hecho de reducir el nivel de oxígeno dentro de la cámara produce, por un lado, un descenso de la intensidad respiratoria del fruto y, por tanto, una disminución de los procesos metabólicos responsables de la maduración. Por otro lado, el aumento de la concentración de anhídrido carbónico (CO2) inhibe la glucólisis (1º fase del cualquier proceso respiratorio) por lo que también frena la intensidad respiratoria. Como consecuencia de la reducción de los niveles de O2, la conservación en AC conlleva los siguientes efectos positivos sobre los frutos: ▪ ▪
▪
Reducción de la tasa de producción de etileno del fruto dando lugar a un retraso de los procesos de maduración y senescencia. Retraso de la aparición de alteraciones fisiológicas ligadas a la producción de etileno como es el caso del escaldado superficial y, en general, el desarrollo de todos los desórdenes relacionados con la inducción de los procesos de senescencia. Reducción de las mermas por patógenos causantes de podridos ya que muchos de éstos necesitan oxígeno para poder desarrollarse.
Sin embargo, la conservación de frutos en AC presenta también inconvenientes. En todos los casos, hay que tener en cuenta la sensibilidad de cada variedad a los cambios gaseosos que puedan perjudicar el metabolismo aerobio del fruto y favorecer procesos de fermentación. Realizar un control estricto de la duración del almacenamiento bajo estas condiciones gaseosas y de las concentraciones de O2 y CO2 es también necesario para evitar la aparición de otro desorden fisiológico de gran importancia en peras: el corazón pardo.
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El corazón pardo (Brown heart) es un desorden caracterizado por un pardeamiento y/o desarrollo de cavidades secas dentro de la pulpa del fruto cuya severidad se agrava cuanto más se alarga su tiempo de conservación. Esta alteración fisiológica se manifiesta sólo algunos años en pera Conferencia, pero cuando este hecho sucede, su presencia puede llegar a ser muy grave, pudiendo ocasionar pérdidas económicas muy elevadas y la pérdida de confianza del consumidor, ya que no se aprecia hasta que la fruta se abre. 2. Descripción de la fisiopatía El corazón pardo empieza a manifestarse a través de los haces vasculares pudiendo afectar a toda la pulpa. Su aspecto es seco y presenta una textura firme en el tejido afectado. En ocasiones, este tejido seco se colapsa dando lugar a cavernosidades/cavernas que son cavidades o huecos en el interior de la pulpa del fruto. Cuando la incidencia es alta dentro de una cámara se puede percibir olor a fermentado cuando se abre la misma. Generalmente, no se observan síntomas externos, aunque pueden aparecer en la piel manchas marrones definidas y parcialmente hundidas. El daño puede manifestarse de distintas formas: pardeamiento radial, pardeamiento asimétrico, a través de los haces vasculares o formando cavernas dentro de la pulpa (figura 1).
Figura 1: Diferentes síntomas de corazón pardo en peras: (A): pardeamiento radial, (B): pardeamiento asimétrico, (C): a través de los haces vasculares y (D): formación de cavernas dentro de la pulpa.
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3. Causas bioquímicas del corazón pardo 3.1. Un proceso complejo y multifactorial Se admite que los problemas de pardeamiento interno incluyendo el corazón pardo son el resultado de procesos de pardeamiento enzimático ligados a la acción de las enzimas polifenoloxidasas (PPO). De hecho, un estudio de Larrigaudière et al. (1998) afirma que las PPO no están involucradas directamente en la aparición del corazón pardo y que debe existir una causa primaria, es decir, un factor que predisponga o sensibilice a los frutos a esta alteración. Según estos autores, la primera manifestación que desencadena el problema de corazón pardo es un cambio en la configuración de las membranas celulares de los frutos en frío y que se asocia con cambios de su permeabilidad (figura 2). Una vez las membranas están alteradas, el citoplasma de las células dañadas rellena los espacios intercelulares/intracelulares dificultando la difusión de gases dentro de la pulpa del fruto.
Fig. 2: Esquema explicativo del corazón pardo en pera
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A largo plazo, la alteración en las propiedades de permeabilidad de las membranas provoca cambios metabólicos que dan lugar finalmente a daños internos. Entre los factores causantes del corazón pardo destacan: ▪ La inducción de procesos fermentativos por exceso de CO2 (Lau, 1998). ▪ Pérdida de las reservas energéticas de la célula y de su potencial de regeneración (Veltman et al., 2003). ▪ Inducción de problemas oxidativos (Larrigaudière et al., 2001; Pintó et al., 2001). En el caso del corazón pardo, los procesos oxidativos y los antioxidantes endógenos como el ácido ascórbico parecen ser determinantes en su aparición tal y como han publicado varios autores. (Veltman et al., 1999, 2000; Zerbini et al., 2002; Franck et al., 2007). 3.2. El papel del ácido ascórbico
Fig.3 El papel del ácido ascórbico en el desarrollo del corazón pardo. Fuente: Veltman et al., 1999. Physiologia Plantarum, 107: 39–45.
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El ácido ascórbico juega un papel muy importante en el desarrollo del corazón pardo. Este papel ha sido claramente demostrado en pera Conferencia por Veltman et al. (1999) en frutos almacenados a diferentes concentraciones de CO2. En este estudio (figura 3), los frutos almacenados a bajas concentraciones de CO2 (0% CO2, Control) mantuvieron altas concentraciones de ácido ascórbico durante toda la conservación y, por tanto, no desarrollaron corazón pardo. Por el contrario, los frutos almacenados a alta concentraciones de CO2 (10% CO2) que desarrollaron corazón pardo, presentaron siempre niveles mucho más bajos de ácido ascórbico. Es interesante observar que un cambio de atmósfera a los 40 días (punto señalado con una flecha verde en la figura 3) permite recuperar los niveles de ácido ascórbico e impedir el desarrollo de corazón pardo. Dichos resultados se han observado y confirmado en otras variedades sensibles a daños internos (p.e. ‘Rocha’; Deuchande et al., 2017) y por lo tanto muestran claramente la relación existente entre CO2 / ácido ascórbico y el desarrollo del corazón pardo en pera. 4. Causas del desorden: factores precosecha y poscosecha Entre las causas que podemos encontrar relacionadas con esta fisiopatía se puede distinguir dos tipos de factores: precosecha y poscosecha. 4.1. Factores precosecha 4.1.1. Características meteorológicas de la campaña Bajas temperaturas en verano durante el crecimiento del fruto y alta humedad por pluviometría elevada parecen incrementar la sensibilidad del fruto al corazón pardo (Zerbini et al., 2002). Así ocurre en zonas del centro de Europa (Holanda, Bélgica) donde esta fisiopatía aparece con frecuencia. Sin embargo, y a pesar de no estar del todo contrastadas científicamente, existen distintas hipótesis que relacionan la influencia de la meteorología y la incidencia de corazón pardo.
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La primera de ellas relaciona el corazón pardo con temperaturas anormales durante la división celular del fruto ya que incide sobre el número de células y el posterior tamaño de los espacios intercelulares. Con menos espacios intercelulares, se dificulta la difusión de los gases, especialmente el CO2, lo que puede ocasionar la aparición del corazón pardo. La segunda hipótesis relaciona el corazón pardo con la capacidad de sintetizar carbohidratos y la capacidad de cuajado de los frutos según la nubosidad. En días nublados, la diferencia térmica día-noche es menor, se produce menor actividad fotosintética y, por tanto, el balance de carbohidratos así como el crecimiento del fruto es menor. 4.1.2. Características y manejo de la parcela Las parcelas con árboles de poca carga son más susceptibles a la aparición de corazón pardo, así como árboles con poco vigor que han sufrido períodos de estrés. A nivel de manejo y prácticas de campo se establecen las siguientes recomendaciones para reducir la incidencia de corazón pardo: ▪
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Es importante realizar una buena nutrición de la parcela para mantener una buena fertilidad y equilibrio. El exceso de nitrógeno y la aplicación de abonados nitrogenados previos a la cosecha aumentan el metabolismo del fruto y su sensibilidad al corazón pardo. Otros nutrientes de gran relevancia son: el calcio, que está implicado en los procesos de estabilización de membranas celulares y confiere rigidez a los frutos; el magnesio (estabilizador de membranas); y el potasio, que influye en la calidad de los frutos, pero teniendo en cuenta que un aporte excesivo del mismo puede perjudicar en la absorción del calcio y magnesio. Además, es muy importante realizar aportes de boro ya que se ha mostrado que estas aplicaciones tienen un efecto beneficioso en el desarrollo del corazón pardo (Xuan et al., 2001). Tampoco son aconsejables riegos previos a la recolección y el uso de tratamientos hormonales no justificados o aplicados incorrectamente, ya que pueden influir en el desarrollo natural del fruto y su posterior sensibilidad a daños internos.
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4.1.3. Fecha de recolección La fecha de recolección, así como la ventana de cosecha (tiempo transcurrido entre el inicio y fin de cosecha) también parecen tener una gran influencia puesto que los frutos más maduros, con menor capacidad antioxidante, son más sensibles al corazón pardo (Lenthéric et al, 1999). Debido a la importancia en el manejo de parcela es imprescindible tener en cuenta los distintos índices de madurez que nos marcan el momento óptimo de cosecha con frutos equilibrados. Estos parámetros son: firmeza, índice de refracción, índice de almidón, acidez marcada por nivel de ácido málico en fruto y días transcurridos desde plena floración. 4.2. Factores poscosecha De la misma forma diferentes factores poscosecha pueden incidir directamente en el desarrollo del corazón pardo. Entre ellos destacan: ▪
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Un manejo adecuado en central. Es aconsejable evitar todo tipo de daños mecánicos (golpes y magulladuras) que, por su acción sobre el etileno y la maduración del fruto, pueden incrementar la sensibilidad del fruto al corazón pardo. Una buena estiba y circulación de aire dentro de la cámara son necesarias para no generar bolsas de acumulación de CO2 y provocar una mayor incidencia de corazón pardo. La aplicación de sistemas de pre-enfriamiento que permitan reducir la tasa respiratoria del fruto en su entrada y la acumulación de CO2 en cámara. Otro factor que tener en consideración es el control estricto de las condiciones de almacenamiento, de la temperatura de conservación y, sobre todo, de la concentración de CO2 por tener esta última una importante relación con la aparición de corazón pardo. En general, se recomiendan concentraciones de CO2 inferiores a los niveles de O2 establecidos.
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5. Sistema de prevención y control del Corazón Pardo A partir de lo expuesto anteriormente, se pueden establecer algunas pautas necesarias para prevenir y reducir dicha fisiopatía: ▪ ▪
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Selección y seguimiento de parcelas con historial negativo. Nutrición mineral equilibrada y adecuada, evitar actuaciones que favorezcan una senescencia acelerada de los frutos (tasa respiratoria elevada) o un calibre excesivo. Efectuar labores de poda y aclareo equilibradas con el fin de evitar que los árboles queden con poca carga. Cosechar en el momento oportuno y limitarse a la ventana de cosecha adecuada, siempre teniendo en cuenta los índices de madurez marcados y evitar recolectar frutos demasiados maduros que tengan una mayor tasa respiratoria y menos ácido ascórbico. Realizar una pre-refrigeración, si es posible, con hidro-cooling y mantener el fruto siempre a una temperatura adecuada después de su recolección. En caso de tener variedades / parcelas especialmente sensibles, es recomendable mantener la fruta durante un periodo de tiempo suficiente en frio convencional antes de su puesta en atmósfera controlada. Se suele recomendar un período mínimo de 21 días de permanencia en frío. Controlar el nivel de CO2 de la cámara desde el inicio del llenado con ventilaciones periódicas o absorbedores de CO2 así como respetar las concentraciones de O2 y CO2 recomendadas para cada variedad durante la conservación. Tener en cuenta que el desarrollo de daños internos se incrementa al prolongarse el almacenamiento, por lo que la revisión frecuente de los lotes, si es posible, resulta una herramienta muy importante para poder detectar el problema a tiempo.
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6. Estrategias de futuro que debemos poner en práctica para prevenir el Corazón pardo Es importante indicar que los conocimientos actuales sobre corazón pardo en pera Conferencia, sobre todo, en nuestras condiciones de cultivo, son muy limitados. Por este motivo, resulta imprescindible aportar nuevas informaciones de todos los procesos implicados en el desarrollo de esta alteración y: ▪
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Profundizar en el conocimiento de la interacción entre los factores pre-cosecha y poscosecha. Se necesita información novedosa sobre la importancia de algunos compuestos minerales, especialmente, el calcio y el boro, y el papel del ácido ascórbico en nuestras condiciones de cultivo. En ambos casos, sería conveniente definir valores umbrales mínimos en cosecha para evitar corazón pardo. Definir un índice de madurez a la cosecha diferente a lo conocido actualmente y orientado en caracterizar los frutos menos sensibles al corazón pardo y no tanto a los frutos destinados a larga conservación. Por este motivo, establecer y redefinir un índice más representativo de la madurez fisiológica del fruto incluyendo, si es posible, índices más representativos de dicha madurez como la tasa respiratoria y/o tasa de producción de etileno. Desarrollar sistemas de detección precoz, definir un marcador físicoquímico o bioquímico en el inicio del almacenamiento, previo a la aparición de los desórdenes con el fin de poder aplicar soluciones correctoras. Optimizar los sistemas de almacenamiento integrando los sistemas de preenfriamiento y/o de retraso de la puesta en atmósfera de la cámara a las condiciones locales de producción y logística del sector. Finalmente, desarrollar nuevos sistemas de detección no destructiva de los frutos dañados en línea para evitar la comercialización de frutos alterados y la pérdida de confianza de los clientes.
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7. Referencias Franck C., Lammertyn J., Tri Ho Q., Verboven P. Verlinden B., Nicolai B. 2007. Browning disorders in pear fruits. Postharvest Biology and Technology, 43: 1-13. Deuchande, T., Carvalho, S., Giné-Bordonaba, J., Vasconcelos, M., Larrigaudière, C. 2017. Transcriptional and biochemical regulation of internal browning disorder in ‘Rocha’ pear as affected by O2 and CO2 concentrations. Postharvest Biology and Technology, 132: 1522. Larrigaudière, C., Lentheric, I., Vendrell, M., 1998. Relationship between enzymatic browning and internal disorders in controlledatmosphere stored pears. Journal of the Science of Food and Agriculture, 78: 232-236. Larrigaudière, C., Pintó, E., Lentheric, I., Vendrell, M., 2001. Involvement of oxidative processes in the development of core browning in controlled atmosphere stored pears. Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 76: 157–162. Lau, O.L., 1998. Effect of growing season, harvest maturity, waxing, low O2 and elevated CO2 on flesh browning disorders in ‘Braeburn’ apples. Postharvest Biology and Technology, 14: 131-141. Lentheric, I., Pinto, E., Vendrell, M., Larrigaudière, C., 1999. Harvest date affects the antioxidative systems in pear fruits. Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 74: 791-79
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Pintó, E., Lenthéric, I., Vendrell, M., Larrigaudière, C., 2001. Role of fermentative and antioxidant metabolisms in the induction of core browning in controlled-atmosphere stored pears. Journal of the Science of Food and Agriculture, 81: 364–370. Veltman, R.H., Sanders, M.G., Persijn, S.T., Peppelenbos, H.W., Oosterhaven, J., 1999. Decreased ascorbic acid levels and brown core development in pears (Pyrus communis cv. communis). Physiologia Plantarum, 107: 39–45. Veltman, R., Kho, R., Van Schaik, A., Sanders, M., Oosterhaven, J. 2000. Ascorbic acid and tissue browning in pears (Pyrus communis L. cvs Rocha and Conference) under controlled atmosphere conditions. Postharvest Biology and Technology, 19: 129137. Veltman, R., Lenthéric, I., Van der Plas, L., Peppelenbos, H. 2003. Internal browning in pear fruit (Pyrus communis L. cv Conference) may be a result of a limited availability of energy and antioxidants. Postharvest Biology and Technology, 28: 295-302. Xuan, H., Streif, J., Pfeffer, H., Dannel, F., Romheld, V., Bangerth, F., 2001. Effect of pre-harvest boron application on the incidence of CA storage related disorders in Conference pears. Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 76: 133-137. Zerbini, P.E., Rizzolo, A., Brambilla, A., Grassi, M., 2002a. Loss of ascorbic acid during storage of Conference pears in relation to the appearance of brown heart. Journal of the Science of Food and Agriculture, 82: 1-7.
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8. Cítanos BALENCIAGA ESTECHA, Cristina; GINÉ BORDONABA, Jordi; USALL I RODÍÉ, Josep; LARRIGAUDIÈRE, Christian; El corazón pardo en pera: conocimientos actuales y sistemas de prevención [on-line]. Biblioteca Horticultura. València: serveis per la producció editorial SPE3. Junio 2018. 38 pp. ISBN 978-84-16909-14-8. Disponible en http://publicaciones.poscosecha.com/es/home/391-el-corazonpardo-en-pera-conocimientos-actuales-y-sistemas-deprevencion.html
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IRTA, Edifici Fruitcentre, PCiTAL, Parc de Gardeny, Lleida http://www.irta.cat
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