El etileno induce y acelera, el conjunto de procesos de maduración y senescencia de las frutas, produciendo unos cambios en el metabolismo, que conducen a la síntesis de nuevos enzimas, responsables, de las modificaciones asociadas a la maduración, como:
Reblandecimiento de las paredes celulares.
Desaparición de la clorofila.
Reducción de la acidez.
Desarrollo del sabor y los aromas.
En frutos como las peras y manzanas, el etileno estimula su propia producción. Esta síntesis auto-catalítica, confiere al fruto, una autonomía de maduración, después de la recolección, siempre y cuando, el fruto no se recolecte demasiado prematuramente.
Este gas, se reproduce de forma acelerada por el fruto, cuando el fruto entra en la fase climatérica, y una vez iniciada la síntesis autocatalítica, no se puede evitar que el etileno, se acumule en las logias carpelares (cavidad de las semillas), a medida que avanza la maduración del fruto.
La síntesis de etileno por los frutos, en cantidades significativas, en el momento de la recolección, reduce su capacidad de conservación y la eficacia del frío normal y la de la atmósfera controlada.
La recolección debe situarse, antes de que se inicie la pausa climatérica, en el momento, en que el fruto adquiere su autonomía de maduración, pero antes de que comience, el proceso de envejecimiento.
La medida del contenido de etileno interno, de muestras de frutos seleccionados a intervalos regulares, permite detectar en una plantación, el inicio de la fase climatérica.
El test se realiza sobre 10 frutos representativos del estado de la partida, se extrae por el ojo del fruto (cavidad calicina) entre 0,5 – 1 mm3 de gas de la cavidad interna y se inyecta en un cromatógrafo de gases. Para manzana Golden, Dilley en 1985 propuso una tabla para ayudar a la recolección del fruto.
Nº de frutos
Etileno (ppm.)
Conservación
10 frutos de 10
< 0,1
Retrasar la recolección, para aumentar el color, el calibre y la calidad.
Manzana no adecuada para la recolección
03 frutos de 10
0,1 – 0,5
Manzana idónea para larga conservación en atmósfera controlada
03 frutos de 10
0,5 – 1
Manzana idónea para conservación media en atmósfera controlada
03 frutos de 10
1 – 5
Manzana idónea para conservación corta en atmósfera controlada
03 frutos de 10
5 – 10
Manzana idónea para conservación en frío normal, hasta 4 meses
03 frutos de 10
> 10
Manzana para corto plazo en frío normal, comercialización o transformación industrial inmediata.
Fuente: Ctifl.
Este sistema, necesita unos equipos costosos, que solamente están al alcance de laboratorios especializados.
Otro sistema, propuesto por el mismo autor, basado en la medición del etileno, consiste en, 5-10 días antes de comenzar la crisis climatérica, se seleccionan 10 frutos, entre los más desarrollados y se sitúan, en el interior de recipientes con capacidad de 5-10 litros, que cierren herméticamente, manteniéndolos a temperatura ambiente.
Se realizan medidas regularmente, para saber el número de horas necesarias, para que el nivel de etileno en los recipientes, alcance 0,5 ppm. El número de horas, se multiplica por 0,125, para obtener el número de días entre la toma de muestras y la fecha óptima de recolección.
Por ejemplo: La toma de muestras, se realiza el 15 de septiembre y se coloca en un recipiente. Para que en el interior del recipiente se consiga 0,5 ppm. de etileno son necesarias 64 horas, luego 64 x 0,125 = 8 días. La madurez fisiológica se debe producir 8 días después de la toma de muestras, es decir el 23 de septiembre.
Hay factores que pueden modificar las cantidades de etileno endógeno como:
Desverdizado en Citricos. Los cítricos, para ser comercializados en los principales mercados del mundo, necesitan tener su índice de madurez adecuado que en el caso de las variedades dulces el ratio debe ser superior a 6, o los limones que deben cumplir con un porcentaje de jugo mayor al 35% y un diámetro ecuatorial, superior a los 45 milímetros. También, será preciso que cumplan con la reglamentación en el color típico de cada variedad. Así las naranjas necesitan tener un color anaranjado intenso, dado por los pigmentos xantófilos; y en el caso de los limones, su color amarillo otorgado por los carotenos. En la primera etapa de cada campaña, estos pigmentos característicos del limón y de los otros cítricos se encuentran enmascarados por la clorofila que le otorga a la corteza de los frutos un color verde intenso.
Al inicio de las exportaciones muchas veces los frutos ya están maduros internamente, pero externamente, la clorofila les da un color verde oscuro que el exportador deberá quitar para que se manifiesten los pigmentos de color característicos a cada variedad. Y esto se logra con la práctica del desverdizado que consiste en someter a los frutos a un proceso artificial rápido, en cámaras, en el que se acelera el viraje de color en pocos días. En caso contrario, este proceso duraría más de un mes con las condiciones naturales a campo.
El desverdizado lo único que busca es resaltar las características de un fruto fisiológicamente maduro. La normativa europea aconseja 60 horas como máximo el tiempo de este proceso, lo cual nos obliga a desverdizar frutos con una coloración de la piel en el que predomine el color amarillo-verdoso en la superficie. Factores a controlar La temperatura juega un papel fundamental en las reacciones químicas. Estas, a su vez, tienen una temperatura óptima a la que se producen. La degradación de la clorofila es una reacción química. La temperatura óptima de degradación de la clorofila es de 28 °C, y la síntesis de carotenoides es de 18 °C. Entonces, la práctica racional nos lleva a que se deba trabajar con temperaturas entre 20 y 22 °C. Conviene no tener excesiva prisa a la hora del desverdizado. Nunca se desverdiza mejor cuanto más alta es la temperatura, sino todo lo contrario, ya que las elevadas temperaturas sólo producen problemas en los frutos. En el desverdizado se aumenta el metabolismo de los cítricos con pérdidas de agua, consumo de oxígeno, desprendimiento de CO2 y de sustancias volátiles. El oxígeno es absolutamente preciso en todo proceso oxidativo que se realiza en los frutos ya que es necesario para la respiración, para la síntesis de carotenoides y para la degradación de la clorofila. De allí la necesidad de airear las cámaras y dejar espacios de separación entre pallets. La función del etileno es incrementar la permeabilidad de las membranas celulares al oxígeno.
El desverdizado no es función de la cantidad de etileno que utilicemos; basta su presencia en el aire para favorecer el proceso, ya que es un catalizador para la reacción de oxidación de la clorofila. Concentraciones superiores a 10 ppm producen efectos negativos sobre los frutos ya que aceleran la respiración, deseca los cálices y ablanda excesivamente la piel. La dosificación de etileno debe hacerse sobre el aire que hay en la cámara y estar en un nivel de entre 1 y 5 ppm. Humedad relativa La humedad en el aire del ambiente debe proporcionar equilibrio entre la superficie del fruto y la del propio aire (92 a 95 %). Si el fruto está en una atmósfera seca pierde humedad mediante sus estomas. Es necesaria una humedad relativa alta para que el fruto no pierda por transpiración la humedad que necesita para mantener su consistencia y su apariencia externa. Además, la humedad relativa alta favorece la formación de lignina sobre las pequeñas heridas, reduciendo las posibilidades de instalación de hongos. El CO2 debe ser mantenido en niveles bajos ya que antagoniza con el etileno. La producción de CO2 durante el desverdizado aumenta entre 150% y 250%. Concentraciones de CO2 superiores al 0,1% reducen el desverdizado y concentraciones superiores al 1%, lo paralizan. Además, el exceso de CO2 puede producir quemadura en la piel de los cítricos. Las renovaciones periódicas de aire en las cámaras evitan los problemas que el CO2 pueda generar y aportan O2, ya que en el aire la cantidad de O2 es de cerca de un 21% y la del CO2, de un 0,03%. La velocidad de aire en una cámara debe ser de 14 a 20 metros por minuto. El aire debe circular entre los frutos con el fin de evitar en ellos la acumulación de CO2. Este aire no debe circular a una velocidad excesiva, ya que para una humedad relativa adecuada, aumenta la transpiración y la desecación de los frutos.
Como principales conclusiones prácticas de las condiciones de Desverdizado en Citricos podemos citar estas:
No efectuar la recolección hasta que la piel no tenga un cierto grado de coloración, aunque los análisis, den un índice de madurez por encima del exigido por los servicios de inspección.
Los frutos, deben tener una coloración lo más homogénea posible.
Realizar durante la recolección, o posteriormente a ella, una selección por color.
La temperatura, no debe pasar de 25 ºC nunca. (Hay que tener en cuenta la inercia de la cámara).
La presencia de O2, es absolutamente necesaria (aireación).
La concentración de etileno, debe ser entre 1-5 ppm.
La humedad relativa, deberá mantenerse lo más alta posible.
La concentración de anhídrido carbónico, deberá mantenerse por debajo del 1%.
La técnica del desverdizado, consiste en acelerar, la desaparición del color verde de la superficie externa del fruto.
El fin del desverdizado, es comercializar, lo antes posible, frutos que cumplen las normas de calidad interna (contenido en azúcares, contenido en zumo, etc. ) y que su corteza no tiene el color propio de la variedad.
El afán, de ser los primeros en llegar al mercado, hace que se intente desverdizar frutos, que son INDESVERDIZABLES con las consiguientes pérdidas económicas.
En la corteza de los frutos cítricos, hay varios tipos de colorantes (pigmentos), clorofila, carotenoides y antocianos.
En los frutos jóvenes, predomina la clorofila, que con su color verde enmascara los restantes pigmentos y a medida que la clorofila se va degradando, se muestran carotenoides y antocianos según la variedad, hasta proporcionar al fruto su propio color.
La desverdización puede lograrse en cámaras especiales que, en función de unos factores concretos, resaltarán las características de un fruto “fisiológicamente maduro” en un período mucho más corto, que el proceso natural.
Son varios los sistemas de desverdización que se utilizan actualmente:
Cámaras con control de temperatura, humedad y etileno.
Cámaras con control de temperatura, humedad y etileno con sistema de frío incorporado. Este sistema tiene la ventaja de modificar la temperatura de la cámara, según las necesidades del fruto y es el más utilizado en la actualidad.
A ambos tipos de cámara puede añadirse un sistema automático de control de CO2 e incluso de etileno.
La norma, en el caso de Producción Integrada, establece en 60 horas el tiempo de desverdizado, lo cual obliga a quienes se acogen a ella, a desverdizar frutos con una coloración de la piel en la que predomine el color amarillo-verdoso en todo el fruto, que será muy útil, para que muchas toneladas de fruta, no se pasen una semana o diez días dando vueltas por el almacén, para acabar en la industria o en el podrido y obtener, mejor color en la fruta desverdizada.
Para estudios técnicos orientados a cultivos, mercados y productos fitosanitarios, puedes consultar el servicio de Business Intelligence agroquímico.
Los frutos citricos y su fisiologia. El fruto de los cítricos es, botánicamente, un hesperidio con una corteza exterior flexible y dividida interiormente en segmentos (gajos). El tamaño del fruto es variable, dependiendo de los factores climáticos, edáficos y culturales, incluso dentro de la misma variedad.
Las formas de los frutos cítricos pueden ser: globosa, achatada, ovoide, piriforme, etc. El número de segmentos es variable y puede conocerse desprendiendo suavemente la “roseta” del pedúnculo y contando los pequeños apéndices situados en el círculo que deja ésta.
El fruto al cortarse de forma transversal nos permite distinguir:
– La corteza, compuesta por el flavedo (parte más externa y coloreada) y el albedo (parte más interna y de color blanco).
– Los segmentos, que contienen vesículas de zumo y las semillas, en el caso de que las haya. Los segmentos están separados unos de otros por las membranas celulares.
– Corazón o eje central.
“ … La correcta manipulación poscosecha de las frutas y hortalizas precisa tener en cuenta que se están tratando de estructuras vivas. Las frutas y hortalizas no se encuentran vivas sólo cuando están unidas a la planta de procedencia; tras la recolección, continúan estándolo y siguen desarrollando los procesos metabólicos y manteniendo los sistemas fisiológicos, que operaban mientras se hallaban uni-das…».
La vida de un fruto la podemos dividir en 3 etapas fisiológicas fundamentales: el crecimiento, la maduración y la senescencia (o envejecimiento)
El crecimiento comprende el aumento del número de células y el posterior alargamiento celular, ambas responsables del tamaño final alcanzado por el fruto.
La maduración suele iniciarse antes de que termine la fase de crecimiento e incluye diferentes actividades metabólicas.
A la senescencia podemos definirla como una fase en la que los procesos anabólicos (sintéticos) dan paso a los catabólicos (degradativos) conduciendo al envejecimiento y, finalmente, a la muer-te del tejido.
La maduración organoléptica es el proceso por el que los frutos adquieren las características organolépti-cas (color, aroma, sabor, textura, etc.) que los definen como comestibles, proceso que, generalmente comienza durante las etapas finales de la maduración fisiológica (que en general coincide con el momento en que las semillas comienzan a ser viables y los frutos pueden proseguir con la maduración organolépti-ca aún separados de la planta madre) y constituye el comienzo de la senescencia. Durante dicho proceso tienen lugar una serie de cambios físicos, bioquímicos y fisiológicos determinantes de la calidad y vida postcosecha del fruto. Entre los más importantes podemos citar: cambio del color, cambios en la composi-ción de proteínas, carbohidratos y en la producción de aromas; cambios en los ácidos orgánicos y en los polifenoles. Una consideración especial merecen los cambios relacionados a la actividad respiratoria y producción de etileno que consideraremos a continuación, y que permiten distinguir entre frutos climatéri-cos y no climatéricos.
Índice de madurez
El índice de madurez o también llamado ratio es la relación entre el contenido de sólidos solubles y el porcentaje de acidez expresada como ácido cítrico anhidro. Los sólidos solubles se lo determinan por refractometría y es también denominado ºBrix corregidos.
El ratio determinado de esta forma da una idea del estado de madurez que tiene la fruta y depende de cada variedad. Para la naranja valencia cuando el mismo alcanza un ratio de 8, se comienza a comercia-lizar, siendo el óptimo entre 10 – 11. El pomelo tiene un ratio entre 6,5 – 7.0; las mandarinas son las va-riedades que mayor ratio tienen, llegando alcanzar ratios mayores de 20, mientras que los limones, son los de menor ratios, y los valores típicos están comprendidos entre 1.40 – 1.60.
Fisiología del Etileno.
La producción de etileno y la respiración de un fruto son dos variables fisiológicas de su actividad metabó-lica. En ciertos frutos, estas variables presentan valores muy bajos cuando se encuentran inmaduros o en estado verde, pero a medida que maduran, se elevan bruscamente hasta alcanzar un máximo. Este pico se llama máximo climatérico y los frutos que presentan este comportamiento se denominan frutos climatéricos (ej. duraznos, tomates, manzanas, bananas, etc.). Otros frutos, por el contrario, no presentan esta pauta respiratoria, siendo denominados no climatéricos (ej. naranjas, limón, pimiento, etc.). Todos los frutos producen pequeñas cantidades de etileno a lo largo de su desarrollo, sin embargo, durante la maduración organoléptica los frutos climatéricos lo producen en cantidades mucho más elevadas que los no climatéricos. De esta manera, las concentraciones de etileno varían ampliamente en los frutos climatéri-cos, pero no en los frutos no climatéricos en los que apenas se diferencian las tasas reinantes durante el desarrollo y las alcanzadas a lo largo de la maduración organoléptica. La exposición a concentraciones de etileno tan bajas como 0,1-1,0 partes por millón, durante un día, son suficientes para acelerar la plena maduración de los frutos climatéricos; en los no climatéricos el etileno en cambio acelera la actividad res-piratoria, siendo tanto más importante cuanto mayor sea la concentración en la atmósfera; también puede tener acción sobre otros procesos como la destrucción de la clorofila (color verde). Numerosos estudios, han permitido que en la actualidad se conozca bastante bien la síntesis natural del etileno a partir de un aminoácido: la metionina. En estos estudios han sido de vital importancia el descu-brimiento de inhibidores de la síntesis de etileno, algunos de los cuales comienzan a ser utilizados en la agricultura. Mientras que otros compuestos inhiben la acción del etileno, este sería el caso del dióxido de carbono a cuyos efectos benéficos se les saca provecho mediante el uso de tecnología con atmósferas controladas. Otro agente lo constituye el ión Plata (Ag+), aplicado bajo la forma de complejo con el ión tiosulfato, penetra rápidamente en los tejidos y retarda e inhibe los procesos de senescencia, esta técnica es muy usada para prolongar el período de conservación de flores cortadas, pero no se puede usar en alimentos dada la toxicidad de la plata.
En resumen, existen dos tipos de frutos denominados climatéricos y no climatéricos, los primeros incre-mentan su ritmo respiratorio y la producción de etileno después de la cosecha, mientras que en los no climatéricos el ritmo respiratorio va disminuyendo hacia la senescencia que parece ser el patrón que le corresponde a los cítricos
Factores que afectan la producción de etileno.
Los niveles de producción de etileno en cada fruto varían considerablemente en función de varios facto-res, que pasamos a detallar brevemente a continuación:
Especie y Cultivar, tal como se ha comentado la producción de etileno es distinta según se trate de frutos climatéricos (manzana) o no climatéricos (cítricos). Además, dentro de una especie se pueden encontrar diferencias importantes entre los cultivares;
Temperatura, como es conocido, el aumento de la temperatura acelera las reacciones metabólicas, sin embargo, temperaturas superiores a 30 °C dan lugar a una disminución importante de la producción de etileno debido a la desnaturalización de las enzimas involucradas en la síntesis;
Nivel de CO2, este gas se destaca por ser un inhibidor competitivo de la acción del etileno, y también actúa sobre la biosíntesis;
Nivel de O2, bajas tensiones de O2 reducen la producción de etileno;
Etileno ambiental, la exposición de los frutos al etileno ambiental estimula mayor producción de etileno, es el efecto autoestimulador (autocatalítico) que existe notablemente en frutos climatéri-cos. Por otra parte, algunos compuestos poseen una acción similar a la del etileno aunque su efectividad es menos que la de este, entre los más importantes figuran el propileno y el acetileno
Situaciones de estrés, los golpes, cortes, agresiones químicas, bajas temperaturas (en especies sensibles), estrés hídrico, etc. inducen la biosíntesis del etileno. Por otra parte, el desarrollo de hongos y bacterias, a causa de heridas, son fuentes de etileno.
Cambios químicos y físicos durante la maduración y/o senescencia
En general los procesos metabólicos relacionados con el proceso de maduración involucran cambios de-gradativos y de biosíntesis según lo siguiente:
DEGRADATIVOS:
Actividad de enzimas hidrolíticas
Destrucción de cioroplastos
Degradación de clorofila
Hidrólisis de almidón
Oxidación de sustancias o sustratos
Inactivación de compuestos fenológicos
Solubilización de pecticinas
Ablandamiento de la pared celular
Cambios en permeabilidad de membranas
BIOSINTESIS
Mantenimiento de la estructura mitocondrial
Formación de carotenoides
Interconversión de azúcares
Aumento en la actividad del ciclo de los ácidos tricarboxílicos
umento en la generación de ATP
Formación ciclo de etileno
Síntesis de aromas
MÉTODOS DE CONTROL DE LA MADURACIÓN Y SENESCENCIA
En forma general el control de la maduración y senescencia de los frutos puede ser conseguido por dos grandes técnicas:
Manejo de la temperatura
Modificación de la atmósfera
“ Los frutos climatéricos son aquellos que tienen una vida post cosecha muy corta, pues rápidamente se ablandan y son menos resistentes a los golpes, como el agua-cate y la papaya. Mientras que los frutos no climatéricos son los que tienen una vi-da más larga, ya que las magulladuras les afectan menos, como la naranja ”.
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