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Avances en el uso de atmósfera controlada en cerezas de la variedad Bing
Cuando la fruta debe llegar a mercados tan lejanos como el chino, es todo un reto el manejo de la postcosecha. Hay una serie de estrategias y tecnologías que permiten prolongar el periodo de almacenamiento y conservar sus características de calidad. Investigadores de la Universidad de Chile han trabajado con atmósfera controlada (AC) y en las siguientes páginas se muestran las progresiones en los trabajos realizados.
Por Andrés Zavalla, Rocío Bascuñán, Luis Luchsinger, Víctor H. Escalona.
Centro de Estudios Postcosecha (CEPOC), Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile. vescalona@uchile.cl, www.cepoc.cl
Durante el último tiempo, las cerezas se han convertido en la principal fruta producida y exportada en Chile. La apertura de nuevos mercados y sus retornos económicos han hecho que el incremento en la superficie plantada siga proyecciones positivas durante los próximos años. Durante la temporada 2020/21 se alcanzó una cifra récord de exportación con 352.949 toneladas, lo que significó un aumento de 54% con respecto a la temporada anterior, particularmente en la actual situación de pandemia mundial.
En estos años Chile se consolidó como el principal exportador de cerezas del hemisferio sur, abarcando más del 96% de la oferta total superando a otros países en una situación geográfica similar como Nueva Zelanda o Argentina (IQonsulting, 2021). Este crecimiento significativo en la producción de las cerezas chilenas se debe a la alta demanda desde China, país que representa el principal mercado importador mundial, el cual corresponde a más del 90% de los envíos de las cerezas nacionales, y donde su consumo adquiere gran relevancia durante la celebración del año nuevo chino, ya que regalar estas frutas corresponde a una tradición ancestral que simboliza prosperidad y buenos deseos. Entre las variedades más producidas en Chile se destacan algunas como Lapins (39%), Santina (18%), Regina (14%) y Bing (9%) según su participación en el volumen exportado (IQonsulting, 2021).
En cuanto a su postcosecha, las cerezas se caracterizan por ser frutos no climatéricos, lo que quiere decir que poseen una tasa de respiración moderada (10 a 20 mg CO2 kg-1 h-1 a 5°C) y una muy baja producción de etileno. Además, son consideradas como frutas no sensibles al daño por frío (Kader, 2007). Ahora bien, debido a su actividad respiratoria y a su alta susceptibilidad a daños provocados por microorganismos, las cerezas cuentan con una vida útil relativamente corta, en donde se expresan daños y deterioros tales como disminución de la firmeza, pudriciones, partiduras, ‘pitting’ y pardeamientos de la piel y el pedicelo, los que afectan su apariencia visual, así como también generan una pérdida en sus atributos de sabor, debido a que por su propio metabolismo se consumen compuestos de reserva que pueden perjudicar sus características sensoriales (Chockchaisawasdee et al., 2016). Además, durante el último tiempo se ha presentado con frecuencia, en algunas variedades, la incidencia de un desorden fisiológico conocido como piel de lagarto, el que suele aparecer después de 3 a 4 semanas de almacenamiento.
Por lo antes mencionado, resulta un gran desafío manejar el periodo de postcosecha de las cerezas exportadas desde Chile, debido a la lejanía de sus principales mercados de destino en donde los viajes son realizados principalmente por barco y con periodos superiores a los 30 días. Entonces, para evitar o disminuir la incidencia de estos defectos y desórdenes se deben ocupar estrategias que permitan prolongar su periodo de almacenamiento y conservar sus características de calidad, que es lo que las hace atractivas entre los consumidores. Para lograr este propósito, la principal herramienta utilizada en la postcosecha es el frío, y dada su resistencia a las bajas temperaturas la cereza puede ser almacenada a 0°C. También, se puede hacer uso de otras tecnologías que ayuden a disminuir las pérdidas de atributos de calidad, las que serán complementarias al frío.
Una de estas tecnologías es la atmósfera controlada (AC), la que tiene como principio disminuir la concentración de O2 para ralentizar la actividad metabólica de los productos hortofrutícolas, y a su vez aumentar la concentración de CO2, principalmente por su efecto fungistático. Entre los beneficios que presenta el uso de AC en cerezas está la menor pérdida de sólidos solubles y acidez titulable, la disminución del ‘pitting’, la mantención del color de la piel y de los pedicelos, y la reducción del ataque de microorganismos (Chockchaisawasdee et al., 2016). De acuerdo a la literatura, las concentraciones de gases indicadas como adecuadas para cerezas varían en un rango de 3 a 10 % de O2 y, de 10 a 15% de CO2 (Kader, 2007), con requerimientos específicos para cada variedad. Por otra parte, durante los últimos años algunos estudios han reportado el efecto positivo del uso de atmósferas con concentraciones de O2 iguales o superiores al 10% y en combinación de un porcentaje de CO2 moderado a alto. Considerando la dificultad técnica que representa alcanzar concentraciones de muy bajo O2, por la hermeticidad que requieren los contenedores en su sello, y el riesgo de fermentaciones en la fruta bajo estas atmósferas, resulta de gran interés el evaluar el uso de concentraciones más altas de O2 durante el transporte refrigerado de cerezas. En un estudio previo, asociado al Proyecto de Postcosecha del Centro Fruticultura Sur (16PTECFS-66647), se pudo corroborar que atmósferas de 10% O2 y 15% CO2 mantienen la calidad de cerezas de la variedad Lapins durante al menos 35 días a 0°C, evitando la senescencia, el ablandamiento y las pudriciones (Correa et al., 2020), por lo que se planteó investigar cuáles serían las concentraciones de gases y las relaciones de O2 y CO2 adecuadas para cada variedad de cereza disponible y según su periodo de almacenamiento.
Para ello, en la temporada 2020-2021 se decidió evaluar distintas combinaciones de gases empleando la técnica de AC, combinando moderadas concentraciones de oxígeno con moderadas a altas de dióxido de carbono, que permitan mantener la calidad y disminuir los deterioros en cerezas de la variedad Bing, por un periodo superior a los 40 días de almacenamiento refrigerado.
Este ensayo se realizó en el Centro de Estudios Postcosecha (CEPOC) de la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile, y se utilizaron cerezas de la variedad Bing cosechadas el día 11 de diciembre de 2020 en un huerto comercial ubicado en la comuna de Curicó (Figura 1), para luego ser transportadas dentro de contenedores.
Una vez recepcionadas las cerezas, se realizó una evaluación inicial que consistió en medir la firmeza, el color y algunos parámetros químicos de éstas. Luego se seleccionaron y envasaron en contenedores plásticos tipo chamshell con un peso aproximado de 400g, para finalmente ser almacenados en sacos de polietileno impermeables, en los que se inyectaron 5 combinaciones de gases o atmósferas, con un flujo continuo mediante tuberías (Cuadro 1), y se almacenaron durante 35 y 42 días en una cámara refrigerada a 0°C (Figura 2).
Las concentraciones de O2 y CO2 se regularon mediante un panel de distribución de gases y humedecidas antes de su inyección en los sacos. Una vez cumplido el almacenamiento, los envases con fruta fueron almacenados a 10°C durante 3 días y en condiciones de aire normal, simulando un período de comercialización en anaquel (35 o 42 días a 0°C + 3 días a 10°C). Se evaluaron 3 clamshells por momento de evaluación y atmósfera.
EVALUACIONES
Para monitorear las condiciones de almacenamiento se utilizaron dos equipos, un analizador de gases portátil (PBI Dansensor) para obtener las concentraciones de O2 y CO2 diarias, y sensores datalogger (RHT10, EXTECH) para el seguimiento de la temperatura y la humedad relativa.
Parámetros físicos: El peso se midió al inicio del almacenamiento y después del periodo simulado de comercialización con una balanza electrónica (Ohaus) y se calculó el porcentaje de la pérdida de peso. Además, a 15 frutos por envase se les midió la firmeza por deformación de éstos con un analizador de textura (TA.TX express) y los resultados se expresaron como fuerza máxima en Newton (N). Finalmente, el color de la piel fue medido sobre la zona ecuatorial con un colorímetro compacto triestímulo (Minolta Chroma meter) y se expresó en valores de luminosidad (L), croma (C) y tono (Hue), adicionalmente se utilizó una tabla de clasificación de color, como se muestra en la figura 3.
Parámetros químicos: Se utilizaron 10 frutos por envase, como muestra compuesta, para medir la concentración de sólidos solubles totales (SST) con un refractómetro termocompensado (DR – A1, ATAGO). Además, sobre su jugo se realizó una titulación con NaOH 0,1N para obtener los valores de acidez (AT) expresada como porcentaje de ácido málico.
Desórdenes y pudriciones: Se determinó la presencia porcentual de pitting, piel de lagarto, pardeamiento pedicelar y pudriciones en 20 frutos por envase.
Diseño experimental y análisis estadístico: El ensayo se realizó bajo un diseño experimental completamente aleatorizado con estructura factorial de tratamientos, cuyos factores corresponden al tipo de atmósfera y al momento de evaluación postcosecha. Los resultaron se analizaron mediante un análisis de varianza, empleando el software estadístico Infostat.
RESULTADOS
Condición inicial. Al inicio del almacenamiento la firmeza de las cerezas presentó un valor promedio de 2,64 (N), mientras que el color externo fue de 15,7 para L, 50,6 para C y 29,0° para tono lo que corresponde a un color Rojo en la tabla de color de la Figura 3. La concentración de sólidos solubles iniciales fue de 20,2% y la acidez de 0,7% con una relación SS/AT de 28,9.
PARÁMETROS FÍSICOS
Pérdida de peso y firmeza. Bajo las diferentes condiciones de atmósfera los valores de pérdida de peso fluctuaron entre 2,4 y 3,1% (Figura 4), sin presentarse mayores diferencias entre las atmósferas, lo que pudo deberse a que las mezclas gaseosas fueron previamente humedecidas al ingresar a los sacos que contenían la fruta alcanzándose una humedad relativa superior al 90%, evitando una deshidratación tan severa.
Siguiendo una tendencia similar, la evolución de la firmeza no mostró diferencias significativas entre las diferentes atmósferas ni tampoco al comparar los periodos de almacenamiento. Cabe destacar que después del almacenamiento refrigerado la firmeza disminuyó ligeramente en relación a su valor inicial, con valores entre 2,0 y 2,6 N (Figura 5).
Color. Con respecto al color de la piel, se encontró que el tratamiento 8% O2 + 12% CO2 y almacenado por 42 días a 0°C más el periodo de comercialización, obtuvo un color más claro en comparación con el observado en el tratamiento de aire (Figura 6).
Además, se encontró que en las frutas conservadas en atmósferas distintas al aire y de moderado O2, y de moderado a alto CO2 el color fue más intenso y menos rojo (Cuadro 2). Es importante mencionar que valores más bajos de estos parámetros se relacionan con un aumento en el contenido de antocianinas, lo que provoca un oscurecimiento de la piel de los frutos (Gonçalves et al., 2007), por lo tanto, el uso de AC sería efectiva en la inhibición de la síntesis de estos pigmentos y en la mantención del color luego de un periodo de almacenamiento prolongado. Con respecto al factor momento de evaluación no se observó un efecto significativo.
PARÁMETROS QUÍMICOS
SST y AT. En los parámetros de SST y AT, al analizar el factor atmósfera no se encontraron diferencias significativas entre las distintas concentraciones de gases (Cuadro 3).
La variación de los SST estaría relacionada con la deshidratación durante la postcosecha (Padilla-Zakour et al., 2004), por lo tanto, en vista de los resultados de pérdida de peso, la deshidratación fue similar entre tratamientos, lo que pudo incidir en que tampoco se encontraron diferencias en la concentración de SST. Y en relación con la AT, el uso de concentraciones moderadas de O2 con respecto al aire no serían suficientes para disminuir el metabolismo respiratorio y evitar la degradación de ácidos orgánicos en cerezas variedad Bing.
Por su parte, el factor del tiempo de almacenamiento solo presentó un efecto significativo en la AT, en donde luego de 42 + 3 días se redujo su concentración con respecto al primer periodo (Cuadro 3). Resultados similares fueron encontrados por Jiang et al., (2002) quienes reportaron que la AT disminuyó gradualmente con el tiempo de almacenamiento en cerezas variedad Napoleón.
Relación SST/AT. En términos generales, las diferencias entre tratamientos se atribuyen al periodo de almacenamiento, en donde la fruta almacenada 42 + 3 días presentó menor AT, lo que se expresó en una mayor relación SST/AT (Cuadro 4). La AC de 10% de O2 + 15% de CO2 fue la única que mantuvo valores similares al cabo de ambos periodos de almacenamiento.
DESÓRDENES FISIOLÓGICOS
Pitting. Se encontró entre un 58 y un 82% de los frutos afectados por este defecto, sin encontrarse diferencias significativas entre los tratamientos (Figura 7), lo cual coincide con un estudio previo realizado en la variedad Regina, en el que tampoco se logró disminuir la aparición del pitting con el el uso de concentraciones de 5% de O2 y de 10 a 15% de CO2 (Escalona et al., 2019).
Al analizar el efecto del tiempo de almacenamiento, se observó un aumento en la expresión del pitting luego de 42 + 3 días con un 80% de frutos afectados versus un 63% en el primer periodo de 35 + 3 días (Figura 8).
En general este desorden estaría relacionado con la susceptibilidad de la variedad a la manipulación e impacto durante las labores de cosecha y selección más que el uso de tratamientos de refrigeración y gaseosos, y su incidencia sería proporcional al tiempo de guarda.
Piel de lagarto. Al igual que lo observado en el pitting, la aparición de piel de lagarto en cerezas Bing no mostró una interacción significativa entre el tipo de atmósfera y el momento de evaluación, con valores entre 31 y 69% de incidencia.
Ahora bien, al comparar el tipo de atmósfera de manera independiente se observó un efecto significativo de la AC de 8% O2 + 12% CO2 la cual presentó un valor de 36% de incidencia, siendo menor que los otros tratamientos, incluido el del aire, presentando una incidencia superior al 50% (Figura 9). Considerando estos valores se podría indicar que el uso de atmósferas con bajo oxígeno logran reducir la aparición de este desorden, sin embargo, aún es escasa la evidencia científica que permita relacionar la concentración de oxígeno con la aparición de la piel de lagarto en cerezas. Según Schlegel et al. (2018), la susceptibilidad a la piel de lagarto está determinada genéticamente por cada variedad.
Al analizar el factor tiempo, se encontró que en el primer periodo de almacenamiento a 35 + 3 días se observó un 40% de incidencia, mientras que al terminar el segundo periodo éste alcanzó un valor de incidencia del 60% (Figura 10), por lo tanto, el tiempo de almacenamiento sería un factor determinante en la expresión de este defecto en cerezas durante su postcosecha.
Pardeamiento pedicelar. La incidencia de pardeamiento pedicelar fue superior al 84% en todos los tratamientos, sin encontrar una interacción significativa entre el tipo de atmósfera y el tiempo de almacenamiento (Figura 11).
Al comparar las distintas atmósferas se observó una reducción del pardeamiento con respecto al aire regular, en donde la combinación 12% de O2 + 8% de CO2 presentó la incidencia más baja, con un 85% (Figura 12). Este efecto positivo se explicaría por el uso de concentraciones moderadas a altas de CO2, las cuales permiten reducir la actividad de las enzimas involucradas por una parte en la oxidación de las células (Shick y Toivonen, 2002), y por otra en la degradación de la clorofila (Wang et al., 2020), lo que mantendría el color verde característico en el tejido de los pedicelos por más tiempo.
Pudriciones. No se encontró un efecto significativo ni por el tipo de atmósfera estudiada ni por el periodo de almacenamiento, en la presencia de pudriciones, en donde todos los tratamientos presentaron bajo un 5% de frutos afectados, incluso en ambos periodos de almacenamiento con la atmósfera 8 + 12 no se detectaron frutos dañados.
La ausencia de partiduras y lesiones en las cerezas luego de ambos periodos de almacenamiento sería la causa de la baja aparición de frutos con hongos, aun cuando no se realizó la aplicación de ningún fungicida. Sin embargo, un estudio paralelo realizado en la variedad Lapins evidenció que el uso de concentraciones moderadas a altas de CO2 presentaron una acción fungistática sobre el crecimiento de hongos poniendo en relevancia el potencial de este tipo de tratamientos para la reducción del uso de fungicidas en postcosecha.
CONCLUSIONES
En vista de los resultados, el uso de atmósferas controladas con concentraciones moderadas de O2 y de moderada a alta de CO2, resultan ser una buena alternativa para mantener la calidad de cerezas de la variedad Bing y almacenadas a 0°C durante al menos 35 días más un periodo de comercialización.
Además, el uso de una atmósfera de 8% de O2 y 12% de CO2 evita la senescencia en cerezas de la variedad Bing, al mantener el color y disminuir la presencia de piel de lagarto, lo que permite una mantención de las características visuales de éstas, luego de un periodo de almacenamiento y transporte prolongado.
Más informaciones:
Agradecimientos
Programa Tecnológico «Centro para la investigación e innovación en fruticultura para la zona sur» (16PTECFS-66647), y a su Proyecto: “Aumento del potencial de almacenamiento y de la calidad general de cerezas”, ambos apoyados por Corfo.
Al Fundo La Patagüilla y al Sr. José Castro, por su amabilidad y buena disposición para facilitar el muestreo en campo.
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