Factores precosecha determinantes de la calidad y conservación en poscosecha de productos agrarios

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1 Factores precosecha determinantes de la calidad y conservación en poscosecha de productos agrarios F. Romojaro 1, M.C. Martínez Madrid 2, M.T. Pretel 2 1 Dpto. Tecnología de Alimentos, CEBAS-CSIC Apdo. 4195, Murcia 2 Escuela Politécnica Superior (UMH) Ctra. Beniel Km 3, Orihuela Alicante Palabras clave: Precosecha, calidad, prácticas culturales, medio ambiente, selección, maduración, poscosecha. Resumen El objetivo último de la producción, manipulación y distribución de los productos hortofrutícolas es satisfacer las necesidades del consumidor. Pero el logro de este objetivo no es un hecho que se produzca de forma espontánea en la naturaleza, si no que depende del funcionamiento del determinismo genético de una variedad en un medio externo determinado. Aunque los factores que pueden definir el medio externo son muy diversos, los que han sido más estudiados y sobre los que se tiene una mayor información son ambientales, de cultivo y fisiológicos. El primero de ellos comprende la temperatura, humedad relativa, precipitaciones, viento, naturaleza del suelo, etc., en el segundo hay que considerar el abonado, riego, poda, tratamiento, etc. y en el tercero el estado de madurez en la recolección. Todo este conjunto de factores controlan o determinan no sólo la calidad del fruto, sino también inciden sobre su comportamiento post-cosecha, en especial cuando debemos someterlos a periodos de conservación más o menos prolongados. Además hemos de considerar, que contribuyen de forma específica sobre cada uno de los parámetros de calidad y que a pesar de los esfuerzos de numerosos grupos de investigación, todavía existen numerosas lagunas sobre como se ven afectados y los mecanismos que les afecta. INTRODUCCIÓN En las sociedades con un elevado nivel económico la calidad de los productos agroalimentarios se convierte en el principal factor de preferencia del consumidor. En estas economías de abundancia el aumento de la renta provoca cambios en el consumo y su incremento en la demanda de productos de calidad superior. En el pasado, la evolución de la calidad se circunscribía generalmente al producto, y se consideraba escasamente el punto de vista del consumidor. Sin embargo, en la actualidad este concepto dual ha quedado obsoleto, ya que en realidad es difícil separar ambos aspectos. Por ello es necesario considerar por un lado la calidad del producto en si mismo, pero considerando de forma relevante que quien tiene la última palabra es el consumidor, ya que de él depende la aceptación final. Esta nueva situación determina que el criterio de calidad de una fruta y hortaliza en concreto debe estar en consonancia con el concepto de calidad que de él tiene el consumidor. 91

2 De los diferentes atributos que engloban la calidad han adquirido una especial relevancia los relacionados con los aspectos sensoriales y nutricionales, por ser sobre los que han dirigidos sus exigencias los consumidores. Tanto la calidad organoléptica como la nutritiva son reflejo de la composición química del fruto, ya que determina las características sensoriales que evalúa directamente el consumidor con sus sentidos, color, aroma, sabor y textura y el valor nutritivo al proporcionar los nutrientes esenciales para la salud del mismo, proteínas, hidratos de carbono, vitaminas, minerales, etc. Para la obtención de producciones de calidad se requiere un adecuado crecimiento de la planta y desarrollo del fruto durante el periodo precosecha. Los diferentes factores que controlan estos complejos procesos determinan la calidad del producto en el momento de la recolección e igualmente su comportamiento y vida comercial útil durante la poscosecha. Los factores precosecha que influyen sobre la calidad son muy diversos y están interrelacionados entre si. Unos dependen intrínsecamente de la propia planta y son la integración del flujo de energía, agua y nutrientes y otros son de tipo genético, ambiental y de cultivo. El interés científico y las repercusiones económicas sobre el sector agroalimentario han motivado que se dedicara una especial atención al estudio de los factores precosecha que afectan a la calidad y su repercusión sobre la conservación de frutas y hortalizas. Sin embargo a pesar de la amplia bibliografía que se dispone, son numerosos los resultados contradictorios, tal vez debido a la complejidad y a los múltiples factores que inciden sobre la composición química del fruto. Es precisamente esta la que determina la calidad sensorial y nutricional y el comportamiento del fruto durante la posrecolección. También regula el desarrollo de desórdenes fisiológicos durante la conservación frigorífica que afectan a la calidad, y a la vida comercial útil. Factores agronómicos Una nutrición vegetal adecuada y equilibrada es esencial para el desarrollo de la planta y consecuentemente sobre la calidad del fruto por su característica de órgano sumidero. Tanto el contenido de un nutriente como el equilibrio entre dos o más pueden afectar al crecimiento y estado fisiológico del fruto, pudiendo originar alteraciones tanto por deficiencia como por una dosis excesiva. Aunque se ha estudiado la incidencia de numerosos macro y microelementos sobre la calidad, los que han despertado un mayor interés ha sido nitrógeno, calcio, al participar de forma activa en numerosos procesos metabólicos. El contenido de nitrógeno está directamente relacionado con la síntesis de proteínas y carotenoides, pudiendo afectar a la coloración del fruto, tanto a nivel de la piel como de la pulpa. Un exceso del mismo provoca una disminución de la coloración de la pulpa en melocotón y nectarinas, mientras que una deficiencia induce en la pera la aparición de manchas. Con respecto al aroma se observa un efecto similar, ya que este parámetro sensorial mejora en manzana y pera cuando la dosis de nitrógeno es alta y baja respectivamente. 92

3 En general se considera que un contenido excesivo de nitrógeno se traduce por una mayor producción foliar a costa de una menor calidad el fruto. Esto afecta no solo a parámetros nutricionales como vitamina C y aminoácidos esenciales, si no también a la textura en posrecolección, tamaño e incluso provoca retrasos en la maduración en los frutos de hueso. El calcio es el elemento que con más frecuencia se ha relacionado con la calidad de los productos hortofrutícolas y en especial con la textura, debido a que participa en numerosos procesos del desarrollo y en el mantenimiento de la estructura de la pared celular, por su capacidad para establecer enlaces iónicos con los grupos carboxilatos de las pectinas. (Poovaiah et al., 1988). Este catión es responsable de un elevado número de alteraciones fisiológicas o fisiopatías que se pueden manifestar durante el crecimiento del fruto en la planta o posteriormente en la posrecolección. Todas ellas tienen una repercusión económica importante, ya que las producciones afectadas no son comercializables. Como más representativos se pueden citar la vitrescencia en melón blossom end rot en tomate y pimiento, bitter pit en manzana y black Herat en apio. Estos efectos pueden acentuarse si en el frutos los niveles de potasio o nitrógeno son altos o bajo los de fósforo (Beverly et al., 1993). Otros factores agronómicos como las características del suelo, textura, drenaje, y disponibilidad de nutrientes afectan sobre todo al tamaño y aspecto externo del fruto. Aunque algunas prácticas agrícolas como la poda y aclareo se han relacionado con el tamaño, se ha observado que el aumento de la relación hoja/fruto induce un aumento de aromas en manzana. Uno de los factores que condicionan la calidad en el momento de la recolección y durante la conservación es el contenido y momento de aplicación del agua de riego. La importancia de la disponibilidad y humedad relativa ambiental están condicionada por los gradientes de potencial hídrico entre el tejido vegetal y el aire, ya que cuando la planta pierde agua se produce un flujo de la misma hacia las hojas, disminuyendo el aporte hídrico y de nutrientes al fruto. Cuando la pérdida de humedad es elevada, del orden del 5%, el turgor celular puede verse afectado y en consecuencia la textura puede disminuir sensiblemente, sobre todo en los vegetales de hoja como espinaca y lechuga (Shacked et al., 1991). El sistema y momento del aporte hídrico también afectan a la calidad y la aparición de fisiopatias y podredumbres durante la posrecolección. El riego presenta el dilema de tener que escoger entre producción y calidad, ya que mientras un estrés acusado de agua induce su reducción, cuando es ligero solo es negativo para la producción, pero mejora algunos atributos de la calidad y sin estrés hídrico ocurre lo contrario. Cuando el riego se realiza en fechas próximas a la recolección se observa un aumento de tamaño y dilución de los componentes celulares, con la consiguiente pérdida de calidad sensorial, rajado y agrietado de los frutos. Factores ambientales Aunque en el cultivo en campo, la mayoría de los factores ambientales son difícilmente modulables, se ha comprobado que tienen una gran influencia en la calidad y valor nutricional de numerosos productos agrarios, tanto por efecto de la intensidad y calidad de la luz que reciben, como por las temperaturas a los que están expuestos, contenido de CO2 en el ambiente, etc. 93

4 Uno de los factores climáticos que más afectan a la calidad del fruto son las altas temperaturas en el periodo precosecha, pudiendo originar un amplio abanico de alteraciones. La magnitud del daño depende de la temperatura, tiempo de exposición, estado de desarrollo del fruto, etc. Los efectos directos inducen daño en las membranas celulares, proteínas y ácidos nucleicos y los indirectos inhibición de la síntesis de pigmentos o degradación de los ya existentes, produciéndose una amplia gama de síntomas de escaldado y quemaduras. En manzanas, fresas y peras se ha puesto de manifiesto una relación indirecta entre la temperatura y la firmeza, manteniéndose o aumentando cuando el nivel térmico no es alto. (Sams, 1999). En algunos casos se aprecian efectos globales que afectan a la maduración, inhibiéndola o acelerándola, como en plátano y calabaza respectivamente, o incrementando la desecación por pérdida acelerada de agua, originando alteraciones en aspecto externo e interno del fruto. Algunos de estos efectos pueden verse amplificados cuando las altas temperaturas están asociadas a una radiación solar intensa, afectando no solo a las alteraciones de color, pardeamientos, si no también a las propiedades organolépticas debido a cambios en el contenido en sólidos solubles y acidez valorable. La calidad nutricional también puede sufrir modificaciones, en función el cultivo, del contenido vitamínico, ya que en general temperaturas inferiores a 20 ºC favorecen el aumento de la vitamina C y las del grupo B, mientras que en tomate la acumulación máxima tiene lugar entre 27 y 30 ºC (Shewfelt, 1990). En cítricos se ha observado que el clima tiene una influencia acusada sobre determinados parámetros físico-químicos responsables de la calidad. Así, comparando el tipo mediterráneo, noches frías y lluvias escasas, con el tropical, caracterizado por noches templadas y lluvias abundantes, los frutos producidos en el primero presentan una mejor coloración de la piel, acidez más elevada, menor contenido de azúcares, piel más gruesa y mínimas alteraciones fúngicas, que los producidos en el segundo. En pomelo se ha encontrado que cuanto menor es el diferencial término entre el día y la noche mayores son los contenidos en zumo, azúcares y vitamina C y mientras en las zonas cuyas temperaturas mínimas han tenido menor persistencia, que coinciden con menor número de días por debajo de 4 ºC, presentan las mejores características físicas (Llorente et al., 1976). Factores genéticos Se considera que el genoma es responsable del funcionamiento de la planta en relación con las condiciones medioambientales y que el logro del fruto de calidad depende en definitiva del comportamiento de una variedad en un medio externo determinado. Los trabajos realizados en mejora vegetal clásica han puesto en evidencia que el genoma se expresa de forma muy fragmentada alo largo de la vida del árbol y parece ser que solo es requerido menos del 10% del mismo. En estas circunstancias parece lógico pensar que en lo que respecta a la calidad del fruto solo estará implicada una parte más limitada del mismo y durante un periodo de tiempo más corto. (Audergon et al., 1991). La variabilidad genética de un cultivar, dentro de una misma especie, es relativamente amplia, por lo que la selección de la más apropiada es de vital importancia para la calidad del producto final. Es importante considerar que inicialmente el genoma nos va a determinar cuantitativa y cualitativamente no solo los parámetros responsables 94

5 de la calidad organoléptica y nutricional, si no también otros que repercuten sobre la aptitud del fruto a evolucionar tras la recolección y su capacidad de conservación. Ante esta variabilidad la selección varietal es esencial, ya que la obtención de un fruto de calidad dependerá de su potencial genético y de las condiciones ambientales y de cultivo. Recientemente, las técnicas de biología molecular se han convertido en una alternativa, complementaria a la genética clásica, para mejorar los atributos de calidad y prolongar la vida comercial útil en poscosecha. El desarrollo de líneas transgénicas ha permitido en algunos frutos, como melón y tomate, el control hormonal de procesos fisiológicos y bioquímicos que tienen lugar durante la maduración y que determinan algunos de los atributos de calidad. Factores fisiológicos El estado de madurez en la recolección tiene un papel esencial en la composición química del fruto y por lo tanto en los atributos de calidad. Es precisamente durante la maduración cuando tienen lugar una serie de eventos bioquímicos y estructurales que hacen que se produzcan cambios importantes en los constituyentes, que hacen que el fruto alcance las características sensoriales óptimas para el consumo. Pero lamentablemente una vez que se ha alcanzado este momento se inicia, por lo general la senescencia y la degradación de los tejidos y de la calidad sensorial y nutritiva. A pesar de que se ha intentado establecer parámetros que permitan seguir la evolución de la maduración en la mayoría de los frutos, no se han podido establecer índices de madurez que permitan determinar el momento de recolección. Además, la existencia de dos pautas de maduración, climatéricas y no climatéricas, y su diferente comportamiento en poscosecha dificulta la posibilidad de optimizar el momento de la recolección con la calidad y la capacidad de conservación. En efecto, las especies climatéricas el aumento de la síntesis de etileno es responsable del inicio de la maduración, dotando al fruto de un mayor potencial para su regulación y de la posibilidad de continuar el proceso una vez recolectados, siempre y cuando haya adquirido la capacidad para madurar. Este comportamiento permite flexibilizar su recolección, ya que se puede realizar durante un periodo de tiempo, en función de que su comercialización se efectúe inmediatamente o tras la conservación frigorífica. En los no climatéricos la posibilidad de actuación es muy limitada, ya que carecen de esta capacidad y deben recolectarse cuando han alcanzado su calidad de consumo. Independientemente de estas diferencias, es importante tener en cuenta que la maduración se trata de un evento programado genéticamente que implica la expresión de genes específicos, con síntesis de enzimas de novo y silenciación de otros. Al se un mecanismo activo gobernado por el genoma, la selección varietal adquiere una gran importancia. Es evidente por un lado, que los atributos sensoriales, color, sabor, textura y aroma y por otro los compuestos responsables de los aspectos nutricionales serán diferentes en función del momento de la recolección, determinado la calidad en dicho momento y su evolución en la posrecolección. Una recolección temprana permite que el fruto mantenga la textura durante un periodo de tiempo más prolongado, pero en manzana y tomate conlleva a una disminución de los compuestos volátiles responsables del aroma, ya que una vez separados del árbol la tasa de producción de estos compuestos disminuyen. (Baldwin et al., 1991). 95

6 La correlación entre la firmeza en pre y poscosecha se ha comprobado en manzana, mientras que en tomate no y el contenido en fibra en guisante, espárrago y judía aumenta con la maduración, lo que puede dar lugar a una textura indeseable si la recolección se realiza en un estado demasiado maduro (Salunkhe et al., 1991). Los cambios de color durante la maduración se caracterizan por la desaparición de las clorofilas y la síntesis de pigmentos coloreados, fundamentalmente carotenoides y antocianos. En el caso de los frutos no climatéricos solo se logrará la coloración adecuada durante el periodo de precosecha, ya que si se recolectan en un estado inmaduro la evolución de los pigmentos no tiene lugar y afectará a la intensidad y calidad del color de la piel y pulpa. El estado de maduración en la recolección también incide sobre la susceptibilidad del fruto a determinados desórdenes fisiológicos que se ponen de relieve en la poscosecha, como en los daños por frío. Así el pimiento conservado a 2ºC es mucho más sensible en el estado verde maduro que cuando ha alcanzado la coloración roja (Serrano et al., 1997) En esta breve y limitada revisión se ha puesto de manifiesto la importancia que algunos factores precosecha tienen sobre la calidad del fruto y su incidencia sobre la aptitud del fruto a la conservación durante la posrecolección. Aunque se ha logrado tipificar y acotar muchos de estos factores la diversidad y heterogeneidad de los mismos dificulta una solución general., por lo que será necesario continuar investigando cada uno de los problemas desde una perspectiva más globalizadora. Agradecimientos Este trabajo ha sido financiado por el proyecto MCYT AGL Referencias Audergon, J.M., Souty, M., Brevils, L., Reicha, M., Duffilol, J.M Biochemical and physicochemical characterization of 400 apricot varieties. Consequences in the apricot selection an improvement process. Acta Hort. 293: Baldwin, E.A., Arriedo, M.O., Moshonas, M.G J. Amer. Soc. Hort. Sci. 116: Beverly, R.B., Latimer, J.G., Smittile, D.A Postharvest Handiling: A System Appoach. Academic. New York. pp: Llorente, S., Romojaro, F., López-Andreu, F.J Factores determinantes de la calidad del pomelo Marsh en el sureste español. 4th Internacional Colloquium on the control of plant nutrition. Gent.pp: Poovaiah, B.W., Glenn, G.M., Reddy, A.S.N Hort. Rev. 10: Sams, C.E Postharvest Biol. Technol. 15: Serrano, M., Martínez-Madrid, M.C., Pretel, M.T., Riquelme, F., Romojaro, F J. Agric. Food Chem. 45: Shackel, K.A., Greve, L.C., Labovitch, J.M., Ahmadin, H Plant Physiol. 97: Shewfelt, R.L J. Food Qual. 13: