INNOVACIONES EN EL ASEGURAMIENTO DE LA BIOSEGURIDAD Y AUMENTO DE LA VIDA ÚTIL DE FRUTOS Y HORTALIZAS EN EL PROCESO DE COMERCIALIZACIÓN

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1 INNOVACIONES EN EL ASEGURAMIENTO DE LA BIOSEGURIDAD Y AUMENTO DE LA VIDA ÚTIL DE FRUTOS Y HORTALIZAS EN EL PROCESO DE COMERCIALIZACIÓN M. Pilar Cano Dolado Profesora de investigación Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL) (CSIC-UAM) mpilar.cano@csic.es

2 Índice 1. Aspectos fisiológicos post-recolección de frutas y hortalizas 2. Tecnologías post-cosecha-calidad 3. Enfermedades post-cosecha por podredumbres e inocuidad 4. Control de pudrición post-cosecha-innovaciones a) Ozono b) Especies reactivas de oxígeno (ROS)

3 Alimentos vegetales HORTALIZAS Raíces y tubérculos Bulbos y hojas envainadoras Tallos y peciolos Hortalizas de hojas Inflorescencias Hortalizas de frutos Coles LEGUMBRES FRUTOS (frutas) Frutos secas Frutos desecadas SEMILLAS

4 Caracterización fisiológica de frutos y hortalizas Clasificación de los alimentos vegetales: Parte comestible Tolerancia al frío Frutos: Climatéricos y No Climatéricos Procesos fisiológicos Transpiración y Respiración Maduración de frutos Índices de madurez Puntos críticos Vida útil de comercialización: Shelf life

5 CONSERVACIÓN POR FRÍO DE VEGETALES PROCESOS DEGRADATIVOS ENZIMAS MICROORGANISMOS REACCIONES QUÍMICAS PÉRDIDA DE CALIDAD CONSUMO EN FRESCO RECOLECCIÓN CONSUMO PROCESADO FRIO DESCENSO DE LA TEMPERATURA

6 CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO VEGETAL Alto Contenido en Agua Diversidad - Genética - Tipos de Tejido - Estado Fisiológico Vivos Respiran

7 ORIGEN DE LA PÉRDIDA DE CALIDAD POSTRECOLECCIÓN Temperatura Pérdida de agua (transpiración) Cambios fisiológicos - Maduración Acelerada y Senescencia - Respiración - Producción de Etileno Cambios en la composición Daños mecánicos Daños fisiológicos (Temperaturas incorrectas) Infecciones (Bacterias y Hongos)

8 ORIGEN DE LA PÉRDIDA DE CALIDAD POSTRECOLECCIÓN PÉRDIDA DE AGUA (transpiración) LAS FRUTAS Y HORTALIZAS tienen una composición de cerca del 90% de AGUA LA PÉRDIDA DE AGUA produce: - Pérdida de calidad (apariencia, textura) - Cambios en el peso y tamaño - Modificación del volumen (problemas en el transporte)

9 Influencia de la temperatura La pérdida de calidad se incrementa exponencialmente con el aumento de temperatura Cada 10 ºC de T la velocidad de pérdida de calidad aumenta 2-3 veces Factor Q 10 = respiración a T+10 respiración a T Incrementa pérdida de agua Favorece el ataque de microorganismos Favorece la aparición de daños fisiológicos Factor Q 10 V. Deterioro Vida Útil EJEMPLO: FRESAS Q 10 = 2 Vida útil a 20 ºC = 5 días Vida útil a 10 ºC = 10 días Vida útil a 0º C = 20 días

10 RESPIRACIÓN: INDICADOR FISIOLÓGICO RESPIRACIÓN: Es un proceso metabólico, donde tiene lugar la degradación de compuestos presentes en la célula (azúcares, almidón, ácidos orgánicos, proteínas, etc..) mediante en consumo de 0 2 hasta la producción de C0 2 + H 2 0 INTENSIDAD RESPIRATORIA (C0 2 ) Cuanto más intensa mayor será la velocidad de pérdida de calidad y menor su vida útil FRUTOS CLIMÁTERICOS Y NO CLIMATÉRICOS En los frutos climatéricos el etileno es el inductor de la maduración FRUTO ACTIVIDAD RESPIRATORIA (ml CO2/Kg/h) Vida útil Fresa días Melocotón semanas Pera meses Kiwi meses

11 CLASIFICACIÓN DE FRUTOS: PATRÓN RESPIRATORIO FRUTOS CLIMATÉRICOS Autonomía de maduración postrecolección Estimulación exógena de la maduración (etileno) Albaricoque Aguacate Caqui Ciruela Chirimoya Higo Mango Melón Melocotón Pera Plátano Papaya Sandía Tomate Kiwi FRUTOS NO CLIMATÉRICOS Deben madurar en planta No son estimulados por etileno Después de la recolección se inician los procesos degradativos Cereza Frambuesa Pepino Pimiento Cítricos Naranja Pomelo Mandarina Limón

12 Modelos respiratorios CLIMATÉRICOS NO CLIMATÉRICOS 180 fruto del pan chirimoya 100 ml O2 mango higo tomate manzana ml O fresa uva piña cereza limón tiempo tiempo

13 L C 2 H 4 / kg. h ETILENO: INDICADOR FISIOLÓGICO Es un hidrocarburo volátil que es producto del metabolismo celular Su síntesis se incrementa durante la maduración de frutos climatéricos Provoca la acción de los sistemas enzimáticos causantes de los efectos de la maduración y senescencia Causa de pérdida de calidad durante la postrecolección Se emplea en postrecolección como un tratamiento para conseguir: Maduración: Ej. Tomate (0.5 ppm), Aguacate (0.1ppm) Desverdización: Limones, Mandarinas, etc. Incremento de la Respiración y Síntesis de Etileno durante la Maduración (climatérico) C 2 H 4 C 2 H 4 Membrana celular RNA polimerasa Proteínas Enzimas Nuevo mrna Acción Núcleo

14 Clasificación de los productos vegetales: Tolerancia al frío NO SENSIBLES Temperatura conservación 0-1ºC Foliáceas; lechuga, acelga, etc... Inflorescencias; coliflor, brécol, etc.. Semillas; habas, guisantes,etc... Bulbos; cebolla, ajo SENSIBLES Temperatura conservación 4-5ºC Frutos maduros de clima templado manzana, melocotón, ciruela, etc... Raíces; zanahoria, etc... Tubérculos; patata, trufas, etc... MUY SENSIBLES Temperatura conservación 8-10ºC Frutos tropicales y subtropicales; plátano, chirimoya, papaya, etc... Frutos inmaduros; pepino, judía verde, calabacín, etc... LA TOLERANCIA DEPENDE DE LA RELACIÓN TIEMPO-TEMPERATURA

15 CARACTERIZACIÓN FISIOLÓGICA Respiración...actividad fisiológica calor de respiración Transpiración...pérdida de agua (pérdida de peso), pérdida de calidad Maduración...Etileno y otras hormonas color, sabor y textura CARACTERIZACIÓN MORFOLÓGICA CAPACIDAD POTENCIAL CONSERVACIÓN Estructura de piel y pulpa, relación superficie/volumen...intercambio gaseoso sensibilidad daños sensibilidad hongos RESPUESTA A LAS TECNOLOGÍAS FRIGORÍFICAS Sensibilidad a las pérdidas de agua Tolerancia a la bajas temperaturas Tolerancia a los bajos niveles de O 2 Tolerancia a los elevados de CO 2 Compatibilidad de especies y variedades PUNTOS CRÍTICOS

16 Tecnologías de control de la maduración Actúan sobre intensidad respiratoria y metabolismo Actúan sobre el metabolismo del etileno Control de la atmósfera que rodea el fruto Atmósferas controladas Atmósferas modificadas Control genético Control biotecnológico

17 TECNOLOGÍA POSTCOSECHA Definición: Organización global del proceso de tratamiento, conjunto de métodos de conservación, empaquetado y transporte del producto vegetal, desde su recolección hasta su consumo

18 TECNOLOGÍAS POSTCOSECHA Producción agraria Calidad del producto Tecnología postcosecha Mantenimiento de la calidad

19 RETO DE LAS TECNOLOGÍAS POSTCOSECHA Evitar deterioro de la calidad, a través de las prácticas correctas de: * Manipulación * Conservación * Distribución

20 Control sobre la atmósfera que rodea el fruto Tratamientos gaseosos con CO 2 Choques de CO2 Atmósferas controladas Filmes poliméricos Atmósferas modificadas O 2, CO 2 Ralentizar la intensidad respiratoria Ralentizar la producción de etileno

21 Atmósfera modificada Conservación de productos vegetales bajo films plásticos de permeabilidad definida. Cambio del entorno gaseoso que rodea el fruto como consecuencia de: Su propio metabolismo Barrera semipermeable del embalaje AM versus AC Equilibrio dinámico entre el metabolismo del fruto y permeabilidad del film Control externo de la concentración gaseosa que rodea el fruto

22 Atmósfera de equilibrio GASES ENDOGENOS DEL FRUTO= GAS DE LA BOLSA FACTORES DE EQUILIBRIO Fruto Naturaleza Masa Intensidad respiratoria Plástico Permeabilidad superficie Temperatura

23 Innovación en Postcosecha: líneas actuales Reducción de contaminantes y aditivos Incremento de la calidad, economía, seguridad y uniformidad del producto Mejora de la calidad nutritiva y sensorial Aumento de la vida máxima de conservación: Refrigeración Atmósferas controladas Atmósferas modificadas Empleo de técnicas de higienización no contaminantes

24 Empleo de técnicas de higienización no contaminantes Principales causas de las pérdidas post-cosecha durante el almacenamiento son: El deterioro fisiológico (ablandamiento, marchitamiento) El deterioro por infección con hongos, levaduras y microorganismos (putrefacción) La pudrición postcosecha provoca pérdidas comerciales significativas debido al desperdicio que ocasiona Se producen mayores pérdidas económicas si para la comercialización se requiere un re-envasado de la mercancía contaminada En productos pre-envasados para el consumidor, si uno frutos del envase está podrido se debe retirar de la venta toda la bolsa Control de la inocuidad de los alimentos vegetales (microorganismos patógenos)

25 Las principales enfermedades de postcosecha son causadas por varios tipos de hongos Alternaria Botrytis Colletotrichum Diplodia Penicillium Phytophthora Rhizopus

26 Podredumbres ocasionadas por Alternaria

27 Podredumbres ocasionadas por Botrytis

28 Podredumbres ocasionadas por Colletotrichum

29 Podredumbres ocasionadas por Penicillium

30 Podredumbres ocasionadas por Phytophthora

31 Podredumbres ocasionadas por Rhizophus

32 Existen interacciones genéticas específicas entre el huésped y el patógeno, que rigen si los producto vegetales van a ser resistentes o susceptibles. Por ejemplo, Penicillium digitatum ataques solamente cítricos, mientras que Penicillium expansum puede atacar manzanas y peras, pero no cítricos

33 Cuando se produce la contaminación? Infección antes de la cosecha - se produce sobre todo en las partes florales y durante el desarrollo del fruto. Estas infecciones quedan latentes hasta que el producto madura y llega a la senescencia. Ejemplos de ello son Colletotrichum, Botrytis y varias pudriciones que ocurren en el tallo. Infección post-cosecha - se produce después de la cosecha por la penetración a través de la piel o por la invasión a través de heridas superficiales. Ejemplos son Penicillium y Rhizopus.

34 Fuentes de infección * En el campo o en el huerto * Invernaderos * Herramientas para la cosecha * Cubos, carros, cajas, etc. * Manipulación y acondicionamiento * Instalaciones de la envasadora * Instalaciones de almacenamiento * Mercados (comercialización)

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36 El proceso de infección Los hongos producen millones de esporas, que sirven como unidades de reproducción Esporas sobre la superficie de un fruto

37 Factores que afectan al desarrollo de las podredumbres Temperatura de almacenamiento Humedad Atmósfera controlada Estado de madurez de los frutos y mecanismos de defensa

38 Temperatura La temperatura es el factor ambiental más importante utilizado para controlar el desarrollo de la caries. Existen otras medidas de control de enfermedades que se emplean como coadyuvantes de la refrigeración. Las bajas temperaturas reducen el desarrollo de la daños superficiales al inhibir directamente el crecimiento de hongos e indirectamente mediante el mantenimiento de la calidad y la reducción del deterioro. La mayoría de los patógenos de post-cosecha crecen mejor a 20-25ºC. Las temperaturas más bajas propician una desaceleración del crecimiento e incluso pueden matar al patógeno.

39 Efecto de la temperatura de almacenamiento sobre el crecimiento de la podredumbre parda en melocotón

40 Las frutas y verduras deben enfriarse tan pronto como sea posible para inhibir el crecimiento de patógenos Cualquier demora en el enfriamiento después de la cosecha promueve el crecimiento de patógenos. Relación entre los retrasos en la aplicación de la refrigeración retrasos y el desarrollo posterior pudrición. Los melocotones se almacenaron a 0ºC inmediatamente o después de retrasos de 24 o 36 horas. Los datos indican el desarrollo de la pudrición (A) 3 días y (B) 6 días después de la eliminación del frío

41 Humedad Se requiere una alta humedad durante el almacenamiento para mantener la calidad del producto y el peso de los frutos. Sin embargo, una humedad elevada, y especialmente la condensación de agua en la superficie de los frutos, puede promover el crecimiento de patógenos y las pérdidas por podredumbres. Atmósfera controlada La atmósfera controlada puede inhibir directamente el crecimiento de patógenos o indirectamente inhibir la descomposición, al retrasar la maduración y la senescencia Bajo nivel de O2 - Para muchos productos, CA almacenamiento incluye 2-5% de O2 (niveles inferiores mejorar la respiración anaeróbica). Sin embargo, sólo bajos niveles de oxígeno por debajo de 1% reducen significativamente el crecimiento de patógenos. Altos niveles de CO2 - Los altos niveles de CO2 (10-15%) se utilizan en la CA de almacenamiento de algunos productos básicos (fresas, higos, cerezas). Estas altas concentraciones de CO2 también inhiben el crecimiento de patógenos.

42 Atmósferas controladas Efecto de concentraciones bajas de oxígeno en el crecimiento de Botrytis cinerea Efecto de concentraciones elevadas de CO2 en el crecimiento de Botrytis cinerea Decay (%) Carbon dioxide (%)

43 Control de pudrición post-cosecha Tratamientos de campo Saneamiento: Saneamiento en las arboledas y campos de poda y eliminación de la madera muerta y la fruta podrida caída. Fumigación en campo Tratamientos en campo con fungicidas que ayuda proteger contra las posibles infecciones. Recolección manual (ó mecánica) cuidadosa Para evitar daños mecánicos, heridas y lesiones. Mantenimiento de la resistencia fruta Los tratamientos con reguladores del crecimiento, tales como el ácido giberélico y 2,4-D, retrasan la senescencia y mantienen la resistencia de fruta a las podredumbres.

44 Control de pudrición post-cosecha Tratamientos post-cosecha (continuación) Lavado: el lavado elimina las esporas y reduce el inóculo inicial presente en la superficie de los productos básicos. Tratamientos químicos: los fungicidas en post-cosecha son actualmente el método más eficaz que se utiliza para reducir las podredumbres. Tratamientos físicos: agua caliente (calor) y la irradiación se pueden utilizar para la desinfección de los productos. Control biológico: Los microorganismos antagonistas se puede usar para competir con los patógenos y reducir las podredumbres

45 Tratamientos químicos en la planta de tratamiento y acondicionamiento (empaque) Desinfección de los equipos Son tratamientos aplicados para reducir las poblaciones de microorganismos en las instalaciones de acondicionamiento de los frutos y hortalizas (preparación y envasado). Uno de los tratamientos más utilizados es la limpieza con sales de con amonio cuaternario. Higienización de frutas y hortalizas Son tratamientos para reducir los niveles de inóculo de microrganismos que causan las podredumbres de la superficie del producto. Estos tratamientos son importantes para evitar la contaminación cruzada de la fruta. Por lo general incluyen lavados con derivados clorados, o tratamientos con ozono o la fumigación con dióxido de azufre

46 Tratamientos químicos Fungicidas en post-cosecha Son actualmente el método más eficaz para reducir las podredumbres Fungicidas químicos impiden la germinación de las esporas de hongos e inhiben el crecimiento del micelio. El problema con los tratamientos químicos es que la mayoría de los fungicidas son tóxicos, y debido a problemas de salud, su uso está limitado a ciertos niveles de residuos permitidos por la legislación.

47 Página web del Codex Alimentarius para obtener información sobre el uso de pesticidas y límites

48 Nuevos fungicidas para el uso post-cosecha Durante los últimos años, se están desarrollando nuevos fungicidas, que han sido introducidos y registrados. La nueva generación de fungicidas se desarrollaron con una mayor conciencia de la seguridad ambiental y humana. Los nuevos fungicidas permiten tasas de aplicación más bajas, mayor eficacia contra los patógenos diana y efectos mínimos contra los organismos no objetivo, corta persistencia, no reactividad al medio ambiente y una mayor seguridad para los trabajadores y consumidores.

49 MÉTODOS ALTERNATIVOS PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD Y SEGURIDAD DE FRUTAS Y HORTALIZAS

50 Esquema del proceso de comercialización de frutas y hortalizas frescas Recolección Transporte frigorífico (terrestre, aéreo o en barco) Comercialización Transporte a planta de acondicionamiento Conservación frigorífica (almacenamiento) Tratamiento y acondicionamiento Envasado

51 Innovaciones en el tratamiento post-cosecha AGENTES IONIZANTES Higienización instalaciones y equipos Calidad del aire Higienización agua de lavado (pre-cortados) OZONO (O3) Cámaras frigoríficas Transporte refrigerado ESPECIES REACTIVAS DE OXÍGENO (ROS)

52 MÉTODOS ALTERNATIVOS PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD Y SEGURIDAD DE FRUTAS Y HORTALIZAS Ozono El ozono es la forma triatómica del oxígeno (O3) Es una forma natural que se encuentra en el aire: ROS (Reactive Oxygen Species) El aire es sometido a un proceso de reacción eléctrica controlada, generándose ROS 3O2 2O3 + calor y de la luz Es parcialmente soluble en agua y, como mayoría de los gases, cuando la temperatura disminuye aumenta su solubilidad Su efectividad se debe a que provoca la oxidación de las membranas de los microorganismos, provocando su muerte (Langlais et al., 1991) Controla la producción de etileno Producción de especies reactivas de Oxígeno (ROS) durante la reducción de Oxígeno molecular (O2) (Imlay, 2008; Gill y Tujeta, 2010) Por efecto de procesos de oxido-reducción provoca la muerte celular de los microorganismos

53 Empleo del ozono en el tratamiento de productos vegetales Antes del almacenamiento en cámara En la cámara frigorífica En el agua de lavado Higienización de superficies de equipos de envasado Higienización del agua de lavado de productos vegetales enteros y pre-cortados En la atmósfera de la cámara o el contenedor de transporte frigorífico

54 Factores que afectan a la eficiencia del tratamiento con ozono Naturaleza del producto vegetal Estado fisiológico del producto vegetal Diseño del reactor o instalación de ozono Calidad del agua (lavado) Temperatura ph, acidez Tipo de carga microbiana o contaminación del producto Kim et al., 1999

55 Acción del ozono sobre los microorganismos

56 Instalación de ozono en cámaras

57 Pre-cortados frescos (4ª Gama) Ozono

58 Instalación de tratamiento con agua tratada con ozono

59 Ozono agua lavado Espinaca precortada

60 Ejemplos tratamiento con ozono

61 Inconvenientes del empleo de ozono La sensibilidad de cada fruto u hortaliza al tratamiento con ozono en cámara, varia según la especie que se trate e incluso entre variedades de la misma especie La sensibilidad al ozono puede producir daños en el producto que condicionan su calidad, por lo que hay que establecer antes de su empleo las condiciones de tratamiento

62 Inconvenientes del ozono (continuación) El ozono cuando se emplea en concentraciones bajas no es tóxico, pero a concentraciones elevadas puede ser peligroso para los operarios Por ello, cuando se emplea en la higienización del agua de lavado de productos de la 4ª gama (pre-cortados frescos) deben seguirse unas normas estrictas en el diseño de las instalaciones y en los procesos En la cámaras de conservación también deben seguirse unos protocolos específicos de circulación de aire y ventilación SU USO ESTÁ AUTORIZADO EN PRESENCIA DE PERSONAS Y ALIMENTOS, así como en cámaras frigoríficas, tanto en agua como en aire (Norma española UNE ; Real Decreto 168/1985; Real Decreto 140/2003; Norma española UNE-EN 1278:1999; FDA -Administración Americana de Alimentos y Medicamentos-; Directiva Europea de Biocidas). El uso de OZONO en cámaras frigoríficas está regulado por el B.O.E. nº 39 del 14/2/1985, R.D. 168/1985. Así mismo, la American Society or Haeting, Refrigeration and Air Conditioning cita la utilidad del OZONO en la conservación de alimentos refrigerados. Las dosis de aplicación de ozono en cámaras de frío varían de 0,6 a 1,6 mg/m³, dependiendo de las condiciones de temperatura y humedad y del tipo de producto por conservar.

63 Especies reactivas de oxígeno (ROS) El aire es sometido a un proceso de reacción eléctrica controlada, generándose las especies reactivas de oxígeno, ROS ROS: O-, OH, H₂O₂ y O₃

64 Especies reactivas de oxígeno (ROS): objetivos 1.Reducir el riesgo bacteriológico (Inocuidad alimentaria: EscherichiaColi Listeria Salmonella, otros) 2.Disminuir las podredumbres (Control microbiológico efecto fungicida y fungistático) 3.Retrasar la maduración (mantenimiento de la firmeza de los frutos) (Control de etileno) 4.Reducir la pérdidas de peso (menor deshidratación)

65 Especies reactivas de oxígeno (ROS) Higienización y desodorización del ambiente en cámaras e instalaciones (salas de acondicionamiento, envasado, despiece (carnes y pescados), supermercados, bodegas) ÁREAS DE MANIPULACIÓN Y PACKING CÁMARAS DE FRÍO ZONAS DE CARGA ÁREAS DE PROCESO CÁMARAS DE ALMACENAMIENTO PUNTOS DE VENTA

66 Inocuidad alimentaria Elimina de forma rápida y eficiente las bacterias presentes en la superficie de los productos, atacando patógenos como E. coli, Listeria, Salmonella, etc. En 1 hora: control de más del 90% En 24 horas: reducción hasta del 99,9%

67 Acción fungicida y fungistática de los ROS Tratamiento con ROS (Oxyion) durante 72 horas + 48 horas a temperatura ambiente ROS (Oxyion) CONTROL Las especies ROS mediante un proceso de óxido-reducción controlan la proliferación de hongos como Penicillium spp., Botrytis spp., Aspergillus spp., Rhizopus spp., Monilia spp., etc, de forma altamente eficiente.

68 35 días a 15ºC Control de las podredumbres (hongos y levaduras) Ensayo con frutos de caqui, cv. Rojo Brillante CONTROL OXYION Desarrollo de micelio tras 16 días a 15ºC OXYION CONTROL Días a 15ºC Días a 15ºC + CO días a 20ºC CONTROL OXYION % de frutos podridos (valores no acumulativos)

69 Control de las podredumbres (hongos y levaduras) Fruta almacenada durante 72 horas (a 0ºC y HR > 80% )con ROS (Oxyion) + 48 horas a Tª ambiente ROS Fruta podrida (%) Control ROS (Oxyion) 34,73 5,01

70 Control de las podredumbres (hongos y levaduras) 13 días a 0ºC y HR > 80% Frambuesas Moras CONTROL ROS

71 SIMULACIÓN DE CONSERVACIÓN EN LINEAL DE SUPERMERCADO: 17 días a 15ºC SIMULACIÓN DE CONSERVACIÓN + TRANSPORTE:4 días a 10ºC 1. Tratamiento ROS (Oxyion): 24h en cámara CON Oxyion + 3 días transporte CON ROS 2. Tratamiento Control o Normal: 24h en cámara SIN Oxyion + 3 días transporte SIN ROS CONTROL ROS

72 SIMULACIÓN DE CONSERVACIÓN EN LINEAL DE SUPERMERCADO: 17 días a 15ºC SIMULACIÓN DE CONSERVACIÓN + TRANSPORTE:4 días a 10ºC 1. Tratamiento ROS (Oxyion): 24h en cámara CON Oxyion + 3 días transporte CON Oxyion 1. Tratamiento Control o Normal: 24h en cámara SIN Oxyion + 3 días transporte SIN Oxyion 2. Tratamiento ROS (Oxyion) + Control: 24h en cámara CON Oxyion + 3 días transporte SIN Oxyion CONTROL CONTROL + ROS ROS

73 Control de podredumbres por tratamiento con ROS en coliflor CONTROL ROS

74 Control de la aparición de brotes en patata con ROS Comparação do numero de brotações acima de 2mm com e sem utilização de ionizador de oxigênio Média de número de brotações acima de 2 mm C/ equipamento S/equipamento El tratamiento con ROS inhibió la aparición de brotes hasta 30 días Y la contaminación ambiental se redujo en un 90%

75 Retraso en la maduración de frutos Los frutos CONTROL tuvieron una firmeza comercial (>10 N) durante 16 días frente a los frutos tratados con ROS que la mantuvieron durante 35 días

76 Efecto de los ROS sobre el etileno A través de una reacción oxidativa, se descomponen las moléculas de Etileno, dejándolas inactivas, y por lo tanto no estimula el proceso de maduración de los frutos. CONTROL ROS

77 Efecto del tratamiento con ROS sobre la calidad (firmeza) de tomates y pimientos No se observan diferencias significativas 10% de pérdida de firmeza con ROS (Oxyion) VS 50% de pérdida de firmeza en Control

78 % Deshidratación Efecto de ROS sobre la deshidratación de frutos de kiwi durante su conservación en atmósfera controlada (90 días) ROS (Oxyion) Testigo ROS (Oxyion) Testigo 1 0 Tratamiento El porcentaje de deshidratación entre la cámara Testigo y la cámara Oxyion fue de 0,65 % a favor del tratamiento Oxyion Para un promedio de bins de 480 kilos, representa un 3,12 kilos más de fruta por bins para el tratamiento Oxyion.

79 Deshidratación (%) Firmeza (N) Efecto del tratamiento con ROS sobre la calidad de fresones 1,6 1,58 1,56 1,54 1,52 Fresones almacenados durante 8 días a 10⁰C y HR > 80% 1,5 1,48 8 Días Control OXYION Control ROS Dìas 8 días a 10⁰C

80 Calidad del aire/ambiente en espacios cerrados PLANTA DE PROCESADO DE ALIMENTOS

81 El tratamiento con ROS es un proceso seguro y continuo sin residuos químicos 1 2 3

82 Higienización de cámaras e instalaciones Cámaras de conservación de tomates y pimientos Tras 48 h con tratamiento con ROS (Oxyion): Se eliminan al 100% mohos y levaduras presentes en el ambiente de la cámara Se reducen UFC de microorganismos aerobios mesófilos Esther Santacruz Investigación y Desarrollo, Oxyion

83 Higienización de las plantas de procesado y manipulación de alimentos La tecnología ROS puede controlar la contaminación microbiana en las plantas de procesado de alimentos (carne, pescado, etc.) así como en la preparación de comida ready to eat, fabricación de zumos, entre otros Control efectivo de los microorganismos ambientales y de superficie Amplio espectro de acción y reacción rápida frente a patógenos como Escherichia coli, Salmonella spp., Listeria monocytogenes Suplemento de control de olores de origen orgánico No utiliza ni genera productos químicos (tecnología limpia) Bajo consumo de energía

84 ÁREAS DE PROCESO ÁREAS DE MANIPULACIÓN Y PACKING PUNTOS DE VENTA CÁMARAS DE FRÍO ZONAS DE CARGA CÁMARAS DE ALMACENAMIENTO

85 Aplicaciones de las especies reactivas de oxígeno en supermercados ROS Oxyion previene de olores desagradables y controla el desarrollo de microorganismos

86 Aplicaciones de las especies reactivas de oxígeno en bodegas Limpieza de recipientes (barricas, depósitos, etc) Desinfección preventiva o curativa del aire en zonas de almacenamiento de materias secas (corchos, cartón, tierra diatomea, placas filtrantes,.) Acción contra contra hongos (Penicillium, Aspergillus), levaduras (Brett) y bacterias (acetobacter) Destrucción por oxidación de diferentes moléculas orgánicas que generan malos olores en bodega.

87 Tratamiento con ROS en contenedores refrigerados: transporte Los ROS previenen de la contaminación cruzada y protegen la integridad de los productos frescos

88 COMPARACIÓN TECNOLOGÍAS: OZONO/ROS OH - H2O2 O3 ROS O2 Aire Superóxi do Oxígeno singlete

89 AIRE SUPERFICIES EFICACIA AIRE + SUPERFICIES *R.O.S. (Reactive Oxygen Species) : Oxígeno atómico, Superóxido, oxígeno singlete, peroxinitrato, OH, H2O2 y O3 Aire + 2 agentes de superficie Materias primas: aire y electricidad Aire + 1 agente de superficie Purificación avanzada combinada Retorno del flujo de aire previamente higienizado 7 Agentes: ROS* Materias primas: aire y electricidad Tratamiento de superficies 1 Agente: O 3 Tratamiento de superficies 2 Agentes: H 2 O 2 +O 3 Tratamiento del aire 1 Agente: O 3 Tratamiento del aire 7 Agentes: ROS*

90 Comparación tecnologías: Generadores de ozono Utilización del aire externo presurizado Puede reducir la humedad en la cámara Puede aumentar la temperatura Puede aumentar los niveles de oxígeno Un solo agente de higienización: O 3 Altos niveles de concentración ( 1ppm) Buena higienización pero no tan efectiva como los ROS No tiene secundarios agentes de higienización Problemas de seguridad ambiental y de salud de los trabajadores: A concentraciones > de 1ppm, no está permitida la exposición continua Algunos productos pueden ser afectados por elevados niveles de ozono ozono/ros Generadores de especies reactivas de oxígeno (ROS) Utilización de ROS No cambia los niveles de oxígeno, de temperatura ni de humedad relativa, sino que se adapta a las condiciones de la cámara Siete agentes principales de higienización : OH, Oxígeno singlete, superóxido y otras especies altamente reactivas del oxígeno (se vinculan rápidamente con el carbono) que utilizan el aire como vehículo de higienización Dos agentes secundarios de higienización : O 3 y H 2 O 2 (en concentración inferior) Limpian las áreas de superficie de la cámara O 3 a 0,03-0,05 ppm (bajo los estándares de concentración permitidos para la exposición de los trabajadores) Seguridad ambiental para personas, productos y materiales

91 Comparación tecnologías: ozono/ros Generadores de ozono HIGIENIZACIÓN Una sola fase: Elevadas concentraciones de ozono desde el exterior de la cámara MONITORIZACIÓN Sensores y líneas de detección compartidas entre las diferente cámaras: Diferentes momentos para la lectura de los datos Lenta interacción entre mediciones y monitorización Amplio rango de niveles de 0 3 APLICACIÓN Principalmente aplicaciones en agua Aplicado como gas en algunas salas de conservación, solo para algún tipo de producto Generadores de especies reactivas de oxígeno (ROS) HIGIENIZACIÓN En dos fases: Purificación y recirculación avanzada a través del equipo Tratamiento ambiental de la cámara gracias a dos ROS MONITORIZACIÓN Sensores independientes por cada cámara : Intervalos de medición y dispositivos de monitorización ajustables para mantener los niveles de 03 bajo control APLICACIÓN Cadena de frío Salas de proceso Contenedores Cámaras de almacenamiento Ninguna limitación por la tipología de producto

92 Comparación tecnologías: ozono/ros Generadores de ozono Generadores de especies reactivas de oxígeno (ROS) INSTALACIÓN Unidades instaladas fuera de la cámara La producción del generador no es fácil de controlar y puede exceder fácilmente los limites de exposición de los trabajadores, establecidos por ley CONSUMO ENERGÉTICO Elevado consumo energético (220 V) INSTALACIÓN Los diferentes equipos son instalados en el interior de la cámara y pueden cubrir grandes áreas Cada equipo puede ser configurado de forma diferente, con diferente potencia, para alcanzar las condiciones ideales de cada sala CONSUMO ENERGÉTICO Bajo consumo energético (110 V)

93 Conclusiones La nueva generación de fungicidas se desarrollaron con una mayor conciencia de la seguridad ambiental y humana. Estos nuevos fungicidas permiten tasas de aplicación más bajas, mayor eficacia contra los patógenos diana y efectos mínimos contra los organismos no objetivo, corta persistencia, no reactividad al medio ambiente y una mayor seguridad para los trabajadores y consumidores. El ozono cuando cuándo se emplea en concentraciones bajas no es tóxico, y actualmente se emplea fundamentalmente en la higienización del agua de lavado de productos de la 4ª gama (pre-cortados frescos) deben seguirse unas normas estrictas en el diseño de las instalaciones y en los procesos. En los últimos años se ha desarrollado la tecnología de aplicación de especies reactivas de oxígeno (ROS), que conlleva una gran potencial en la mejora de la conservación y el transporte de productos vegetales, en términos de inocuidad, control de podredumbres e incluso, aumento de su vida útil, por la eliminación de etileno.

94 Agradecimientos: Asociación 5 al día Oxyion CSIC Gracias por su atención! mpilar.cano@csic.es