NUEVAS TECNICAS DE MANEJO POSTCOSECHA PARA MEJORAR LA CALIDAD DE PERAS

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1 NUEVAS TECNICAS DE MANEJO POSTCOSECHA PARA MEJORAR LA CALIDAD DE PERAS Gabriela Calvo INTA Alto Valle- Río Negro Introducción Argentina es el primer productor y exportador de peras en el Hemisferio Sur con una producción que supera las toneladas distribuidas en las siguientes variedades: 47% William s, 34% Packam s Triumph, 10% Beurre D Anjou, 5% variedades rojas, y 5% otras variedades (Funbapa, 2000). La superficie total implantada en las provincias de Río Negro y Neuquén es de has. La producción de peras ha tenido un crecimiento muy importante en cuanto a productividad en los últimos 5 años. En 1996, la producción total alcanzaba las toneladas y para la temporada 2000 se registraron toneladas, lo que significa un aumento del 13% en el período Además es destacable mencionar que cerca del 60% ( Ton.) de la producción de peras argentinas tiene como destino la exportación siendo Europa, Brasil y Estados Unidos los destinos más importantes con el 53%, 26% y 19% de total exportado respectivamente. La demanda del mercado de exportación exige hoy en día frutas de alta calidad, inocuas y sin el uso de químicos cuestionados (Benic, 1999). Por ello, en los últimos años se ha puesto especial énfasis en preservar la calidad de los frutos mediante el uso de tecnologías no agresivas para la salud humana y respetuosas del medio ambiente (Bancroft, 1995; Kader et al, 1986). La combinación de una cosecha oportuna, refrigeración, atmósfera controlada, así como el uso de productos no cuestionados, son algunas de las herramientas que se utilizan para lograr dicho objetivo. Estas prácticas reducen la tasa de respiración y la pérdida de calidad de los frutos en forma directa, y afectan la producción y la acción del etileno, procesos que son necesarios para la maduración de la fruta (Mattheis et al, 2000a). El etileno es una hormona natural que regula, entre otros, muchos de los aspectos relacionados con el crecimiento, desarrollo y senescencia de los frutos (Kader, 1985). Esta hormona inicia y coordina los cambios que se producen desde que los frutos pasan de inmaduros a sobre maduros. Los frutos responden tanto al etileno endógeno como exógeno. En los frutos climatéricos, el comienzo de la maduración está marcado por una producción autocatalítica de etileno (endógeno) acompañada por un aumento en la tasa respiratoria que induce a todos los cambios asociados a la maduración: pérdida de firmeza (ablandamiento), pérdida de color verde, pérdida de acidez y desarrollo de aroma, y finalmente a la senescencia de forma irreversible. Estas características no se dan en frutos no-climatéricos, los frutos no muestran un cambio en su tasa respiratoria que pueda ser asociado con cambios en su composición (McGlason, 1985). 1

2 Además del etileno endógeno, los vegetales recolectados pueden estar afectados por etileno exógeno, el cual estimula la producción autógena de etileno en los frutos climatéricos y en los no climatéricos acelera el proceso de maduración, afectando aspectos parciales del mismo (desverdización por ejemplo) y exigen la presencia continua de la hormona (Suarez, 1990). El etileno acelera la degradación de clorofila e induce al amarillamiento de los tejidos verdes, reduciendo la calidad comercial de los frutos. La exposición a etileno, acelera la pérdida de firmeza de los frutos, debido a que incrementa las actividades de las enzimas pectinasa, esterasa, polifenol oxidasa, y peroxidasa. También promueve los cambios que son importantes para la calidad gustativa como la conversión de almidón a azúcares, la pérdida de acidez y la formación de los aromas en frutos climatéricos. El etileno se ha relacionado con diversos desórdenes fisiológicos de postcosecha. La incidencia y severidad de estos desórdenes dependen del estado fisiológico del producto, de la temperatura, de la concentración de etileno y de la duración de la exposición. Ha sido demostrado que la presencia de etileno agrava la incidencia de escaldadura superficial en manzanas (Kader, 1985). El etileno es también la hormona que se produce en condiciones de estrés. La inducción a su biosíntesis se puede producir en respuesta a la invasión patogénica, heridas, golpes, agresiones químicas o térmicas, daño por frío, y otras condiciones de estrés. Por ejemplo, una fruta infectada con hongos produce grandes cantidades de etileno (McGlason, 1985). El efecto del etileno ocurre a través de la interacción con su receptor. El etileno se enlaza a un sitio de union (receptor) dentro de la célula, y forma un complejo activado, que estimula que el DNA forme moléculas de mrna (RNA mensajero) específicas de los efectos del etileno (Reacción). Estas moléculas son traducidas a proteínas que constituyen las enzimas que causan la respuesta al etileno (Fig.1) (Reid, 1992). Al bloquear la unión hormona-receptor, es posible evitar los efectos del etileno. Síntesis ACC SAM Met C 2 H4 Complejo Receptor Etileno+Receptor Reacción Respuesta Biológica Exógeno Acción Fig. 1. Cadena de eventos entre la síntesis de etileno y sus respuestas Actualmente se tiene muy en cuenta el papel del etileno en el proceso de maduración y senescencia de los productos frutihortícolas, pues su control permite acelerar o retardar su proceso de maduración, y consiguientemente disponer de la capacidad de comercializar los productos fuera de su época natural de producción y acceder a mejores condiciones de mercado (Suarez, 1990). Sus efectos se pueden considerar perjudiciales o 2

3 beneficiosos según el objetivo: se consideran perjudiciales, pues al acelerar la senescencia, reducen la vida en estante del fruto, y beneficiosos cuando se necesita promover una madurez rápida y pareja antes de la comercialización. El uso del etileno para promover la maduración está más o menos establecido para diferentes frutos. Sin embargo, remover o bloquear el etileno para prevenir la inducción de la madurez tomó medio siglo para ser una realidad comercial en algunas especies (Knee et al, 1974). Las respuestas al etileno pueden controlarse regulando su producción (síntesis) ó inhibiendo su acción. El uso de inhibidores de la producción de etileno está limitado debido a la probabilidad de exposición al etileno exógeno producido por otros productos agrícolas, o por otras fuentes de etileno (gas de combustión de motores de explosión, humo de cigarrillos, etc). Por ello, los inhibidores de la acción del etileno son considerados mejores para su uso en agricultura, porque proveen protección contra ambos: etileno exógeno y endógeno. Otra forma de inhibir o reducir los efectos del etileno, es mediante la modificación atmosférica. La modificación atmosférica es una técnica usada para retardar el proceso de maduración de frutas al elevar los niveles internos de CO 2 y/o reducir los niveles internos de O 2 lo cual reduce las tasas de respiración y de producción de etileno. Las atmósferas enriquecidas en CO 2 también pueden inhibir la acción del etileno (Reid, 1992). En la sección postcosecha de la Experimental Alto Valle del INTA, se han evaluado distintas tecnologías y productos tendientes a optimizar la calidad de las peras durante la conservación. Se evaluó un producto que actúa sobre la síntesis de etileno (AVG) (esta línea de trabajo se realizó en conjunto con la Cátedra de Fruticultura de la Facultad de Ciencias Agrarias de la U.N.C), un producto que bloquea su acción (1-MCP) y un éster de sacarosa (Semperfresh) que crea una atmósfera modificada sobre los frutos. A continuación se detalla un resumen de los resultados obtenidos. 1. Efecto de 1-metilciclopropeno (1-MCP) aplicado en postcosecha de peras En los últimos años se han descubierto algunos agentes bloqueadores de los receptores de etileno muy efectivos. Al bloquear la acción del etileno, se podría controlar la maduración y la senescencia (Sisler and Serek, 1999). Uno de estos compuestos, 1- methylciclopropeno (1-MCP) ha demostrado ser particularmente efectivo en inhibir la acción del etileno (Sisler et al., 1996a,b; Sisler and Serek, 1997; Fant et al., 1999; Watkins et al., 1999; Mullins et al., 2000). El 1-MCP fue descubierto por investigadores de la Universidad de Carolina del Norte a fines de los 80. Está en la actualidad aprobado para su uso en flores cortadas en algunos países productores y exportadores, y su aprobación para uso en frutas y hortalizas (nombre comercial: AgroFresh) está en trámite (Mattheis, 1999; Watkins et al.,1999; Mullins et al., 2000). Los derechos de patente fueron adquiridos por la empresa Rhom and Haas, y se está tramitando su registro en Estados Unidos, Argentina, Chile, Brasil, Europa, Centro América y Asia como un producto bioquímico o regulador de crecimiento. Este producto tiene ciertas características que lo hacen muy seguro: es inocuo, no contamina el agua, es efectivo a dosis muy bajas (del orden de las partes por billón) y no 3

4 deja residuo en los frutos luego del tratamiento y (Ku et al., 1999; Fan et al., 1999,Mattheis,1999; Sisler and Serek, 1999). El 1-MCP es un antagonista del etileno, compite por el sitio de unión y es sustancialmente más efectivo que éste. Al unirse al receptor, evita la posterior unión del etileno, bloqueando los efectos del etileno interno y externo. Luego de que este compuesto se liga a los receptores, no existe competencia porque los receptores quedan inactivos demasiado tiempo. Sin embargo, los tejidos se vuelven sensibles luego de un período. Lo que no esta claro es si la reversión es debida a que los receptores quedan libres, o se generan nuevos sitios receptores de etileno, o por ambos. Cuando el etileno se liga a los receptores, induce a una serie de acciones que producen una respuesta biológica en los frutos (Fig. 1). Esto no sucede cuando el 1-MCP se liga a los receptores. Aparentemente, la razón por la cual no se desencadena la serie de reacciones mencionada es por el tiempo en que ambos tardan en disociarse de los receptores. El etileno se disocia en unos pocos minutos, mientras que los que el 1-MCP lo hace en varias horas o hasta días. Fue recientemente demostrado que el 1-MCP interfiere efectivamente con la promoción de la madurez por parte del etileno (Xuetong y Matheis, 1998). Este compuesto reduce la pérdida de firmeza y de acidez, la pérdida de color verde, la producción de etileno y la tasa de respiración y además controla algunas fisiopatías como la escaldadura superficial. La efectividad del 1-MCP varía con la especie y el cultivar, comprobándose su efectividad en diversos cultivares de manzana como Red Delicious, Golden Delicious, Granny Smith, Fuji, Braeburn, Gala, Jonalgold, Ginger Gold, Pink Lady, Spartan, Ambrosia y Law Rome (Blankeship y Unrath, 1998, Fan et al., 1999; Mattheis, 1999; Watkins et al. 2000). Mattheis (1999), observó que la mayoría de las variedades de peras y manzanas tratadas con 1-MCP se conservan de manera similar en frío convencional (F.C) como si lo hicieran en atmósfera controlada (A.C) sin tratamiento (hasta 6 meses). La combinación de A.C+ MCP es la que provee la mejor calidad de fruta al finalizar la conservación. Fan et al (1999) y Saftner (2000) coinciden con lo dicho anteriormente, y afirman que las manzanas tratadas se conservan mejor en F.C. que las no-tratadas en A.C. (menor producción de etileno, menor respiración, mejor firmeza, mayores niveles de azúcares y ácidos, menor incidencia de escaldadura superficial, menor potencial de podredumbres). La aplicación de 1 ppm de 1-MCP redujo la concentración de etileno interno en más del 99% luego de 4 meses de conservación a 0ºC y en más del 90% luego de 8 meses de conservación a 0ºC. La tasa de respiración se redujo en un 40% luego de 4 meses y en 50% luego de 8 meses (Xuentong y Mattheis, 1998). El 1-MCP demostró ser muy efectivo en controlar la escaldadura superficial en manzanas (Blankeship, 2000, Solomos, 2000; Mattheis, 1999). Numerosos autores han demostrado su gran efectividad en controlar esta fisiopatía en diversos cultivares de manzanas y en algunos cultivares de peras. Watkins et al (2000) encontraron que el 1-MCP controló de manera absoluta la escaldadura en Red Delicious y Law Rome. Fan et al (1999) reportaron incidencias reducidas de escaldadura superficial en fruta tratada con MCP, comparada con los testigos. Mattheis et al (2000) observaron que el 1-MCP controló efectivamente la escaldadura en manzanas Red Chief, Red Delicious, Granny Smith y en peras Beurré D Anjou. Solomos (2000) observó que el 1-MCP fue totalmente efectivo en 4

5 controlar la escaldadura superficial en manzanas cv. Granny Smith después de 6 meses de conservación. En la actualidad, la oxidación de alfa-farnasenos a trienos conjugados se postula como la principal causa de la escaldadura superficial (Zófoli et al, 1995). Varios estudios han indicado que la producción de etileno afecta el metabolismo de los alfa-farnasenos (Watkins et al, 1993, 1995). Estudios recientes mostraron que la inhibición de la síntesis o acción del etileno reduce la producción de alfa-farnasesno y trienos conjugados y consecuentemente inhibe la escaldadura superficial (Fan et al 1999; Watkins et al, 2000). La aplicación de 1-MCP también redujo substancialmente la incidencia de escaldadura blanda (soft scald) y grasitud en manzanas cv. Granny Smith (Xuetong and Mattheis, 1998) Fan et al (2000) comprobaron la efectividad del 1-MCP cuando la fruta se dejó a ºC por 60 días. Manzanas cv. Fuji, Gala, Ginger Gold, Jonagold y Delicious fueron tratadas con 1 ppm y dejadas a temperatura ambiente. El 1-MCP inhibió la perdida de firmeza y de acidez, mientras que el testigo había perdido firmeza considerablemente a los 20 días. Mattheis et al (2000a) evaluó el efecto del 1-MCP en manzanas cosechadas tardíamente (175 días luego de plena floración). Observó que inicialmente hubo un beneficio en la firmeza, pero luego de 3 meses de conservación este se perdió. Ha sido comprobado que la concentración requerida para inhibir la madurez varía con el tipo de fruta y con el estado de madurez del mismo en el momento del tratamiento (Watkins et al, 2000; Sisler and Serek, 1997). Cabe mencionar algunos efectos del 1-MCP que se han observado y merecerían mas estudios para ser confirmados. En conservaciones prolongadas de manzanas Red Delicious y Braeburn se observó mayor susceptibilidad de desórdenes como coreflush y flesh breakdown en la fruta tratada con 1-MCP. Sin embargo, Xuetong y Mattheis (1998) encontraron que la aplicación de 1-MCP redujo la incidencia de coreflush en manzanas Granny Smith. Conservaciones prolongadas en atmósferas con bajo oxígeno/alto anhídrido carbónico (A.C.) suprimen la formación de compuestos volátiles relacionados con el aroma de los frutos. Este mismo efecto se observó en fruta tratada con 1-MCP. Se produce una fuerte inhibición de la producción de volátiles asociados con el aroma en manzanas tratadas con 1-MCP (Mattheis et al, 2000a; Saftner, 2000). Saftner (2000) sostiene que la fruta tratada con 1-MCP podría ser más susceptible a infecciones durante la conservación debido a que se vería comprometido el sistema de defensa contra patógenos de postcosecha, ya que su activación es inducida por el etileno. Sin embargo, esta opinión no coincide con la de Mullins et al (2000), quienes observaron que el tratamiento con 1-MCP no afectó el progreso del patógeno en pomelos infectados con Penicillium. Por otro lado, se menciona que el 1-MCP reduce las podredumbres asociadas a la edad (senescencia) de los frutos (Blankeship, 2000). El AgroFresh está formulado como polvo al 3.3%, el ingrediente activo se libera en forma de gas, cuando se adiciona a una base o se mezcla con agua. El 1-MCP es un gas, 5

6 se formuló como polvo para que sea más fácil de usar, ya que de esta forma es estable. El gas es muy móvil, y puede penetrar en cajas embaladas o en los bins. Los frutos o vegetales deben ser expuestos al gas en lugares cerrados, como cámaras, containers para exportación, camiones, etc. Estos lugares deberían ser lo suficientemente herméticos como para evitar que se pierda el gas, lo que reduciría su efectividad. Luego del tratamiento la fruta se conserva en las cámaras comunes de conservación. Los efectos del 1-MCP son dependientes de la concentración y la duración del tratamiento. La temperatura también es un componente clave en la aplicación del 1-MCP. El 1-MCP es más efectivo cuando los frutos y vegetales se exponen al gas por lo menos durante 4 horas bajo temperaturas cálidas. Se necesitan mayores dosis y/o mayores duraciones de tratamiento cuando la temperatura es menor. Se ha observado que manzanas expuestas entre 12 y 24 horas a rangos que van desde 0.01 a 1 ppm mantendrían la firmeza por meses. Los investigadores han encontrado que la temperatura de la fruta no es tan crítica como la temperatura de la solución. Si la solución del 1-MCP está demasiado fría, se reduce la liberación del gas (Blankeship,2000). El 1-MCP puede aplicarse inmediatamente después de la cosecha, antes de la conservación, en tránsito o en el centro de distribución. Para obtener el máximo beneficio en el control de la madurez, la fruta debe ser tratada después de que se inició el proceso de maduración (green ripe) pero antes de que ocurra el pico climatérico. Hay cierta flexibilidad en cuanto a la demora en su aplicación, pero ésta no es ilimitada. Si la aplicación se demora 4 semanas después de la cosecha la efectividad en mantener la firmeza disminuye, como así también el control de escaldadura. Las necesidades en cuanto al momento de aplicación deben ser revisadas regionalmente y por variedad (Solomos, 2000). La mayoría de los estudios sobre los efectos del 1-MCP han incluido productos como flores (Sisler et al., 1996a), manzanas, bananas, naranjas, ciruelas, frutos tropicales, frutillas, brocoli y tomates (Sisler and Serek, 1997; Abdi et al., 1998; Golding et al., 1998; Fan et al., 1999; Ku et al., 1999; Porat et al., 1999). Actualmente existen escasos antecedentes sobre los efectos de este producto en peras, pero estos han sido muy promisorios. Efectos del 1-MCP en peras De los resultados obtenidos hasta el momento en peras, se desprende que el 1- MCP también es efectivo en retrasar la madurez en esta especie, pero en algunos casos (dosis altas) podría prolongar demasiado la retención de la madurez, dificultando la flexibilidad de la comercialización. En la Estación Experimental Alto Valle, se comenzaron a hacer estudios con este compuesto en la temporada La mayoría de los estudios se realizaron en manzanas (Royal Gala, Red Delicious y Granny Smith). Se pudo comprobar tanto su efectividad para retrasar la madurez de la fruta como el consistente control de escaldadura superficial. En peras se realizó un ensayo con el objetivo de evaluar el efecto del 1-MCP en frutos del cultivar Packham s Triumph conservados a temperatura ambiente (20ºC). La fruta se cosechó (7/2/00), se trató con tres concentraciones de AgroFresh: 312 ppb, 625 6

7 ppb y 1250 ppb, y se conservó durante 35 días a 20ºC y 85-90% de humedad relativa. Se realizaron evaluaciones cada 7días de los parámetros de madurez y calidad de los frutos (diferencia de peso, firmeza de la pulpa, índice refractométrico, índice de acidez, degradación de almidón, color, podredumbres, fisiopatías). El AgroFresh retrasó la evolución de madurez de la fruta con respecto al testigo a partir de 21 días de conservación a 20º. Se observaron mayores valores de firmeza, menor degradación de almidón y menor pérdida de color verde en la fruta tratada. En el testigo la firmeza cae de 6.64 kg a 1.02 kg, mientras que en la fruta tratada con 1-MCP se mantiene entre 6 y 7 hasta los 35 días de conservación. No se observaron diferencias en la evolución de los sólidos solubles y de la acidez, ni en la pérdida de peso en ninguna de las evaluaciones realizadas. No se observaron diferencias marcadas al aumentar la dosis del producto. Mattheis et al (2000a), evaluaron el efecto del 1-MCP en diversos cultivares de peras. En uno de ellos se evaluó su efecto luego de 6 meses de conservación en el cultivar Williams. Los frutos se trataron con 1 ppm de 1-MCP luego de la cosecha y se conservaron en frío convencional. Luego de 4 meses y 1 semana a temperatura ambiente, los frutos no estaban suficientemente maduros como para consumo. La fruta se puso amarilla pero no perdió firmeza. Sin embargo cuando se conservaron por 6 meses bajo el mismo régimen de conservación, maduraron bien cuando se expusieron a temperatura ambiente por una semana. En otro ensayo realizado en el mismo cultivar (Mattheis et al, 2000b), se evaluó el efecto de distintas dosis de 1-MCP. La fruta tratada con 10 ppb y conservada a 0ºC comenzó a madurar a los 2 meses del tratamiento, mientras que la tratada con 1000 ppb retrasó la maduración por 4-6 meses. El desarrollo de una óptima calidad en peras Williams depende del ablandamiento, amarillamiento, y producción del aroma típico, por ello 4-6 meses de inhibición de la maduración reducen la flexibilidad de mercado. Para superar estas limitaciones de comercialización, se evaluaron aplicaciones repetidas (reaplicaciones) con diversas dosis de 1-MCP (10, 100 y 1000 ppb). La fruta se trató con 10 ppb de MCP en cosecha y se volvió a tratar basándose en la producción de etileno, cada 30 y/o 60 días. La reaplicación realizada con 1000 ppb prolongó en forma más efectiva la inhibición de la madurez, comparada con la reaplicación de 10 o 100 ppb. Al reaplicar, se puede extender la vida postcosecha de la fruta, y al mismo tiempo permitir que la madurez ocurra a intervalos regulares durante la conservación. Mattheis sostiene que la inhibición de la acción del etileno producida por la aplicación de 1-MCP redujo significativamente la tasa de maduración en peras Williams. La duración de la inhibición de la maduración inducida por una sola aplicación de 1-MCP en cosecha es dependiente de la concentración con un rango que va de 10 a 1000 ppb. Se necesitan más estudios para definir la dosis en Williams, pero posiblemente conservaciones cortas serían más problemáticas y se necesitarían dosis más bajas (como 10 ppb). Chen (2001), observó que peras cv. Williams tratadas con 600 ppb 1-MCP en cosecha y conservadas a -1ºC no maduraron adecuadamente luego de 6 meses de conservación y 7 días a 20ºC. Las peras tratadas con 1-MCP se mantuvieron firmes (firmeza alrededor de 15 lbs) luego de los 7 días de maduración a 20ºC. La aplicación de 600 ppb de 1-MCP inhibe el proceso de maduración en peras Williams, evaluado por los cambios en la producción de etileno, firmeza de la pulpa y jugo extractable durante la maduración a 20ºC. 7

8 Mattheis también realizó ensayos en peras cv. Beurré D Anjou. Estas fueron tratadas con 1 ppm de 1-MCP por horas. La fruta se conservó en F.C. y en A.C. El tratamiento con 1-MCP redujo la pérdida de firmeza y los cambios de color luego de 3 meses de conservación. Los testigos conservados en A.C perdieron firmeza luego de 3 meses, pero el color fue similar al de la fruta tratada con 1-MCP conservadas tanto en F.C como en A.C. Luego de 6 meses, la fruta tratada con 1-MCP y conservada en F.C se ablandó y tuvo similar acidez y color que los controles de A.C. Los testigos conservados tanto en F.C como en A.C desarrollaron escaldadura superficial luego de 6 meses de conservación, mientras que en la fruta tratada con 1-MCP no se desarrolló esta fisiopatía. Skog et al (1999), realizaron ensayos en los cultivares Anjou y Bosc. Las peras cv. Anjou tratadas en cosecha con 1ppm de 1-MCP y conservadas por 73 días en FC, mantuvieron la firmeza en valores mayores a 12 libras por 15 días, comparada con los testigos que lo hicieron por menos de 8 días. Las peras cv. Bosc requirieron 10 ppm para mantener la vida en estante por 15 días. La potencialidad de uso de este producto se extiende desde conservar la fruta más tiempo hasta reducir los costos necesarios para la conservación. Ofrece beneficios en regiones donde no hay suficientes facilidades de A.C y podría ser una alternativa para mantener la calidad durante la conservación y posterior maduración, por ende reduciendo los costos y los imprevistos que podría tener la conservación en A. C. Debido a que se puede utilizar de diversas maneras, según el objetivo que se persiga, debería considerarse como una técnica o una herramienta. Los datos obtenidos hasta el momento muestran que el 1-MCP es un tratamiento de postcosecha que tiene un tremendo potencial para mantener la calidad de los frutos durante la conservación y posterior maduración a 20ºC y una significativa reducción de uno de los desordenes fisiológicos de mayor importancia como lo es la escaldadura superficial, con el beneficio adicional de la reducción en la necesidad del uso del drencher cuando se realizan los tratamientos para su control. La eficacia del 1-MCP, sin embargo se ve afectada dramáticamente por el cultivar y las condiciones de conservación, y el éxito del desarrollo comercial requerirá un completo entendimiento de estas relaciones. En el caso de las peras, hay que tener en cuenta la dosis utilizada y la duración de la conservación, para que la inhibición de la maduración no afecte la flexibilidad de la comercialización. 2. Efecto del ReTain en la caída precosecha y madurez de frutos de perales cv. Williams. El AVG (aminoetoxyvinilglicina) es un potente inhibidor de la actividad de la ACC sintetasa, previniendo la formación del ácido carboxylico-1-amino-ciclopropano (ACC), precursor natural del etileno (McGlasson, 1985). Al inhibir la síntesis de etileno, se reduce la concentración de etileno interno de los frutos, la producción de etileno y la respiración de los frutos (Lawes, 1998). El AVG es un aminoácido natural derivado de un microorganismo del suelo (EPA, 1999; Halvorsen, 1999). Laboratorios Abbott ha desarrollado el AVG, producido en forma comercial por el proceso de fermentación. Su nombre comercial es ReTain y es efectivo no sólo para evitar la caída de la fruta en precosecha sino también para retrasar la madurez de la fruta 8

9 en el árbol, prevenir corazón acuoso y partiduras de frutos y mejorar la calidad en el almacenamiento (Bangerth, 1978; Byers, 1996; Greene, 1996, Shafer et al., 1997). El ReTain está registrado en Chile y en Estados Unidos, y se está tramitando su registro para uso en la Argentina. La diferencia entre el modo de acción del AVG y el 1-MCP es que el AVG inhibe la síntesis del etileno, mientras que el 1-MCP inhibe su acción mediante el bloqueo de sus receptores (Blankeship, 2000). En la aplicación a campo es importante el volumen de agua a utilizar. Para árboles sobre portainjertos semi enanizantes se recomienda entre 1000 a 1300 Lt/ha y siempre realizar la aplicación con un surfactante organosiliconado (Silwet L-77 o Sylgard 309). Se ha demostrado que el uso de coadyuvantes o tensioactivos es fundamental para la correcta asimilación del producto (Dussi et al, 1997; 1999). Las condiciones ambientales deben permitir un secado lento del producto en la planta (Schupp, 1997; Dussi et al, 1997; 1999 y 2000a). La eficacia de los tratamientos varía con la concentración aplicada y el momento de aplicación (Mitcham et al, 1998). Aplicaciones de AVG en precosecha suprimieron drásticamente las concentraciones de etileno interno y previnieron o retardaron la maduración de frutos de distintas variedades de manzanos (Bramlage et al., 1980; Dussi et al., 1999, 2000a) y de duraznos (Dussi, 2000). Bangerth (1978) aplicando AVG un mes antes de la cosecha observó una reducción en la caída de frutos previo a la cosecha y un retardo en la maduración de los mismos. La fruta tratada con ReTain puede ser cosechada durante el período normal de cosecha para mejorar la retención de la firmeza de pulpa en conservación, o la cosecha puede ser retardada permitiendo que los frutos continúen creciendo y desarrollando color rojo por un mayor período de tiempo (Cowgill, 1997). El ReTain disminuye de manera significativa la incidencia de corazón acuoso en manzanas (McCallum, 1997; Dussi et al., 1997, 1999, 2000) y el rajado en el cv. Royal Gala (Unrath, 1997;Dussi et al, 1998; 1999). La mayoría de los clones de manzanos Red Delicious han mostrado tener una muy buena respuesta a las aplicaciones de ReTain, como así también el cv. Royal Gala. Se observaron similares efectos en el retardo de la madurez en peras tratadas con AVG (Wang y Mellenthin, 1977; Romani et al, 1982) y últimamente estudios en pera Williams también han dado resultados satisfactorios (Schupp, 1997; Dussi et al, 1999 y 2000; Mitcham et al, 1998). Efectos del AVG en peras En la sección Postcosecha de la Experimental Alto Valle, se realizaron una serie de estudios en conjunto con la Cátedra de Fruticultura de la Facultad de Ciencias Agrarias (Universidad Nacional del Comahue), con el propósito de evaluar los efectos de la aplicación precoseha de ReTain sobre la caída y la madurez de frutos de peras cv. Williams. Se aplicaron 125 y 180 ppm de ReTain 2 semanas antes de la fecha óptima de cosecha. Se evaluaron la caída precosecha, las concentraciones de etileno interno (en las 2 fechas intermedias de muestreo) y la madurez de la fruta (firmeza de pulpa, degradación de almidón, sólidos solubles y acidez titulable) en una fecha temprana de 9

10 cosecha y 3 veces más cada 7 días. También se evaluó el efecto del ReTain sobre la calidad luego de la conservación frigorífica. Luego de dos temporadas de ensayos se pudo observar que el ReTain no redujo la caída de la fruta con respecto al testigo. El efecto sobre la madurez no fue constante en las dos temporadas. En la primer temporada, se observó que los tratamientos retrasaron el avance de madurez. La fruta tratada tuvo mayores valores de firmeza de pulpa en las 4 fechas evaluadas y menor concentración de etileno interno. La concentración de etileno se determinó luego de una conservación en frío durante 20 días. Sin embargo, este efecto en la madurez de la fruta no persistió luego de 100 días de conservación en frío. En la segunda temporada, a pesar que el ReTain no retrasó la madurez de los frutos en el período de cosecha, sí se observó una disminución de la producción de etileno luego de que la fruta fuera conservada por un período de 15 días a 0ºC. La degradación de almidón no tuvo una correlación con la evolución de la madurez indicada por otros parámetros (firmeza, índice de acidez, sólidos solubles) en ninguna de las dos temporadas. En un estudio realizado en California durante dos temporadas (Mitcham et al, 1998), se observó que el AVG afectó la firmeza, el color de la epidermis, y el contenido de almidón. En este trabajo las aplicaciones se realizaron, tres, dos o una semanas antes del inicio de la cosecha comercial, y se determinó que las aplicaciones realizadas una o dos semanas antes de la cosecha fueron las más efectivas. La fruta tratada con ReTain estaba aproximadamente 1 libra más firme que la no tratada en una fecha de cosecha dada, el color de la epidermis estaba más verde y la conversión de almidón a azúcar menos avanzada en esta fruta, indicando que la maduración estaba retrasada. De los dos años de ensayo se estima que la maduración de la fruta se retrasó entre 7 y 10 días con el tratamiento de ReTain. En este estudio, 7 días de retraso en cosecha resultaron en un 10-16% de aumento en el tamaño de la fruta. El ReTain también afectó el ritmo de maduración cuando la fruta se dejó a temperatura ambiente: en la fruta tratada, la producción de etileno fue menor y tenía mayor firmeza que los testigos sin tratar. Luego de 4 meses de conservación las diferencias entre la fruta tratada y la sin tratar fueron muy pequeñas. En general no se han realizado suficientes estudios en peras, y no hay consenso sobre los efectos del AVG en la maduración de las mismas aún dentro de la misma variedad (Romani et al, 1983; Mitcham et al, 1998), lo que coincide con lo observado en la región luego de las dos temporadas de ensayo. Se necesita seguir investigando el uso de ReTain para confirmar su efecto en distintas variedades de peras, de manera de poder ajustar el manejo del producto de acuerdo a la variedad. Retrasar la cosecha evitando el desarrollo de sobremadurez tendría muchos beneficios para los productores de peras. Inhibir la maduración debería permitir retrasar la cosecha, lo cual resultaría en un aumento de tamaño de fruta y permitiría mayor flexibilidad en organizar la cosecha, proceso y empaque, conservación y comercialización de la fruta. Regular el momento de maduración del fruto con el uso de AVG podría cambiar substancialmente las prácticas de cosecha, conservación y marketing de frutas (Bramlage et al., 1980). 3. Evaluación del efecto de ésteres de sacarosa sobre la calidad de peras. 10

11 Lowings y Cutts (1982) reportaron un tipo de recubrimiento comestible específico compuesto por una combinación de ésteres de sacarosa derivados de ácidos grasos (carboximetil celulosa de sodio y mono y diglicéridos) que podría producir una atmósfera modificada semipermeable al paso del anhídrido carbónico (CO 2 ) y del oxígeno (O 2 ); actuando como complemento del almacenamiento refrigerado para extender la vida de post-cosecha de los frutos. El éster de sacarosa es el componente activo que retrasa la maduración de la fruta, al restringir la permeabilidad de la epidermis del fruto a los gases que controlan su maduración, es decir, la cantidad de oxigeno que ingresa al fruto y el paso de anhídrido carbónico (CO 2 ) desde el interior al exterior, y la difusión de etileno, actuando como una atmósfera modificada (Anon, 1986; Kader et al, 1986; Drake et al, 1987; Mekeriuk y Lau; 1988; Kerbel et al, 1989). Su modo de acción no involucra ningún efecto directo en el metabolismo celular (Bhardwaj et al, 1984). Estos recubrimientos se introdujeron primero con la marca Pro-long formulado como un producto en polvo, el cual fue probado en numerosas especies, pero su uso principal fue en bananas (Banks, 1983; Banks, 1984a; Banks, 1984b; Lowings and Cutts, 1982). En la fruta tratada con Pro-long se observó una modificación de las concentraciones internas de O 2, CO 2 y C 2 H 4 y un retraso en la maduración de las bananas (Banks, 1983; Banks, 1984a; Banks, 1984b), manzanas (Banks, 1985) y peras (Meheriuk y Lau, 1988). Otro recubrimiento, el Nutri-save, es un polisacárido soluble en agua, derivado de un biopolímero natural. Se probó en manzanas (Elson et al, 1985 ) y peras (Elson et al, 1985 y Meheriuk y Lau, 1988 ). Este recubrimiento redujo la evolución del CO 2 y del C 2 H 4 y la difusión de O 2 dentro de la fruta a 20ºC y retrasó la maduración de manzanas Golden Delicious y peras D Anjou (Elson et al, 1985; Meheriuk y Lau, 1988). Sin embargo, afectó adversamente la maduración de peras Williams (Meheriuk y Lau, 1988). Los efectos del recubrimiento Nutri-save en peras, fueron comparables a los observados con Pro-long (Meheriuk y Lau, 1988). El Semperfresh es una nueva formulación del Pro-long y tiene una mayor proporción de cadenas cortas de ésteres de ácidos grasos insaturados, es más soluble en agua, provee una mejor cobertura, y posee antecedentes de ser más efectivo que el Prolong para extender la vida post-cosecha de las frutas. Numerosos estudios demostraron que tanto en manzanas como en peras los parámetros más afectados por estos recubrimientos son la firmeza, el color de la epidermis y la acidez (Claypool, 1939; Trout et al, 1953; Smith and Stow, 1984; Ben- Yehoshua, 1985 ; Kader et al, 1986; Drake et al, 1987; Meheriuk y Lau, 1988; Dinamarca et al, 1989;; Dinamarca, 1997). Se ha observado también que la aplicación de Semperfresh reduce la aparición de ciertos desórdenes fisiológicos, como el decaimiento interno (Meheriuk y Lau, 1988), el daño por frío y, en algunos casos, la escaldadura superficial. Con respecto a esta fisiopatía se han encontrado diferentes respuestas cuando se aplica el Semperfresh solo. En algunos estudios se observó un efecto positivo, encontrándose que la fruta tratada con Semperfresh se vió menos afectada por la escaldadura superficial (Meheriuk y Lau,1988; Sugar,1989; Van Schaik and Slaats, 1990), y en otros casos el Semperfresh no aportó ningún beneficio (Kerbel et al, 1989; Bauchot et al, 1995). Algunos investigadores observaron que el Semperfresh agravó la incidencia de este desorden en fruta cosechada 11

12 temprano (Kerbel et al, 1989). Se ha podido comprobar también que el Semperfresh aplicado con una dosis reducida de Difenilamina (500 ppm) (Bester, 1987) o con ácido ascórbico (Little and Barrand,1989) controlan la escaldadura en manzanas Granny Smith, y también que en peras Beurré D Anjou mejora la efectividad de la etoxiquina cuando se aplican combinados (Chen, 1986). También se ha podido demostrar en peras, que la fruta tratada con Semperfresh posee menor susceptibilidad al rolado en la piel de la fruta, cuando esta es procesada. En general, no se observan diferencias significativas en el contenido de sólidos solubles y en la pérdida de agua (Chen, 1986; Kader et al, 1986: Meheriuk y Lau, 1988; Dinamarca et al, 1989 ; Calvo,1997; Calvo y Veronesi,1998). El Semperfresh se aplica directamente sobre la fruta después de la cosecha y forma una película homogénea, de grado alimenticio, sin olor ni sabor, sin penetrar en la pulpa del fruto. Sus componentes son todos de origen natural, los que han sido aprobados como inocuos y de grado alimenticio por diversos organismos oficiales que incluyen World Health Organization (WHO), the United States Food and drug administration (FDA), y la autoridades regulatorias de la Unión Europea (Dinamarca et al, 1989). Está siendo usado en forma comercial en Estados Unidos, algunos países del Caribe y Latinoamericanos. En Estados Unidos, se usa principalmente en Williams, para controlar el rolado cuando la fruta es procesada. También se aplica en peras cv. Comice, Bosc, y poco en D Anjou. En Chile, se usa básicamente en ciruelas (37% del total) y peras europeas (19% del total). La variedad en la que más se usa es en Packham s, luego Beurré Bosc, Red Sensation, D Anjou y Williams (Dinamarca, 1997). El Semperfresh puede ser aplicado antes de la conservación por inmersión, drencher o pulverización. Alternativamente, el Semperfresh se puede aplicar después de la conservación en F.C. o A.C. (recomendación del fabricante). La aplicación puede ser hecha en la máquina convencional al igual que el encerado en manzanas, en este caso el mismo equipo sirve para peras utilizando el sistema de bombeo (Dinamarca et al, 1989). Es de extrema importancia dosificar bien tanto la concentración como la cantidad de producto aplicado (Dinamarca et al, 1989). Si la concentración no es la adecuada, la cantidad de ésteres de sacarosa podría no ser suficiente para retardar la madurez. Meheriuk y Lau (1988) encontraron correlaciones lineales entre la firmeza, el color de la piel, y el decaimiento interno y la concentración de los coatings. Kader et al, (1986) observaron que el Semperfresh redujo las tasas de respiración y producción de etileno, y que esa reducción era proporcional a la concentración de Semperfresh usada. Sin embargo, si la concentración es muy alta, se podrían producir problemas de sabores indeseados, posiblemente debido a fermentación y maduración despareja (Van Zyl et al, 1987). El Semperfresh ha sido evaluado obteniéndose resultados positivos en peras europeas, algunas variedades de ciruelas, paltas, melones, piñas y bananas entre otros. El producto comercial ha logrado retardar el proceso de maduración en forma complementaria al almacenamiento refrigerado convencional apropiado para cada fruta, y por lo tanto extender su vida de postcosecha, especialmente después de salida del frío, durante el período de comercialización a temperatura ambiente (Dinamarca et al, 1989). 12

13 Efectos del Semperfresh en peras En la sección Postcosecha de la Estación Experimental Alto Valle, se realizaron una serie de ensayos con el propósito de evaluar el efecto de ésteres de sacarosa en peras cv. Williams, Packham's Triumph y Beurré D Anjou sobre distintos parámetros de madurez y calidad. En el caso de peras Williams, la fruta se cosechó en tres estados de madurez diferentes y se trataron con 0,5% de Semperfresh (Surface Systems International limited, Unit 16, W&G Estate, East Challow, Oxfordshire OX129TF, England). Las dosis utilizadas en Packham s y Beurré D Anjou fueron 0,8% de Semperfresh, recomendada por la empresa fabricante del producto y 0,5%, para ver el efecto de una dosis menor. Las evaluaciones se realizaron luego de 4, 6 y 7 meses de conservación a 0ºC y la subsiguiente maduración a 20ºC durante 7 días. En el cultivar Packham's Triumph los ensayos se realizaron durante dos temporadas. El tratamiento con Semperfresh actuó eficazmente retrasando la madurez de los frutos en este cultivar. En general, sus efectos fueron mas pronunciados con la dosis de 0,8% y luego de que la fruta fuera expuesta a temperatura ambiente durante 7 días. La fruta tratada presentó mayores valores de firmeza que el testigo en todas las evaluaciones. El Semperfresh también tuvo un efecto positivo sobre la retención del color verde de los frutos, en todas las evaluaciones se observó una coloración más verde en los frutos tratados con Semperfresh. Los valores de acidez de los frutos tratados con 0,8% de Semperfresh siempre fueron más altos, a pesar de que las diferencias no resultaron significativas. También se observó una disminución tanto del porcentaje de fruta afectada como de la incidencia de escaldadura superficial, luego de 6 meses de conservación. La reducción en el porcentaje de fruta afectada fue del 50% y 70% para las dosis de 0,5% y 0.8% respectivamente. Sin embargo este efecto no se extendió a los 7 meses. El tratamiento no disminuyó la pérdida de peso, como tampoco afectó el contenido de sólidos solubles con respecto al testigo. Dianamarca et al (1989) encontró similares resultados en este mismo cultivar. Los esteres de sacarosa fueron efectivos para retrasar el proceso de maduración, siendo la firmeza el parámetro más afectado. También controló la retención del color verde de la piel. En ambos casos, los efectos se reflejaron más claramente después de un período de maduración a 20ºC. En peras Beurré D Anjou el efecto del Semperfresh es menor, ya que no hubo diferencias en firmeza y las diferencias en la retención del color verde no fueron constantes. En todas las evaluaciones los valores de firmeza de la fruta tratada fueron más altos, pero las diferencias no resultaron estadísticamente significativas. La escaldadura se desarrolló luego de 7 meses de conservación en este cultivar, y se observó una disminución de la incidencia de escaldadura en la fruta tratada con 0.8% de Semperfresh. Meheriuk y Lau (1989) también encontraron que el Semperfresh redujo la escaldadura superficial en peras D Anjou en un 80% luego de 5 meses y 40% luego de 7 meses. No se observó un efecto sobre la madurez (firmeza, sólidos solubles, acidez) de las peras Williams tratadas con 0,5% de Semperfresh luego de 60 y 90 días de conservación. Las peras tratadas tuvieron una pérdida de peso similar a las peras sin tratar. Sin embargo, se observó una reducción en la incidencia de decaimiento interno. En los casos en los que hubo incidencia de esta fisiopatía, esta fue mayor en los testigos que en la fruta tratada. Resultados similares fueron observados por Meheriuk y Lau (1988); Chen (1985) y Van Zyl et al (1987). No se observaron problemas de maduración despareja (parches verdes, sobre la coloración amarilla de la piel de la fruta) y en todos 13

14 los casos la fruta maduró normalmente. Sin embargo, estos problemas los notaron Meheriuk y Lau (1988) en peras Williams, luego de una maduración a temperatura ambiente (20ºC) durante 7 días. Estos efectos deberían ser considerados en caso de aumentar la dosis del producto. Con la concentración utilizada en este ensayo (0,5%) no se obtuvieron diferencias en la madurez entre la fruta tratada y testigo. Sin embargo, otros autores (Dinamarca, 1997; Dinamarca et al, 1989) observaron que 0,5% fue la mejor concentración para peras Williams. Por otro lado, en otras investigaciones se obtuvieron beneficios utilizando dosis más altas del producto. Kader et al (1986) utilizaron dosis cercanas al 1% y encontraron que las peras tratadas tuvieron menores tasas respiratorias y de producción de etileno y un retraso en la maduración indicado por el color de la piel y la firmeza. Así mismo, Chen (1986), encontró una mejor preservación de la calidad de la fruta luego de 60 y 90 días de conservación, utilizando una dosis de Semperfresh de 1%. Esto hace pensar que se podrían obtener beneficios en cuanto a la retención de la madurez de la fruta utilizando una dosis mayor, pero no tanto como para afectar la maduración normal de la fruta. Es importante destacar que existe una importante respuesta varietal a la aplicación de Semperfresh. Por lo tanto, se debe aplicar solamente en aquellas variedades donde haya antecedentes técnicos que lo respalden, y utilizar las concentraciones adecuadas para cada cultivar. El Semperfresh ha demostrado su efectividad en algunos cultivares de peras conservadas en frío convencional, permitiendo obtener alguno de los beneficios de la A.C, en áreas donde estas tecnologías no están disponibles (Dinamarca, 1997). Referencias Abdi, N., McGlasson, W.B. Holford, P., Williams, M., Mizeahi, Y., Responses of climateric and supressed-climateric plums to treatment with propylene and 1- methylcyclopropene. Postharvest Biol. Technol. 14, Anon, Effect of wax treatment on fruit quality of pears, apples, plums and nectarines after cold storage.decidius Fruit Grower. May: Bancroft, R.D The use of a surface coating to ameliorate the rate of spread of postharvest fungal diseases of top fruit. International Biodeterioration & biodegradation Bauchot, A.D ; P. John ; Y. Soria and I.Recasens Sucrose Ester-based Coatings Formulated with Food-compatible Antioxidants in the prevention of Superficial Scald in stored apples. J.Amer.Soc.Hort.Sci. 120(3) : Bester, R Superficial Scald on apples. Report of the Department s Technical and Quality Control, 1986/87 Season, South African Decidious Fruit Board, 2-5. Bangerth, F The effect of a substitued amino acid on ethylene biosynthesis, respiration, ripening and preharvest drop of apple fruits. J.Amer.Soc.Hort.Sci. 103: Banks, N.H Evaluation of methods for determing internal gases in banana fruit. J.Exp.Bot.34: Banks, N.H Internal atmosphere modification in Pro-Long treated apples. Acta horticulturae, 157,

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