ROL DEL ETILENO EN LA MADUREZ DE DIFERENTES VARIEDADES DE MANZANAS Claudia Moggia L. Centro de Pomáceas Universidad de Talca
ETILENO Hidrocarburo más simple Activo a.1 1. ppm C 2 H 4 Efectos dependen de edad y sensibilidad de la planta u órgano
ETILENO Estimular maduración de frutos Responsable de abscisión de hojas y flores Promover germinación de semillas C 2 H 4 Romper dormancia Inducir floración Incrementar permeabilidad celular Autocatalítico tico
(Fuente: Biale, 1964) Maduraci ó n y Senescencia
>1 ppm T A S A D E C A M B I O CO 2.5 1. ppm C 2 H 4
Contenidos Relativos o Intensidades Etileno CO 2, O 2 Colores Rojos Colores Amarillos Azúcares Sabores Aromas P ectinas Solubles Colores Verdes Almidón Acidez P ectinas Insolubles Firmeza Fenoles Tiempo
Etileno en manzanas Afecta: Ablandamiento Incremento en respiración Amarillamiento Desarrollo de aromas Disminución de acidez (?) No afecta: Sólidos solubles Degradación almidón Disminución de acidez (?)
Etileno como índice de madurez Representa con mayor precisión estado de madurez de los frutos Útil para variedades de elevado metabolismo: Gala, Pink Lady Equipamiento costoso (Cromatógrafo de gases) Poco factible de determinarse en campo
Cromatografía gaseosa TPE (µl/kg( l/kg h) TASA DE PRODUCCIÓN CIE (ppm( ppm) CONCENTRACIÓN N INTERNA
Evolución n de etileno en precosecha Fuente: Watkins y cols. (1989)
Etileno: Gala vs Fuji 5 4 Etileno (ppm) 3 2 1 Gala Fuji Cosecha 1 Cosecha 2 Cosecha 3 Fuente: Jobling y Mc. Glasson (1995)
Fuji Almidón C. de fondo 6 5 4 3 2 1 2,4 2 1,6 1,2,8,4 157 16 163 166 169 172 175 178 181 184 187 19 193 196 CIE (ppm) Almidón C. Fondo Conc. Int. Almidón Color Fondo C.I. Etileno DDPF Fuente: Centro de Pomáceas (2)
Royal Gala Color Fondo, Almidón 6 5 4 3 2 1 1998 Almidón Color Fondo Etileno 3 2 1 Etileno (ppm) Color Fondo, Almidón 6 5 4 3 2 1 15 1999 111 117 123 131 134 3 2 1 Etileno (ppm) 15 111 118 DDPF 124 13 136 142 Fuente: C. Pomáceas
Pink Lady Huerto 1 8 7 5 Etileno (ppm) 6 5 4 3 2 1 Color Fondo Almidón Etileno 4 3 2 C. Fondo, Almidón 22 29 216 223 23 1 Huerto 2 Etileno (ppm) 8 7 6 5 4 3 2 1 Fuente: C. Pomáceas (23) Color Fondo Almidón Etileno 23 21 217 224 231 5 4 3 2 1 C. Fondo, Almidón
Etileno vs. Indices de madurez Pink Lady As ociación CIE Madurez 8 etileno (ppm) 2,5 2 1,5 1,5 Royal Gala,5 1 1,5 2 2,5 Indice de Streif R 2 = 79.1 CIE (ppm) CIE (ppm ) 6 4 2 8 6 4 2 R 2 = 79.2 1 1,5 2 2,5 3 Color de fondo (1 4) Asociación CIE Madurez R 2 = 67.2 Fuente: C. Pomáceas (2 25) 6 65 7 75 8 85 Color de cubrimiento (%)
Para obtener la máxima vida de postcosecha, la fruta debiera cosecharse, lo más cercano al mínimo climactérico (contiene la máxima reserva de carbohidratos) Etileno debe ser complementado con otros índices
Niveles de etileno a cosecha para decisiones de almacenaje (Dilley Dilley,, 1981) N Frutos 1 de 1 3 de 1 3 de 1 3 de 1 3 de 1 3 de 1 Etileno (ppm) <.1.1 a.5.5 a 1. 1 a 5 5 a 1 > 1 Acción sugerida Retrasar cosecha AC largo período AC mediano período AC corto período FC hasta 4 meses FC corto alm./ proc.
ETILENO Y ALMACENAJE DE MANZANAS
Baja producción de etileno Retrasa senescencia y aumenta vida de postcosecha Inhibir síntesis y/o acción
Almacenaje con bajo etileno Evitar fuentes Remoción Inhibición n de síntesis s y acción
Evitar fuentes Uso de grúas eléctricas Cosecha de frutos en estado preclimactérico Fruta en adecuado estado sanitario
Remoci Remoción Oxidación n catalítica tica C 2 H 4 + 3 O 2 2 CO 2 + 2H 2 Absorbedores (25 C) 4 KMnO 4 + C 2 H 4 4 MnO2+ 4 KOH + 2 CO 2
Inhibici Inhibición n de síntesis s y acción Estimulan síntesis de etileno Maduración y Senescencia Temperatura Óptima 3 C (manzanas) Estrés por frío (estimula síntesis de ACC) Metionina (MET) S adenosilmetionina (SAM) ACC sintetasa Ác. 1 aminociclopropano 1 carboxílico (ACC) Etileno ACC oxidasa Genéticos
Inhiben síntesis de etileno: Inhiben acción de etileno: ACC sintetasa: AVG (RETAIN ) precosecha ACC oxidasa Altas temperaturas Ausencia de O 2 (AC) Alto CO 2 (AC) Ag +2 (Tiosulfato de Plata) 1 MCP (SmartFresh ( SmartFresh )
Manejos para inhibir etileno: Baja Temperatura + Rápido R enfriamiento Empleo de AC (bajo O 2 y alto CO 2 ; rápido r establecimiento) Uso de equipos catalizadores/ absorbedores Uso de 1 MCP 1 (SmartFresh ( SmartFresh )
Manejos para inhibir etileno: Baja Temperatura + Rápido R enfriamiento Empleo de AC (bajo O 2 y alto CO 2 ; rápido r establecimiento) Uso de equipos catalizadores/ absorbedores Uso de 1 MCP 1 (SmartFresh ( SmartFresh )
22 2 ROYAL GALA: Firmeza y producción n de etileno/fc E1 FC E2 FC E3 FC F irm e z a (lb ) 18 16 14 12 1 15 3 45 6 75 9 15 12 Almacenaje (días) 18 E1=.7 ppm E2= 1.7 ppm E3= 2.5 ppm TPE (ul/kg h) 15 12 9 6 3 E1 F C E2 F C E3 F C 15 3 45 6 75 9 15 12 Fuente: Jorquera (2) Almacenaje (días)
22 ROYAL GALA: Firmeza y producción n de etileno/ac 2 F ir m e z a ( lb ) 18 16 14 12 1 E1 AC E2 AC E3 AC 15 3 45 6 75 9 15 12 Almacenaje (días) 6 E1=.7 ppm E2= 1.7 ppm E3= 2.5 ppm TPE (ul/kg h) 5 4 3 2 1 E1 A C E2 A C E3 A C Fuente: Jorquera (2) 15 3 45 6 75 9 15 12 Alm acenaje (días )
2 18 FUJI: Firmeza y producción n de etileno FC vs. AC FC AC Firmeza (lb) 16 14 12 1 1 2 3 4 5 6 Almacenaje (meses) 18 15 FC AC TPE (ul/kg hr) 12 9 6 3 Fuente: Vásquez (1999) 1 2 3 4 5 6 Almacenaje (meses)
PINK LADY: Firmeza y producción n de etileno /FC 22 2 16 Abr 3 Abr 14 May Firmeza (lb) 18 16 14 12 1 3 6 9 12 15 18 Almacenaje (días) 25 2 16 Abr 3 Abr 14 May Etileno (ppm) 15 1 5 Fuente: Bravo (24) 3 6 9 12 15 18 Almacenaje (días)
Niveles de etileno en cámaras c de AC Etilenol 1 a 1 ppm Variedades menos sensibles Rojas Fuji Etileno bajo (?) Variedades de alto metabolismo Grupo Galas Pink Lady Principal efecto: reducción de tasa respiratoria, retención de firmeza y color de fondo
Niveles de etileno medidos en cámaras de AC Especie Manzanas Variedad Etileno (ppm) G. Delicious 55 (>14) Starking 25 G. Smith >2 Fuente: Truter y Combrink, (1993)
Etileno en AC vs. maduración (Little y Holmes, 2) Respuesta es inhibitoria con: bajo O 2, alto CO 2, baja T Si O 2 1.5% y T = C Puede haber 2 4 ppm ambiente, con poco estímulo hacia la maduración Si O 2 > 1.8% Etileno comienza a ejercer su acción
Efecto del etileno en AC (5 meses + 1 semana /2 C) 18 16 14 a b n.s. n.s. 1 ppm 1 ppm Firmeza (lb) 12 1 8 6 n.s. 4 2 Golden Del. Starking G. Smith P. Triumph O2 /CO2 1.5/1.5 1./1. 1.5/. 1.5/1.5 (%) 5 4 a b 1 ppm 1 ppm n.s. n.s. n.s. Color 3 2 1 Fuente: Truter y Combrink, (1993) Golden Del. Starking G. Smith P. Triumph
Etileno en cámara c vs. maduración (Little y Holmes, 2) Si O 2 >1.5% Etileno debiera ser <.2 ppm Ideal Ideal para variedades sensibles: Etileno <.5 ppm en fruta a cosecha Llenado y sellado rápido de AC Equipos para remoción, funcionando desde llenado cámara Tener <.5 ppm durante primera fase de almacenaje
Manejos para inhibir etileno Baja Temperatura: Rápido R enfriamiento Empleo de AC (bajo O 2 y alto CO 2 ; rápido r establecimiento) Uso de equipos catalizadores/ absorbedores Uso de 1 MCP 1 (SmartFresh ( SmartFresh )
Catalizadores Bien diseñados remueven el 98% del etileno presente en el aire El bajo O 2 no afecta la tasa de remoción de etileno Absorbedores Principalmnete en base a KMnO 4 Bajo costo de inversión y operación Deben funcionar desde el llenado de cámara
Manejos para inhibir etileno Baja Temperatura: Rápido R enfriamiento Empleo de AC (bajo O 2 y alto CO 2 ; rápido r establecimiento) Uso de equipos catalizadores/ absorbedores Uso de 1 MCP 1 (SmartFresh ( SmartFresh )
C C C C C C Etileno 1 MCP
ETILENO Inhibición n de la acción 1 MCP
1 MCP en manzanas Retrasa o disminuye Producción n etileno Respiración Ablandamiento Pérdida acidez (?) Aromas Cambio de color piel Escaldado, soft scald, Core flush, grasitud Incrementa Daño o por CO 2 Bitter pit No afecta Sólidos solubles Almidón Fuente: Watkins y Miller (23)
Efectos de SmartFresh en manzanas Reduce producción n etileno y tasa respiratoria Reduce pérdida p de firmeza y color verde Retraso en producción n de aromas Reduce incidencia de desórdenes fisiológicos escaldado superficial grasitud piel
Reduce producción etileno y tasa respiratoria Manzanas Red Delicious (1 ppm 1 MCP) C Fuente: Fan y cols. (1999) 2 C Fuente: Mattheis y cols. (2)
Reduce producción n etileno y pérdida p de firmeza Manzanas Royal Gala 22 Firmeza (lb) 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Cosecha 2m 4m FC AC FC+1MCP 6m Etileno (ul/kg h) 14 12 1 8 6 4 2 Cosecha 2m 4m 6m Fuente: Centro de Pomáceas (25) FC AC FC+1MCP
Reduce pérdida p de firmeza 6 m. (ºC) + 1 días Tº ambiente 2 15 Firmeza (lb) 18 16 14 12 Firmeza (lb) 14 13 12 11 1 PINK LADY 1 FUJI Firmeza (lb) 18 16 14 12 1 G. SMITH Firmeza (lb) 16 15 14 13 12 11 1 GALA FC FC+MCP AC AC+MCP Fuente: Reed, Stemilt Growers, Inc.
Reduce pérdida p de firmeza Manzanas Gala, 6 meses + 7 días a 2 C Fuente: Retamales y cols. ( 21)
Reduce pérdida p de color verde Pink Lady, salida de almacenaje + 1 días T ambiente Control SmartFresh
Retrasa producción n de aromas ODOUR VALUE 4 2 4 2 4 2 a a a a b b c b b a a a b c b b b b 2 Methyl butyl acetate Butyl acetate 12 8 4 12 8 4 12 8 4 1 Heptanol a b c Pentyl acetate 4 2 4 2 4 2 a a b c b c Hexyl propanoate a a a b c b b b b Ethyl benzoate a a a b c b c b b Octyl acetate 1 Butanol FC CA 2 Months 4 Months 6 Months ATTRIBUTE INTENSITY 9 7 5 3 1 9 7 5 3 1 9 7 5 3 1 a a a a b b b b b b Aroma FC+1MCP Sweetness a a b a a b a a b Sourness Off flavour b a b a a a a b b a a a a b b b Texture General perception 2 Months 4 Months 6 Months Fuente: Centro de Pomáceas; 25
Reduce incidencia de escaldado 2 A F (n m o l/cm 2 ) 15 1 5 1 2 3 4 5 6 2 Fuente: McGlasson, 21 Escaldado Tratamiento (%) T c 2 8 1 (n m o l /c m 2 ) 15 1 5 Control SF Sin SF 75.6 1 2 3 4 5 6 Con SF. Almacenaje (meses) Fuente: Centro de Pomáceas
Consideraciones finales Cosecha Para obtener la máxima m vida de postcosecha, la fruta debiera cosecharse, lo más m s cercano al mínimo m climactérico En muchos casos (cultivar, clon, zona de producción), al momento del mínimo m climactérico rico,, la fruta no cumple con características para mercado (color) Etileno debe ser complementado con otros índices Si se alcanza óptimo etileno antes que los otros indicadores de mercado, considerar que la potencialidad de almacenaje será menor
Consideraciones Finales Almacenaje Se busca prolongar la duración n de guarda Se debe reducir metabolismo: evitar; eliminar e inhibir etileno (adicional al manejo de T y gases) Relevancia de la estrategia a utilizar, depende de: Metabolismo de la variedad: Rojas, Fuji, Granny: : moderado a bajo Galas, Pink Lady : elevado Duración n requerida en almacenaje (obtener calidad aceptable)
Manejo de Postcosecha Baja T Bajo O 2, alto CO 2 SmartFresh Menor respiración Menor Energía Exceso de estrés s a la fruta No puede responder a condiciones adversas
Muchas Gracias!