Universidad Nacional de La Plata Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales Cátedra de Fruticultura Tratamientos para mejorar la calidad de la fruta Primera Parte Dr. Gustavo E. Gergoff Grozeff Curso 2014 Fisiología de la maduración Los frutos son exclusivos de las plantas con flores (taxón Angiospermae). Las flores hacen su aparición hace 120 millones de años (Cretácico temprano) junto con la evolución de los insectos para su polinización e intercambio génico a grandes distancias. Los frutos se diversifican hace 70 millones de años (Cretácico tardío), junto con la aparición de los animales para la dispersión de sus semillas (zoocoria). Características nutricionales Fuente de agua microbiológicamente pura (95% - 5%) Fuente de fibra alimentaria Contribuyen en un 90 % al aporte de Vitamina C, 30% de Vitamina A y 17 % de tiamina Fuente de antioxidantes hidro- (polifenoles) y liposolubles No poseen colesterol Bajos en Na y ricos en K Bajos en calorías (no siempre) Los frutos secos son una fuente de proteínas y Vitamina E 1
DEFINICIONES DEFINICIÓN BOTÁNICA: un fruto es el ovario fecundado y maduro Se entiende por FRUTA destinada al consumo, el producto maduro procedente de una planta sana (mesocarpo, receptáculo o semillas -GRAN VARIEDAD DE TEJIDOS COMESTIBLES) Desde el punto de vista del CONSUMIDOR, es el producto vegetal con sabor y aroma, naturalmente dulce o edulcorado antes del consumo El proceso de maduración se encuentra comprendido desde el cuajado de los frutos hasta que se alcance el estado de madurez Fisiología de la maduración La maduración se define como el conjunto de cambios externos, de sabor y de textura que un fruto experimenta cuando completa su crecimiento Madurez fisiológica Madurez de cosecha Madurez de consumo Cuán complejo es este proceso? Curvas-tipo de crecimiento de los frutos Fase I: Multiplicación celular. 10 a 30 días Fase II: Engrosamiento celular. 30 a 90 días Fase III: Maduración 10 a 30 días Por separación en geles 2D y detección por espectrometría de masa se han detectado en Prunuspersica 4105 proteínas totales, de las cuales 2615 se encuentran asociadas al proceso de crecimiento y maduración de frutos. (Orellana, 2013) El duraznero se ha convertido en una herramienta de estudio genético por su genoma pequeño, siendo 2n=2x=16, y entrando rápidamente en producción, lo que permite su posterior evaluación. Homo sapiens sapiens 2,9 Gb El tamaño final del fruto dependerá: Del número de células que se diferenciarán durante la Fase I Volumen alcanzado por esas células con agua (50 a 90 % del peso), sumado a las reservas que se acumularon durante el engrosamiento o expansión celular. 2
Factores endógenos que afectan el crecimiento de los frutos Nº de células/fruto Nº de hojas/fruto Reservas de la planta Época de maduración: tempranas tienen un 60 % del área foliar final presente Formación y distribución de las semillas: Importante en manzana, pera, kiwi e higo No es esencial la maduración del embrión para el desarrollo de frutos de maduración temprana Factores exógenos que afectan el crecimiento de los frutos Temperatura: desde plena floración a cosecha: > T se sacan frutos con menor edad Agua en el suelo: <Hº frutos más chicos; >Hº frutos más grandes, textura suave y menos sabrosos Vientos. Caídas prematuras y rameo de los frutos Luz: Frutos sombreados son más pequeños Factores que influyen en la maduración de los frutos 1- Culturales N bajo = disminuye el tamaño final, maduración prematura N alto = mas síntesis de proteínas y clorofila, > tamaño, > metabolismo, < vida postcosecha K: mejora la síntesis de pigmentos antociánicos, < respiración, prolonga la vida postcosecha Hojas/fruto: 12 a 20 en frutos pequeños; 30 a 50 en frutos grandes. RELACIÓN FUENTE-DESTINO : PODAS > FOTOSÍNTESIS > CARBOHIDRATOS >CRECIMIENTO DE LOS FRUTOS DURANTE LA FASE DE ELONGACIÓN CELULAR 2 - Ecológicos Temperaturas altas, sin contrastes nocturnos= crecimiento rápido Temperaturas altas, con contrastes nocturnos = favorece la coloración 3 - Intrínsecos: Numero de semillas. Por debajo del valor normal, los frutos abortan y se desprenden o generan formas anormales, < tamaño y maduración tardía Partenocarpia. Autoincompatibilidad. 3
Polinización defectuosa en fruto de manzano 1 Fisiológicas Caída de frutos a) De Cuajado: residuos florales, frutitos mal cuajados. Afecta entre el 70 y 95 % de las flores b) Después de la fase de multiplicación y antes del engrosamiento. Caída de junio para el Hemisferio Norte. Producido por la competencia de frutos en la planta. Puede afectar entre un 10 y 30 % de frutos remanentes c) De madurez: Se forma la capa de abscisión. El fruto cae por su propio peso 2 Accidentales a) Parasitarias, enfermedades criptógamas y plagas b) Sequía prolongada en condiciones de secano c) Tormentas, granizo y vientos fuertes en frutos grandes y pedúnculo largo d) Labores muy profundas, golpes con la maquinaria, etc. Relación COSECHA / FLORACIÓN = 5 a 15 % frutos cosechables / total de flores Control hormonal Estímulo del cuajado: AUX, GA y CK. Crecimiento por estímulo de la división celular Estímulo del crecimiento: AUX y GA Crecimiento por elongación celular Estímulo de la maduración: Etileno y ABA 4
Sistema II Sistema I Cuál es la diferencia entre un fruto climatérico y un no climatérico? 5
Diferencias entre frutos climatéricos y no climatéricos Climatéricos NO Climatéricos La respiración desciende continuamente La respiración desciende continuamente durante el desarrollo del fruto y presenta durante el desarrollo del fruto. En algunos un aumento abrupto que se define como frutos puede detectarse aumentos al final de pico climatérico. la maduración. Incremento brusco en la síntesis de etileno No presentan Incremento brusco en la alcanzando niveles superiores a los de los síntesis de etileno. frutos no climatéricos. Sensibilidad baja al etileno durante toda la Sensibilidad alta y diferencial al etileno maduración. (su aplicación exógena adelanta el pico (la respuesta a su aplicación exógena acelera climatérico en frutos maduros, pero una vez la maduración pero es dependiente de la que esto ocurre el nivel de síntesis es igual al concentración de la hormona y cuando se fruto sin aplicación). detiene el tratamiento deja de haber La síntesis de etileno presenta respuesta). AUTOCATALISIS La síntesis de etileno NO es (Sistemas I y II de receptores). AUTOCATALITICA Cambios de maduración drásticos (solo Sistema I) en respuesta al pico de resp.y de etileno Cambios de maduración en general lentos. Pico de ABA coincidente con el de Etileno. Aumento del ABA Resumiendo... Todos los frutos producen y responden al etileno! Existiendo dos sistemas: No Autocatalítico, presente en todos los frutos, independientemente de que sean climatéricos o no climatéricos Autocatalítico, presente solamente en los frutos climatéricos Adaptado de Biale, 1950 6
Cambios bioquímicos Aumento del etileno endógeno Disminución de AUX, GA y CK, las cuales poseen una respuesta opuesta al etileno Aumento de ABA, lo que acelera la producción de Etileno Hidrólisis del almidón, aumentando el contenido de azúcares simples y del sabor dulce Disminución de los ácidos orgánicos, los cuales son respirados, convertidos a azúcares o alcoholes que darán el aroma Descondensación de polifenoles Cambios bioquímicos Síntesis de sustancias aromáticas (alcoholes, cetonas, aldehídos, ésteres y ácidos esenciales) Degradación de clorofila y aparición de pigmentos antociánicos y carotenoides. Cambios de color Aumento del tamaño por elongación celular y acumulación de agua Ablandamiento del fruto y solubilización de pectinas (hinchamiento de paredes) 7
Qué es el bitter pit? Para qué nos sirve saber esto? 8
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