Autor/es
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Grupo de Trabajo
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Fecha
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Lucangeli, C.
Murray, R.
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Poscosecha y Alimentos
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Abr-1998
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Tecnología de postcosecha
El etileno, un gas para tener
en cuenta
El etileno es una hormona vegetal
que tiene un rol en la vida postcosecha de los productos frutihortícolas, a
menudo nocivo, acelerando la senescencia y reduciendo la vida en góndola, y a
veces benéfico mejorando la calidad del producto al promover una maduración
más rápida y uniforme antes de su distribución a minoristas. En este artículo
serán consideradas algunas propiedades de dicho gas, sus fuentes de
producción y las maneras de evitar los efectos nocivos y aprovechar sus
efectos benéficos durante el manejo de postcosecha.
La simple mención de la palabra etileno a un
trabajador entendido en el campo de la postcosecha de frutos y hortalizas, le
evocará seguramente multitud de pensamientos sobre su destacado papel en
diversos procesos del crecimiento, desarrollo y envejecimiento de las plantas
y órganos vegetales. Como ejemplo, se pueden citar: la iniciación del
crecimiento de raíces, la caída de hojas, flores y frutos; la germinación de semillas,
la maduración y envejecimiento de frutos, etc. Sin lugar a dudas, la
respuesta más conocida y más estudiada es la acción estimuladora sobre la
maduración de frutos.
Fundamentos Fisiológicos
La vida de un
fruto la podemos dividir en 3 etapas fisiológicas fundamentales: el
crecimiento, la maduración y la senescencia (o envejecimiento). El
crecimiento comprende el aumento del número de células y el posterior
alargamiento celular, ambas responsables del tamaño final alcanzado por el
fruto. La maduración suele iniciarse antes de que termine la fase de
crecimiento e incluye diferentes actividades metabólicas. A la senescencia
podemos definirla como una fase en la que los procesos anabólicos
(sintéticos) dan paso a los catabólicos (degradativos) conduciendo al
envejecimiento y, finalmente, a la muerte del tejido. La maduración
organoléptica es el proceso por el que los frutos adquieren las
características organolépticas (color, aroma, sabor, textura, etc.) que los
definen como comestibles, proceso que, generalmente comienza durante las
etapas finales de la maduración fisiológica (que en general coincide con el
momento en que las semillas comienzan a ser viables y los frutos pueden
proseguir con la maduración organoléptica aún separados de la planta madre) y
constituye el comienzo de la senescencia. Durante dicho proceso tienen lugar
una serie de cambios físicos, bioquímicos y fisiológicos determinantes de la
calidad y vida postcosecha del fruto. Entre los más importantes podemos
citar: cambio del color, cambios en la composición de proteínas,
carbohidratos y en la producción de aromas; cambios en los ácidos orgánicos y
en los polifenoles. Una consideración especial merecen los cambios
relacionados a la actividad respiratoria y producción de etileno que consideraremos
a continuación, y que permiten distinguir entre frutos climatéricos y no
climatéricos.
Fisiología del Etileno.
La producción de
etileno y la respiración de un fruto son dos variables fisiológicas de su
actividad metabólica. En ciertos frutos, estas variables presentan valores
muy bajos cuando se encuentran inmaduros o en estado verde, pero a medida que
maduran, se elevan bruscamente hasta alcanzar un máximo. Este pico se llama
máximo climatérico y los frutos que presentan este comportamiento se denominan
frutos climatéricos (ej. duraznos, tomates, manzanas, bananas, etc.). Otros
frutos, por el contrario, no presentan esta pauta respiratoria, siendo
denominados no climatéricos (ej. naranjas, limón, pimiento, etc.). Todos los
frutos producen pequeñas cantidades de etileno a lo largo de su desarrollo,
sin embargo, durante la maduración organoléptica los frutos climatéricos lo
producen en cantidades mucho más elevadas que los no climatéricos. De esta
manera, las concentraciones de etileno varían ampliamente en los frutos
climatéricos, pero no en los frutos no climatéricos en los que apenas se
diferencian las tasas reinantes durante el desarrollo y las alcanzadas a lo
largo de la maduración organoléptica. La exposición a concentraciones de
etileno tan bajas como 0,1-1,0 partes por millón, durante un día, son
suficientes para acelerar la plena maduración de los frutos climatéricos; en
los no climatéricos el etileno en cambio acelera la actividad respiratoria,
siendo tanto más importante cuanto mayor sea la concentración en la
atmósfera; también puede tener acción sobre otros procesos como la
destrucción de la clorofila (color verde).
Numerosos estudios, han permitido que en la actualidad se conozca bastante
bien la síntesis natural del etileno a partir de un aminoácido: la metionina.
En estos estudios han sido de vital importancia el descubrimiento de
inhibidores de la síntesis de etileno, algunos de los cuales comienzan a ser
utilizados en la agricultura. Mientras que otros compuestos inhiben la acción
del etileno, este sería el caso del dióxido de carbono a cuyos efectos
benéficos se les saca provecho mediante el uso de tecnología con atmósferas
controladas. Otro agente lo constituye el ión Plata (Ag+), aplicado bajo la
forma de complejo con el ión tiosulfato, penetra rápidamente en los tejidos y
retarda e inhibe los procesos de senescencia, esta técnica es muy usada para
prolongar el período de conservación de flores cortadas, pero no se puede
usar en alimentos dada la toxicidad de la plata.
Factores que afectan la producción de etileno.
Los niveles de
producción de etileno en cada fruto varían considerablemente en función de
varios factores, que pasamos a detallar brevemente a continuación: 1) Especie
y Cultivar, tal como se ha comentado la producción de etileno es distinta
según se trate de frutos climatéricos (manzana) o no climatéricos (cítricos).
Además, dentro de una especie se pueden encontrar diferencias importantes
entre los cultivares; 2) Temperatura, como es conocido, el aumento de la
temperatura acelera las reacciones metabólicas, sin embargo, temperaturas
superiores a 30 °C dan lugar a una disminución importante de la producción de
etileno debido a la desnaturalización de las enzimas involucradas en la
síntesis; 3) Nivel de CO2, este gas se destaca por ser un inhibidor
competitivo de la acción del etileno, y también actúa sobre la biosíntesis;
4) Nivel de O2, bajas tensiones de O2 reducen la producción de etileno; 5)
Etileno ambiental, la exposición de los frutos al etileno ambiental estimula
mayor producción de etileno, es el efecto autoestimulador (autocatalítico)
que existe notablemente en frutos climatéricos. Por otra parte, algunos
compuestos poseen una acción similar a la del etileno aunque su efectividad
es menos que la de este, entre los más importantes figuran el propileno y el
acetileno 6) Situaciones de estrés, los golpes, cortes, agresiones químicas,
bajas temperaturas (en especies sensibles), estrés hídrico, etc. inducen la
biosíntesis del etileno. Por otra parte, el desarrollo de hongos y bacterias,
a causa de heridas, son fuentes de etileno.
Usos del etileno y efectos no deseados
En cuanto a su
aplicación en agricultura, el etefón (un producto químico liberador de
etileno) es el regulador de crecimiento, fuera de los herbicidas, de mayor
aplicación medido en términos de ingresos de las compañías de agroquímicos;
esto se fundamenta en el amplio espectro de aplicaciones estudiadas y
comprobadas del etileno. En este contexto la maduración de frutos, es sin
duda, el uso más importante que se le da al etileno como herramienta
tecnológica en poscosecha.
Las concentraciones de etileno requeridas para la maduración varían según las
especies, pero en la mayoría de los casos oscila entre 0.1 a 1 ppm (partes
por millón) aunque por razones prácticas se utilizan concentraciones mucho
mayores. Además, la efectividad del etileno en lograr una maduración más
rápida y uniforme va a depender del tipo de fruto en tratamiento, su estado
de madurez, la temperatura y humedad relativa del ambiente, y duración de la
exposición.
Por otra parte, es importante destacar que dada la amplia gama de efectos
fisiológicos en los que está involucrado el etileno y la presencia del mismo
como agente contaminante del aire no es sorprendente pensar que diferentes
respuestas fisiológicas reguladas por el etileno tengan efectos perjudiciales
sobre la calidad de algunos productos frutihortícolas; algunos ejemplos
comprende: amarillamiento (hortalizas de hojas); abscisión de hojas y cáliz
(coliflor, berenjena); sabor amargo (zanahoria); brotación prematura (papa);
punteado anaranjado (lechuga); lignificación (espárrago); maduración
prematura (tomate); etc.
Técnicas y manejo del etileno en poscosecha
Efectos nocivos del etileno en la postcosecha
Las cuantiosas pérdidas producidas por la
acumulación del etileno en las cámaras de conservación de frutas, hortalizas
y flores, han estimulado a grupos de investigación de diferentes países a
desarrollar tecnología para superar este problema. La evaluación del método
apropiado va a depender del producto y las técnicas de manejo utilizadas en
su comercialización. Entre las estrategias más comunes podemos citar: 1)
Evitar fuentes externas de etileno; entre estas fuentes se destacan los
productos que generan cantidades elevadas de etileno, tales como melones,
manzanas y frutas especialmente tropicales. Dicho etileno puede ser nefasto
en el caso de una conservación mixta con ciertas especies sensibles al mismo
como es el caso, por ejemplo, del kiwi. Otras fuentes importantes de
contaminación con etileno la constituyen la polución de escapes de motores de
combustión interna, el material vegetal en descomposición, balastos de luces
fluorescentes, gomas recalentadas, humo de cigarrillos, etc. 2) Adecuada
recolección y manejo de los frutos: ser cuidadoso en este aspecto es
fundamental para lograr una madurez uniforme y evitar daños mecánicos, donde
las heridas no solo predisponen a los productos a descomposición, sino
también inducen la producción autocatalítica de etileno. 3) Adecuado manejo
de la temperatura: ello supone un rápido enfriamiento del producto hasta la
temperatura óptima más baja posible, lo cual es un factor de suma importancia
para suprimir la producción de etileno y reducir la sensibilidad del fruto al
mismo. 4) Atmósferas modificadas: como se citó anteriormente, bajos niveles
de O2 inhiben la síntesis de etileno y niveles elevados de CO2 la acción. 5)
Oxidantes: en las cámaras o bodegas de transporte se pueden utilizar
compuestos químicos que reaccionan con el etileno. Lo más corriente es el uso
de permanganato de potasio combinado con un sólido inerte que le da gran
superficie de contacto con la atmósfera.
Efectos benéficos del etileno en la postcosecha
Utilizado adecuadamente el etileno puede ayudarnos
en la postcosecha para adelantar y homogeneizar la maduración de los frutos
climatéricos . También es usado para mejorar el aspecto de los frutos no
climatéricos.
En el primer caso resulta un eslabón clave en la
cadena de comercialización de bananas, las cual cuales son cosechadas verdes
y transportadas por barco en atmósferas controladas y luego maduradas en el
lugar de destino en maduraderos donde se les dan condiciones especiales de
temperatura, humedad y concentración de etileno y dióxido de carbono. En
Estados Unidos se utiliza en forma bastante generalizada un procedimiento
similar con tomates.
En el segundo caso se encuentra bastante
generalizado el procedimiento de desverdizado en cítricos. Algunos frutos
cítricos, dependiendo de la especie, variedad, sistema de cultivo y
condiciones climáticas (en general asociado con noches cálidas) pueden
alcanzar la madurez y aún mantener la cáscara verde. Es importante dejar en
claro que si los frutos no están maduros también se desverdizarán pero no
mejorarán su sabor con el tratamiento.
Existen distintas formas de realizar el
desverdizado de cítricos desde el uso de estufas de petróleo o kerosene hasta
más sofisticadas cámaras similares a las empleadas para banana. Siempre es
conveniente recordar que el etileno es un gas explosivo y que el uso de
mezclas comerciales (generalmente con nitrogeno) tiene ventajas en este
sentido. La consulta profesional ayudará a elegir la técnica que mejor se
adecue para cada situación. Algo similar ocurre con el desverdizado de
pimientos.
Para concluir, es importante destacar de las
consideraciones revisadas en los apartados anteriores que el etileno juega un
destacado papel en la fisiología y tecnología de postcosecha de productos
frutihortícolas. Debido a la variedad de efectos deseables e indeseables del
etileno, es muy importante comprender las respuestas específicas incluyendo
los desórdenes fisiológicos que puede ocasionar. El conocimiento de sus
fuentes, sus efectos, sus interacciones con los productos, resultan de suma
importancia para diseñar e implementar un sistema de manejo postcosecha con
el objeto de minimizar sus perjuicios y maximizar sus beneficios.
I.N.T.A. – San Pedro - Argentina
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