Desverdizado de los frutos cítricos en poscosecha con etileno Tomás Osuna Enciso, Manuel A. Báez Sañudo, Rosalba Contreras Martínez y Lluvia G. Torres Medina Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C. Unidad Culiacán Carretera a Eldorado Km. 5.5, Campo El Diez. Culiacán, Sinaloa, México. 80110 [email protected] INTRODUCCIÓN Los cítricos son las frutas de mayor importancia en el comercio internacional en términos de valor, la producción es de 96 millones de toneladas, existiendo dos mercados claramente diferenciados: el mercado de los productos frescos, con un predominio de naranjas, liderados por España; limas y limones por México, y el mercado de los productos cítricos, principalmente jugo de naranja, dominado por Brasil. La superficie de naranja en México es de 336,027 ha, con una producción de 2,432,095 t (SIAP, 2013). En México, ante el riesgo que representa la citricultura en las zonas tropicales debido a problemas climatológicos (lluvias abundantes, sequías, ciclones, etc.) y biológicos como la enfermedad Huanglongbing (HLB), se ha planteado la necesidad de consolidar nuevas zonas geográficas para la producción de cítricos, que vengan a convertirse en remplazo de las áreas citrícolas ya establecidas en el sureste de México. En este sentido, personal de la FAO apunta a la región del noroeste de México para ocupar este nicho, con el propósito de que el país mantenga su liderazgo en la producción de cítricos. Conocida la oportunidad que presenta el cultivo de cítricos, en Sinaloa, desde el año 2007 se inició un programa de reconversión de cultivos, y actualmente se cultivan alrededor de 5,000 ha de cítricos, de ellas, 3,000 ha son de naranja, ocupando las de maduración temprana e intermedia (Navelate, Marrs, Hamlin, Campbell, entre otras) cerca del 30 % de la superficie. Los frutos de estas variedades tienen la particularidad de madurar entre los meses de octubre y noviembre; sin embargo, el clima cálido de la región en estos meses, no favorece la pigmentación externa. Otras especies de cítricos como el limón fino (Citrus limon L.) y las toronjas (Citrus paradisi Macf.) tienen que pasar mucho tiempo en los árboles para perder el color verde de la cáscara, afectando con ello su calidad. Según Huff (1984), los frutos de ciertos cítricos se desverdecen en el invierno, dicha desverdización es inducida por temperaturas del aire inferiores a 13 °C, que produce el estrés por frío necesario para que se genere el etileno endógeno suficiente para estimular el cambio de color. Un problema que se ha observado en las variedades tempranas de naranja es que si el productor mantiene los frutos en el árbol para que se pigmenten de manera natural en los meses con temperaturas bajas (diciembre a febrero), los frutos pierden jugo y se vuelven insípidos, dificultando su comercialización. Por ello, es necesario implementar estrategias que permitan a los productores promover la pigmentación poscosecha de los frutos con el propósito de mejorar su calidad externa, y con ello la comercialización y el precio. FUNDAMENTOS DEL DESVERDIZADO CON ETILENO EXÓGENO El desverdizado se puede definir como el tratamiento poscosecha que tiene como único fin modificar el color externo del fruto incidiendo lo menos posible en los parámetros restantes de calidad (Cuquerella et al., 2004). Agusti et al. (2003) indican que para el desverdizado de los frutos cítricos se aplica etileno en concentraciones de 10 a 20 ppm, en cámaras con temperatura del aire a 25 ºC y HR de 95 %, lográndose efectos satisfactorios con períodos de tratamiento entre 48 y 72 horas. El etileno es una hormona vegetal en forma de gas, el papel más sobresaliente del etileno es promover la maduración de los frutos por aumento en los niveles de enzimas hidrolíticas que ablandan el tejido mediante la hidrólisis de los componentes de la pared celular; incrementa la velocidad de respiración y la pigmentación de los frutos. En el caso de cítricos, el etileno promueve la síntesis de clorofilasa, una enzima que degrada las clorofilas en los cloroplastos de las células de la cáscara de los frutos (Purvis y Barmore, 1981). Concentraciones de etileno tan bajas como 0,1 ppm producen efecto sobre la desverdización, fundamentalmente por su efecto sobre la síntesis de carotenoides (Cuquerella et al., 2004). HISTORIA DEL DESVERDIZADO La práctica del desverdizado se inicia a finales del siglo XIX en los EE.UU. En este país era habitual en las centrales de cítricos, especialmente de limones, someterlos a un proceso denominado “curado” consistente en mantenerlos entre 12 y 24 horas almacenados con el fin de conseguir una ligera deshidratación de su piel y minimizar así los daños mecánicos que se producían en su posterior paso por la línea de selección. Se observó que durante ese periodo de tiempo se atenuaba el color verde de los mismos, especialmente en aquellas centrales en las que se utilizaban estufas que usaban petróleo como combustible para la calefacción del personal y también, que durante su posterior transporte al mercado, los frutos procedentes de almacenes con este tipo de calefacción, se coloreaban más de amarillo que los procedentes de otras centrales. Con el tiempo se encontró que la combustión generaba un gas, el etileno, al cual se le atribuyó tal efecto. Actualmente, el desverdizado de cítricos se lleva a cabo en cámaras con control de temperatura y humedad relativa, y el etileno proviene de tanques industriales a presión o de catalizadores que lo producen a partir de etanol, con este proceso se busca incrementar la calidad de los frutos, influyendo principalmente en el color externo (Cuquerella et al., 2004). PRECAUCIONES EN EL DESVERDIZADO La aplicación del tratamiento de desverdización con etileno exógeno en cítricos, además de activar las reacciones implicadas en el cambio de coloración de la piel del fruto, puede incidir en mayor o menor medida en otros procesos metabólicos no deseables que impliquen pérdida de calidad del fruto. Algunos de los problemas que surgen como consecuencia del desverdizado, son la deshidratación de la zona peduncular, ennegrecimiento y caída del cáliz, oscurecimiento y deshidratación de la corteza; estos problemas pueden aparecer durante el periodo de comercialización y ser más visibles durante el tiempo de almacenamiento después del tratamiento (Carvalho et al., 2006). Los frutos cítricos para ser desverdizados deben cosecharse cuando han alcanzado madurez interna, si es posible con algún grado de color externo, es conocido que frutos golpeados o con heridas no se deben someter al desverdizado poscosecha con etileno, ya que estos daños se magnifican con el tratamiento. CONDICIONES PARA EL DESVERDIZADO las cámaras de desverdizado deben cumplir ciertas condiciones controladas, que permitan ventilación, control de la temperatura, la humedad relativa y la dosificación y medición del etileno en el ambiente. El objetivo es asegurar la calidad final de los frutos y evitar alteraciones propias del proceso (Hearn, 1990). De acuerdo a Ritenour et al. (2009), las condiciones adecuadas para el desverdizado de frutos cítricos son: Temperatura: temperaturas entre 18 y 29 °C son recomendables para el desverdizado. Tanto las temperaturas altas como las bajas tienden a retardar el proceso de desverdizado. En Florida, el Departamento de Normas de Cítricos, prohíbe el desverdizado con temperaturas superiores a 29 °C. Las temperaturas altas pueden acelerar el proceso pero deterioran notablemente la calidad de los frutos. En California se recomienda desverdizar a 20 °C. Etileno: la concentración de etileno en el aire de la cámara debe estar entre 1 y 5 ppm, se recomienda no superar las 5 ppm para evitar posibles alteraciones en la piel de los frutos. El etileno deberá medirse de forma continua (con sistemas automáticos o sistemas de medición local). Algunos autores señalan una dosis máxima de 20 ppm (Agusti et al., 2003). Humedad Relativa (HR): Se recomienda que la HR sea superior al 90 % para evitar la deshidratación favorecida por altas temperaturas, pero sin llegar a que el agua se condense en la superficie de los frutos, lo que favorecería el desarrollo de enfermedades y pudriciones. Renovación de aire: debe ser suficiente para homogenizar las temperaturas y la concentración de gases (el aire fresco evita la acumulación de dióxido de carbono). La concentración de CO2 en ningún momento debe superar las 1500 ppm y el O2 no deberá estar por debajo del 20 %. La renovación del aire en las condiciones de cámara de desverdizado deberá ser de 1 volumen de cámara vacía por hora. Un suministro constante de aire fresco elimina la necesidad de abrir periódicamente las cámaras para la ventilación. La circulación del aíre es necesaria para mantener una temperatura uniforme, la concentración de etileno y la humedad en la superficie de cada fruta en la cámara de desverdizado. Para facilitar la homogeneización de temperaturas y concentración de gases, se debe hacer una adecuada ubicación de las cajas con los frutos, dejando pasillos que permitan la circulación del aire. Tiempo de exposición al etileno: deberá ser el mínimo posible, ya que el contacto prolongado de los frutos con etileno puede provocar daños en la cáscara y en la calidad interna de los frutos (malos sabores). Se sugiere no superar las 72 horas de desverdizado, recomendándose un promedio de 48 horas, y en fruta con desarrollo de color algo avanzado un desverdizado de 24 horas. Posdesverdizado: Después del desverdizado, la fruta se deja en reposo (sin etileno) durante unas 24 a 48 horas, previo a que la fruta sea trabajada en el empaque para reducir su sensibilidad a los rozamientos. En este período los frutos siguen cambiando de color, para poder ser sometidos a posteriores tratamientos poscosecha (encerado). DESVERDIZADO DE NARNAJA PRODUCIDA EN SINALOA En el año 2012, con financiamiento de Fundación Produce Sinaloa, Zona Centro, se inició en CIAD, Unidad Culiacán el proyecto para validar la técnica de desverdizado en poscosecha con etileno en variedades de naranja de maduración temprana. En este año se trabajó con naranja ‘Marrs’, una variedad cuyo fruto madura en el mes de octubre, pero su cáscara está completamente verde. Se estableció un experimento donde se probaron cuatro niveles de etileno (0, 10, 20 y 40 ppm) y un tiempo de exposición de72 horas, se usaron contenedores sellados para separar los tratamientos en cámara refrigerada a 20 °C y 95 % de HR. Los resultados mostraron que la aplicación de etileno durante 72 horas, en concentraciones de 20 y 40 ppm desverdizaron y promovieron coloración (naranja) en frutos de naranja 'Marrs', mientras que otras características físicas químicas de los frutos no se afectaron significativamente por los tratamientos con etileno. En la Figura 1 se muestra que de acuerdo al ángulo de matiz, durante el tiempo de almacenamiento posterior a los tratamientos, los frutos de todos los tratamientos tienden a perder el color verde (valores altos de °Hue, cerca de 100, indican color verde y valores bajos, alrededor de 90 °Hue, representan color amarillo, mientras que valores cercanos a 80 °Hue se relacionan con color naranja) y ganancia en los colores amarillo y naranja. El efecto de los tratamientos con etileno sobre el color de los frutos de naranja ‘Marrs’, también se muestra en la Figura 2. Ángulo de matiz (°Hue) 100 Etileno-0 ppm Etileno-10 ppm Etileno 20 ppm Etileno 40 ppm 95 90 85 0 3 6 9 12 15 Días de almacenamiento a 20 °C Figura 1. Color externo medido como ángulo de matiz en frutos de naranja ‘Marrs’ después del tratamiento poscosecha con etileno durante 72 horas. Los círculos a la derecha del gráfico relacionan el valor de °Hue con el color de los frutos. A B C D Figura 2. Color de los frutos de naranja ‘Marrs’ tratados con etileno en poscosecha durante 72 horas, tres días después de concluir el tratamiento. A) 0 ppm; B) 10 ppm; C) 20 ppm y D) 40 ppm de etileno. Recientemente (enero de 2014) se estableció un nuevo experimento para el desverdizado de naranja de ‘Campbell, del grupo de las Valencias. En este estudio se probaron niveles de etileno exógeno de 0, 5, 10 y 20 ppm, con tiempo de exposición de 24, 48 y 72 horas. La separación se los tratamientos fue en contenedores sellados en una cámara refrigerada a 20 °C y 95 % de HR. En este estudio se determinó que niveles de etileno desde 5 ppm aceleran el proceso de desverdecimiento de los frutos; sin embargo estos frutos en ningún momento tuvieron mejor color que los frutos tratados con 10 y 20 ppm (Figura 3 A, B y C). Respecto al tiempo de exposición de los frutos al etileno externo, se encontró que para frutos que inician el tratamiento completamente verdes, como los tratados, es recomendable una exposición entre 48 y 72 horas (Figura 3 B y C). En la Figura 4 se muestran imágenes del comportamiento del color externo en los frutos de naranja ‘Campbell’ tratados con etileno. Ángulo de matiz (° Hue) Ángulo de matiz (° Hue) 120 A 110 100 90 Etileno en ppm T-0 T-10 80 T-5 T-20 70 0 2 4 6 8 10 120 B 110 100 90 80 Etileno en ppm T-0 T-5 T-10 T-20 70 0 2 4 6 8 10 Ángulo de matiz (° Hue) 120 C Etileno en ppm 110 T-0 T-10 T-5 T-20 100 90 80 70 0 2 4 6 8 10 Días de almacenamiento a 20 °C Figura 3. Color externo medido como ángulo de matiz (°Hue) en frutos de naranja ‘Campbell’ después del tratamiento con etileno exógeno durante 24 (A), 48 (B) y 72 (C) horas. Los círculos a la derecha del gráfico relacionan el valor de °Hue con el color de los frutos. Tiempo de almacenamiento en d Tiempo de almacenamiento en d 0 0 2 2 4 4 6 Testigo5 0 10 20 5 Etileno en ppm (24 horas) 10 ppm 6 8 8 10 10 0 5 20 1 Etileno en ppm (48 horas) Tiempo de almacenamiento en d 0 2 4 6 8 1 0 5 10 Etileno en ppm (72 horas) 20 Figura 4. Color de los frutos de naranja ‘Campbell’ después del tratamiento poscosecha con etileno durante 24, 48 y 72 horas. CONCLUSIONES El desverdizado poscosecha con etileno es una técnica muy útil para mejorar la calidad externa de los frutos cítricos; sin embargo es necesario señalar que la práctica requiere de ciertas condiciones que incluye la selección de la fruta, cosechada con un adecuado índice de madurez y sin daños; la cámara de desverdizado además de contar con refrigeración y conservar humedades relativas altas, debe tener ventilación con el propósito de mantener los niveles adecuados de O2 y CO2. Por último, la concentración de etileno y el tiempo de exposición de la fruta debe ser el mínimo requerido, para reducir el riesgo de daños y el rápido deterioro de la fruta. BIBLIOGRAFÍA Agusti M., A. Martínez-Fuentes, C. Mensejo, M. Juan y V. Almeda. 2003. Cuajado y Desarrollo de los Frutos Cítricos. Consillería de Agricultura, Pesca y Alimentación. España. 80 p. Carvalho C. P., A. Monterde, J. M. Martínez J. y A. Salvador. 2006. Efecto del tratamiento de desverdización en la calidad de mandarinas ‘Oronules’ con vistas a la exportación a Japón. Revista Iberoamericana de Tecnología Poscosecha 7(2):104-108. Cuquerella, A., A Monterde, P Navarro y J. M. Martínez-Jávega. 2004. Desverdización de cítricos. Agrícola 12:14-17. Hearn, C. J. 1990. Degreening, color-add and storage of ´Ambersweet´ orange fruit. Proc. Fla. State Hort. Soc. 103:259-260. Huff, A. 1984. Sugar regulation of plastid interconversions in epicarp of citrus fruit. Plant Physiol. 76:307-312. Purvis C., and C. R. Barmore. 1981. Involvement of ethylene in chlorophyll degradation in peel of citrus fruits. Plant Physiol. 68:854-856. Ritenour, M. A., W. M. Miller, and W. W. Wardowski. 2009. Recommendations for degreening Florida fresh citrus fruits. University of Florida. IFAS Extension, cir 1170. 3 p. SIAP. 2013. Producción Agropecuaria. Cierre de la producción agrícola por cultivo. Secretaria de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación. http://www.siap.gob.mx/cierre-de-la-produccion-agricola-por-cultivo/. (Consulta el 5 de marzo de 2014).