rol del etileno en la madurez de diferentes variedades de
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ROL DEL ETILENO EN LA MADUREZ DE DIFERENTES VARIEDADES DE MANZANAS Claudia Moggia L. Centro de Pom Centro de Pom á á ceas Universidad de Talca Universidad de Talca ETILENO • Hidrocarburo más simple • Activo a 0.1­1.0 ppm C 2 H 44 • Efectos dependen de edad y sensibilidad de la planta u órgano ETILENO • Estimular maduraci Estimular maduraci ó ó n de frutos n • Responsable de abscisión de hojas y flores • Promover germinación de semillas C 2 H 4 • Romper dormancia • Inducir floración • Incrementar permeabilidad celular • Autocatal Autocatal íí tico tico (Fuente: Biale, 1964) Maduraci Maduraci ó ó n y Senescencia n y Senescencia T A S A D E C A M B I O >100 ppm C 2 H 44 CO 2 0.5­1.0 ppm Contenidos Relativos o Intensidades ­Colores Rojos ­Colores Amarillos ­Azúcares ­Sabores ­Aromas ­P ectinas Solubles Etileno CO 2 , O 2 ­Colores Verdes ­Almidón ­Acidez ­P ectinas I nsolubles ­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 íí ndice 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 ( TPE ( ml/kg l/kg ­­ h) TASA DE PRODUCCIÓ N TASA DE PRODUCCI ÓN CIE ( CIE ( ppm ppm ) CONCENTRACIÓ N INTERNA CONCENTRACI ÓN INTERNA Evoluci Evoluci ó ó n de etileno en precosecha Fuente: Watkins y cols. (1989) Etileno: Gala vs Fuji Fuji 5 Etileno (ppm) 4 3 Gala Fuji 2 1 0 Cosecha 1 Cosecha 2 Cosecha 3 Fuente: Jobling y Mc. Glasson (1995) Almidón Almidón Color Fondo C. Fondo C.I. Etileno Conc. Int. CIE (ppm) 0 196 0 193 0,4 190 1 187 0,8 184 2 181 1,2 178 3 175 1,6 172 4 169 2 166 5 163 2,4 160 6 157 Almidón ­ C. de fondo Fuji DDPF Exponencial (Almidón) Fuente: Centro de Pomáceas (2000) DDPF 14 2 13 6 Etileno 4 2 3 1 2 1 1999 5 4 2 3 1 2 1 Etileno (ppm) 1998 Etileno (ppm) 13 4 13 1 12 3 11 7 Color Fondo 13 0 12 4 8 Almidón 11 11 1 Color Fondo, Almidón 5 11 1 10 5 6 10 5 Color Fondo, Almidón 6 Royal Gala 3 0 3 0 Fuente: C. Pomáceas Pink Lady Huerto 1 5 6 4 5 Almidón 4 3 Color Fondo 3 2 2 Etileno 1 0 1 202 209 216 223 230 8 Huerto 2 5 Etileno (ppm) 7 Almidón 6 4 5 4 3 2 3 Color Fondo Etileno 2 1 0 Fuente: C. Pomáceas (2003) 1 203 210 217 224 231 C. Fondo, Almidón Etileno (ppm) 7 C. Fondo, Almidón 8 Etileno vs. Indices de madurez As o ciaPink Lady ci ón CIE ­ Ma dur ez CIE (ppm) 8 Royal Gala etileno (ppm) 2,5 R 2 = 79.1 2 1,5 R 2 = 79.2 6 4 2 0 1 1 1 ,5 2 2 ,5 3 Col or de f ond o (1­4) Asociación CIE ­ Madurez 0,5 8 0 0,5 1 1,5 Indice de Streif 2 2,5 CIE (ppm ) 0 R 2 = 67.2 6 4 2 0 60 65 70 75 80 85 Color de cubrimiento (%) Fuente: C. Pomáceas (2000­2005) • 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 Etileno (ppm) Acción sugerida 10 de 10 < 0.1 Retrasar cosecha 3 de 10 0.1 a 0.5 AC largo período 3 de 10 0.5 a 1.0 AC mediano período 3 de 10 1 a 5 AC corto período 3 de 10 5 a 10 FC hasta 4 meses 3 de 10 > 10 FC corto alm./ proc. ETILENO Y ALMACENAJE DE MANZANAS DE MANZANAS Baja producción de etileno Retrasa senescencia y aumenta vida de postcosecha Inhibir ss íí ntesis y/o acci ntesis acci ó ó n n Almacenaje con bajo etileno Ø Ø Evitar fuentes Ø Ø Remoci Remoci ó ó n Ø Ø Inhibici Inhibici ó ó n de s n de s íí ntesis y acci ntesis y acci ó ó n n ØEvitar fuentes – Uso de grúas eléctricas – Cosecha de frutos en estado preclimactérico – Fruta en adecuado estado sanitario ØRemoci Remoci ó ó n Oxidaci Oxidaci ó ó n catal n catal íí tica C 2 H 4 + 3 O 2 (250° C) ® 2 CO 2 + 2H 2 0 Absorbedores 4 KMnO 4 + C 2 H 4 ® 4 MnO2+ 4 KOH + 2 CO 2 ØInhibici Inhibici ó ó n de s n de s íí ntesis y acci ntesis y acci ó ó n • Estimulan síntesis de etileno – Maduración y Senescencia – Temperatura • Óptima 30°C (manzanas) • Estrés por frío (estimula síntesis de ACC) – Genéticos Metionina (MET) ¼ S­adenosilmetionina (SAM) ¼ ACC sintetasa sintetasa Ác. 1­aminociclopropano­1­carboxílico (ACC) ¼ Etileno Etileno ACC oxidasa ACC oxidasa • Inhiben síntesis de etileno: – ACC sintetasa: • AVG (RETAIN ™) ™ precosecha – ACC oxidasa • Altas temperaturas • Ausencia de O 2 (( AC) • Inhiben acción de etileno: – Alto CO 2 (AC) (AC – Ag +2 (Tiosulfato de Plata) – 1 1 ­­ MCP ( MCP ( SmartFresh SmartFresh ™ ™ )) Manejos para inhibir etileno: Ø Ø Baja Temperatura + R Baja Temperatura + R á á pido enfriamiento Ø Ø Empleo de AC (bajo O 2 y alto CO 2 ; r ; r á á pido establecimiento) Ø Ø Uso de equipos catalizadores/ absorbedores Ø Ø Uso de 1 Uso de 1 ­­ MCP ( MCP ( SmartFresh SmartFresh ™ ™ )) Manejos para inhibir etileno: Ø Ø Baja Temperatura + R Baja Temperatura + R á á pido enfriamiento Ø Ø Empleo de AC (bajo O 2 y alto CO 2 ; r ; r á á pido establecimiento) Ø Ø Uso de equipos catalizadores/ absorbedores Ø Ø Uso de 1 Uso de 1 ­­ MCP ( MCP ( SmartFresh SmartFresh ™ ™ )) ROYAL GALA: Firmeza y producci Firmeza y producci ó ó n de etileno/FC 22 E1­FC F irm e z a (lb ) 20 E2­FC E3­FC 18 16 14 12 10 0 15 30 45 60 75 90 105 120 Almacenaje (días) Ø E1= 0.7 ppm Ø E2= 1.7 ppm Ø E3= 2.5 ppm TPE (ul/Kg­h) 180 150 120 90 60 30 E1­ F C E2 ­ F C E3 ­ F C 0 0 Fuente: Jorquera (2000) 15 30 45 60 75 Almacenaje (días) 90 105 120 ROYAL GALA: Firmeza y producci Firmeza y producci ó ó n de etileno/AC 22 18 16 14 12 E1­AC E2­AC E3­AC 10 0 15 30 45 60 75 90 105 120 Almacenaje (días) 6 E 1­ A C 5 Ø E1= 0.7 ppm Ø E2= 1.7 ppm Ø E3= 2.5 ppm TPE (u l/kg ­h ) F ir m e z a ( lb ) 20 E 2 ­ A C E 3 ­ A C 4 3 2 1 0 0 Fuente: Jorquera (2000) 15 30 45 60 75 90 105 120 Alm acenaje (d ías ) FUJI: Firmeza y producci FUJI: Firmeza y producci ó ó n de etileno FC vs. AC 20 FC AC 16 14 12 10 0 1 2 3 4 5 6 180 Almacenaje (meses) FC AC 150 TPE (ul/k g­hr) Firmeza (lb) 18 120 90 60 30 Fuente: Vásquez (1999) 0 0 1 2 3 4 Almacenaje (meses) 5 6 PINK LADY: Firmeza y producci Firmeza y producci ó ó n de etileno /FC 22 16­Abr 30­Abr 14­May 18 16 14 12 10 0 30 60 90 120 150 180 250 Almacen aje (días) 16­Abr 30­Abr 14­May 200 Etileno (ppm) Firmeza (lb) 20 150 100 50 0 Fuente: Bravo (2004) 0 30 60 90 120 Almacenaje (días) 150 180 Niveles de etileno en c Niveles de etileno en c á á maras de AC • Etileno bajo (?) • Etilenol – 100 a 1000 ppm • Variedades “menos sensibles” – Rojas – Fuji • 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 c en c á á maras de AC Especie Manzanas Variedad Etileno (ppm) G. Delicious 550 (>1400) Starking 250 G. Smith >200 Fuente: Truter y Combrink, (1993) Etileno en AC vs. maduraci Etileno en AC vs. maduraci ó ó n (Little y Holmes, 2000) Respuesta es inhibitoria con: bajo O 2 , alto CO 2 , baja T° Si O 2 ≤1.5% y T°=0°C Si O 2 > 1.8% Puede haber 200 ­­ 400 ppm ambiente, con poco est est íí mulo hacia la maduraci maduraci ó ó n Etileno comienza a ejercer su acci ejercer su acci ó ó n n Efecto del etileno en AC (5 meses + 1 semana /20°C) 18 16 n.s. a n.s. b 1 ppm 1000 ppm Firmeza (lb) 14 12 10 8 n.s. 6 4 2 0 O2 /CO2 (%) Golden Del. 1.5/1.5 Starking 1.0/1.0 G. Smith 1.5/0.0 P. Triumph 1.5/1.5 5 a 1 ppm 1000 ppm b Color 4 n.s. n.s. n.s. 3 2 1 0 Fuente: Truter y Combrink, (1993) Golden Del. Starking G. Smith P. Triumph Etileno en c Etileno en c á á mara vs. maduraci mara vs. maduraci ó ó n (Little y Holmes, 2000) Si O 2 >1.5% Etileno debiera ser < 0.2 ppm ““ Ideal Ideal ” para variedades sensibles para variedades sensibles : Ø Etileno < 0.5 ppm en fruta a cosecha Ø Llenado y sellado rápido de AC Ø Equipos para remoción, funcionando desde llenado cámara Ø Tener < 0.05 ppm durante primera fase de almacenaje Manejos para inhibir etileno Ø Ø Baja Temperatura: R Baja Temperatura: R á á pido enfriamiento Ø Ø Empleo de AC (bajo O 2 y alto CO 2 ; r ; r á á pido establecimiento) Ø Ø Uso de equipos catalizadores/ absorbedores Ø Ø Uso de 1 Uso de 1 ­­ MCP ( MCP ( SmartFresh SmartFresh ™ ™ )) Catalizadores Absorbe Catalizadores Absorbe dores dores • Bien diseñados remueven el 98% del etileno presente en el aire • El bajo O 2 no afecta la tasa de remoción de etileno • Deben funcionar desde el llenado de cámara • Principalmnete en base a KMnO 4 • Bajo costo de inversión y operación Manejos para inhibir etileno Ø Ø Baja Temperatura: R Baja Temperatura: R á á pido enfriamiento Ø Ø Empleo de AC (bajo O 2 y alto CO 2 ; r ; r á á pido establecimiento) Ø Ø Uso de equipos catalizadores/ absorbedores Ø Ø Uso de 1 Uso de 1 ­­ MCP ( MCP ( SmartFresh SmartFresh ™ ™ )) C C C C C 1­MCP C Etileno ETI LENO Inhibici Inhibici ó ó n de la acci n de la acci ó ó n n 1 1 ­­ M CP 1 1 ­­ MCP en manzanas Retrasa o disminuye Producci Producci ó ó n etileno Respiraci Respiraci ó ó n Ablandamiento P P é é rdida acidez (?) Aromas Cambio de color piel Escaldado, soft scald scald , Core flush flush , grasitud Incrementa No afecta Da Da ñ ñ o por CO 2 Bitter pit S S ó ó lidos solubles Almid Almid ó ó n Fuente: Watkins y Miller (2003) Efectos de SmartFresh en manzanas • Reduce producci Reduce producci ó ó n etileno y tasa respiratoria • Reduce p Reduce p é é rdida de firmeza y color verde • Retraso en producci Retraso en producci ó ó n de aromas • Reduce incidencia de des Reduce incidencia de des ó ó rdenes fisiol rdenes fisiol ó ó gicos – escaldado superficial – grasitud piel piel Reduce producci Reduce producci ó ó n etileno y tasa respiratoria Manzanas Red Delicious (1 ppm 1­MCP) 0°C Fuente: Fan y cols. (1999) 20°C Fuente: Mattheis y cols. (2000) 22 20 18 16 140 14 12 10 8 120 Etileno (uL/kg­h) Firmeza (lb) Reduce producci Reduce producci ó ó n etileno y p n etileno y p é é rdida de firmeza Manzanas Royal Gala 6 4 2 0 ec s o C a h 2m 4m 6m 100 80 60 40 20 0 FC AC FC+1M CP Fuente: Centro de Pomáceas (2005) a h ec s o C FC 2m AC 4m FC+1MCP 6m Reduce p Reduce p é é rdida de firmeza 6 m. (0ºC) + 10 días Tº ambiente Firmeza (lb) 15 18 16 14 12 10 14 13 12 11 10 PINK LADY FUJI 18 16 Firmeza (lb) Firmeza (lb) Firmeza (lb) 20 14 12 10 GALA G. SMITH FC 16 15 14 13 12 11 10 FC+MCP AC AC+MCP Fuente: Reed, Stemilt Growers, Inc.) Reduce p Reduce p é é rdida de firmeza Manzanas Gala, 6 meses + 7 días a 20°C Fuente: Retamales y cols. ( 2001) Reduce p Reduce p é é rdida de color verde Pink Lady, salida de almacenaje + 10 días T° ambiente Control SmartFresh Retrasa producci Retrasa producci ó ó n de aromas 9 2 4 a 8 4 Months a 2 4 b b b 12 40 b c 0 4 7 5 3 1 9 a a 6 Months a 4 6 Months n es s es tn ur n s So a 1 hy l b ut yl Bu ace t ty l a ate ce ta te 1­ H P e ep nt tan yl o ac l et at H ex e yl pr op an Et oa hy te l b en z O oa ct te yl a ce ta te 1­ B ut an ol 0 b b 2­ M et b 3 b b 0 b b Sw ee b b 5 a b om b b 0 b 2 a a a b a a Ar a 4 Months b b a 20 b a a b b 7 8 a a ▄ FC ▄ CA ▄ FC+1MCP ▄ FC+1MCP Fuente: Centro de Pomáceas; 2005 io 0 b b a a ce pt 0 c a er c a 9 e b 1 ur a 20 c 0 al p 12 b c er 0 a c c 2 Months 3 en 40 b b ODOUR VALUE 0 b a 5 G c b 2 Months ur b 4 b a Te xt b b vo 20 a a a ff­ fl a 8 a 7 a b a b 4 a a O 12 ATTRIBUTE INTENSITY 40 a a Reduce incidencia de escaldado A F (n m o l /cm 2 ) 200 150 100 50 0 0 1 2 3 4 5 6 Fuente: McGlasson, 2001 Tratamiento Sin SF Escaldado (%) 75.6 T c 2 8 1 (n m o l /c m 2 ) 20 Control 10 5 0 0 1 2 3 4 5 Almacenaje (meses) Con SF SF 15 0.0 Fuente: Centro de Pomáceas 6 Consideraciones finales • Cosecha Ø Ø Para obtener la m m á á xima vida de postcosecha, la fruta debiera cosecharse, lo m cosecharse, lo m á á s cercano al m s cercano al m íí nimo climact climact é é rico Ø Ø En muchos casos (cultivar, clon, zona de producci producci ó ó n), al momento del m m íí nimo climact climact é é rico rico , la fruta no cumple con caracter caracter íí sticas para mercado (color) Ø Ø Etileno debe ser complementado con otros íí ndices Ø Ø Si se alcanza ó ó ptimo etileno antes que los otros indicadores de mercado, considerar que la potencialidad de almacenaje ser ser á menor menor Consideraciones Finales • Almacenaje Ø Ø Se busca prolongar la duraci Se busca prolongar la duraci ó ó n de guarda Ø Ø Se debe reducir metabolismo: evitar; eliminar e inhibir etileno (adicional al manejo de T T ° y gases) Ø Ø Relevancia de la estrategia a utilizar, depende de: Ø Metabolismo de la variedad: • Rojas, Fuji , Granny Granny: moderado a bajo : moderado a bajo Rojas, Fuji, • Galas, Pink Galas, Pink Lady : elevado Ø Duraci Duraci ó ó n requerida en almacenaje (obtener calidad aceptable) 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 a la fruta No puede responder a condiciones adversas condiciones adversas Muchas Gracias! Muchas Gracias!
